Автоматизированная система управления ... · sicam pas (рис. 2) – это открытая модульная цифровая система

86

СТА 2/2015

РАЗРАБОТКИЭНЕРГЕТИКА

www.cta.ru

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ

Киришский нефтеперерабатываю-щий завод (рис. 1), расположенныйвблизи балтийских портов, осуществилпервую отправку продукции 22 марта1966 года, а впоследствии стал обес-печивать нефтепродуктами весь северо-запад России. Благодаря равномернойзагрузке производственных мощностейна протяжении последних лет ежегод-ный объём переработки нефти в ООО«КИНЕФ» превышает 20 млн тонн.ООО «КИНЕФ» производит все видытоплива, а также продукцию, пользую-щуюся большим спросом в нефтехими-ческой и лакокрасочной промышлен-ности, на предприятиях бытовой химиии в строительной индустрии. Пред-приятие выпускает около 80 наимено-ваний конкурентоспособных нефте-

продуктов, высокое качество которыхполностью соответствует современнымэкологическим стандартам.

Завод глубокой переработки нефти(ЗГПН) – это предприятие в составеООО «КИНЕФ». Кроме основных тех-нологических объектов и оборудованияв состав ЗГПН входят распределитель-ные и трансформаторные подстанции(ПС) с электротехническим оборудова-нием. Данные объекты предназначеныдля обеспечения бесперебойной пере-дачи и распределения электроэнергиипо объектам ЗГПН. Режим их работы –круглосуточный круглогодичный.

В проект по автоматизации энергохо-зяйства было включено следующееэлектротехническое оборудование:● входящее в состав ЗГПН и подключае-

мое к АСУЭ в составе ООО «КИНЕФ»;

● подключаемое к системе диспетчери-зации ООО «КИНЕФ».Фирмой SIEMENS было предложено

решение для реализации данного про-екта – SICAM PAS (Power AutomationSystem), разработка департамента про-изводства и распределения электро-энергии. Этот программно-техниче-ский комплекс (ПТК) создавался с учё-том всех современных международныхстандартов. Он успешно зарекомендо-вал себя на мировом рынке и пол-ностью пригоден для эксплуатации вРоссии.

SICAM PAS (рис. 2) – это открытаямодульная цифровая система телеконт-роля и телеуправления для электро-энергетики. В ней специфические дляотрасли функции совмещены с гиб-костью и универсальностью ПЛК и до-полнены мощными коммуникацион-ными возможностями современныхсредств связи. Для выполнения пуско-наладочных работ была привлеченакомпания ЗАО «СИНЕТИК». Этопредприятие является одним из круп-нейших инжиниринговых центров Рос-сии, выполняющих полный комплексработ по созданию систем автоматиза-ции, как для модернизируемых, так ивновь строящихся производств, на ба-зе оборудования фирмы SIEMENS.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ

СИСТЕМЫ АСУЭ Цель создания системы АСУЭ

ЗГПН – обеспечение контроля и управ-

В статье представлена автоматизированная система управления энергохозяйством(АСУЭ) завода глубокой переработки нефти ООО «КИНЕФ». Разработанная системапостроена на базе программно-технического комплекса SICAM PAS. Общая концепциявключает весь спектр вопросов, возникающих в сфере диспетчерского управленияи сбора данных для энергохозяйства нефтеперерабатывающего предприятия.

Юрий Лахов, Николай Осипов, Сергей Соловьёв, Вячеслав Коршаков

Рис. 1. Общий вид территории ООО «КИНЕФ»

Автоматизированная система управленияэнергохозяйством ЗГПН OOO «КИНЕФ»

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 86

ление работой оборудования для пере-дачи и распределения электроэнергии,организация технического учёта элек-троэнергии, повышение надёжностиработы электрических сетей и обес-печение экономии энергоресурсов.

Для достижения данной цели былипоставлены и успешно решены следую-щие задачи:● обеспечение информационного об-

мена в масштабе реального временимежду всеми уровнями и подсистема-ми системы диспетчеризации;

● повышение надёжности и экономич-ности работы энергохозяйства за счётсокращения времени обнаружениянеисправностей в результате посто-янной диагностики и получения ин-формации об аварийных отключе-ниях и сбоях;

● увеличение производительности иулучшение качества труда эксплуа-тационного персонала за счёт ростаинформированности о неисправ-ностях и повышения качества фор-мирования оперативной информа-ции;

● архивирование информации;● обеспечение высокого уровня авто-

матизации для контроля и управле-ния оборудованием за счёт исполь-зования современной микропро цес -сорной техники.

НАЗНАЧЕНИЕ

И ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ

Система оборудования АСУЭ пред-назначена для контроля состоянияэлектротехнического оборудования,дистанционного управления работойэнергохозяйства, технического учётаэлектроэнергии и поддержания режи-

мов, обеспечивающих экономию энер-горесурсов.

Основные функции АСУЭ подразде-ляются на две группы: технологическиеи общесистемные.

Основные технологические функции:● сбор и первичная обработка аналого-

вых сигналов;● сбор и первичная обработка дискрет-

ных сигналов;● оперативный контроль текущего ре-

жима и состояния схем подстанций;● автоматизированное управление ком-

мутационными аппаратами (КА) под-станции;

● технологическая предупредительнаяи аварийная сигнализация;

● регистрация аварийных событий(РАС);

● технический учёт электроэнергии;● контроль качества электроэнергии;● автоматическая частотная разгрузка

(АЧР);● передача информации по каналам те-

лемеханики в вышестоящие диспет-черские пункты (Киришская ГРЭС).Основные общесистемные функции:

● синхронизация времени компонен-тов ПТК;

● тестирование и самодиагностикакомпонентов ПТК;

● регистрация и архивирование инфор-мации;

● защита информации;● формирование отчётных докумен-

тов;● организация внутрисистемных ком-

муникаций между компонентамиАСУЭ и со средствами автономных(смежных) систем.

Основные технологическиефункции АСУЭ

Сбор и первичная обработкааналоговых сигналов Источниками аналоговых сигналов

об электрическом режиме работы под-станции являются первичные преобра-зователи: трансформаторы тока (ТТ) инапряжения (ТН). В качестве измери-тельных преобразователей примененыустройства SIMEAS P, к которым под-водится информация о токах и напря-жениях от соответствующих ТТ и ТН.Все измеренные и рассчитанные пара-метры по присоединениям передаютсяот измерительных преобразователейSIMEAS P в контроллер TM 1703(рис. 3) по протоколу PROFIBUS DP,где осуществляется контроль выходапараметров за граничные значения идальнейшая передача всего объёма ин-

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

87

СТА 2/2015 www.cta.ru

МЭК 6185

0

М

ЭК 6185

0

МЭК 60

870-5

-104

МЭК 60

870-5

-101

МЭК 60

870-5

-103

Mod

bus

АРМ-1оператора ПС

АРМинженера РЗА

АРМ инженера АСУ ТП

АРМ-2 оператора ПС

Корпоративнаясеть

Резервированная шина

МаршрутизаторСервер ЧМИ-1 Сервер ЧМИ-2

Ethernet TCP/IP

Ethernet TCP/IP

Ethernet TCP/IP

Резервированнаяшина

Сервер 1.1 Сервер 1.2

МЭК 60870-5-101/104В каналы

телемеханики

Сервер единого времени

Резервированнаяшина

Рис. 2. Функциональная схема SICAM PAS

Рис. 3. Контроллер TM 1703

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 87

формации в системные серверы SICAMPAS по протоколу МЭК 60870-5-104.

Сбор и первичная обработкадискретных сигналов Часть дискретных сигналов (по обо-

рудованию 110 и 6 кВ) вводится на тер-миналы SIPROTEC и передаётся вАСУЭ по протоколу МЭК 61850. Средитаких сигналов можно назвать положе-ния коммутационных аппаратов, пере-ключателей, различного рода неисправ-ности оборудования и т.д. Остальныедискретные сигналы по оборудованиюподстанций ЗГПН вводятся в АСУЭ ввиде «сухого» контакта непосредствен-но на дискретные модули ввода конт-роллеров TM 1703 ACP. Для надёжногосрабатывания «сухого» контакта ис-пользуется напряжение питания 220 Впостоянного тока. Сигналам, предна-значенным для регистрации, присваи-вается метка времени при каждом изме-нении их состояния. Сигналы о поло-жении коммутационных аппаратовпроверяются на достоверность путёмсравнения положений замыкающих иразмыкающих блок-контактов КА.

Признаки недостоверности дискрет-ных сигналов отображаются на экранеАРМ дежурного и запоминаются в ар-хиве.

Оперативный контроль текущегорежима и состояния схем подстанций Этот вид контроля включает в себя:

● контроль основных параметров ре-жима работы силового электрообору-дования подстанций (напряжение насекциях открытых распределитель-ных устройств, частота, перетоки ак-тивной и реактивной мощности, то-ки по присоединениям);

● контроль состояния основных ком-мутационных аппаратов подстанций(выключатели, разъединители, зазем-ляющие ножи);

● контроль состояния основного ивспомогательного электрооборудова-ния.Оперативный контроль реализуется

путём отображения всей указанной ин-формации на АРМ в виде динамическихмнемосхем и их фрагментов. Выбормнемосхемы или фрагмента на экранеАРМ осуществляется персоналом. Намнемосхемах отображаются положениякоммутационной аппаратуры, парамет-ры сети, состояние оперативных блоки-ровок, диагностика оборудования и т.д.Предусмотрена установка предупреди-тельных плакатов дежурным на мнемо -схемах подстанций. Отображается такженеготовность аппаратуры к управлению

и фиксируется потеря достоверностиинформации в части положений комму-тационной аппаратуры. Экранные фор-мы прорисованы в SCADA-системеWinCC (рис. 4).

Технологическая сигнализация обес-печивает оперативный персонал инфор-мацией о возникновении нарушений вработе электротехнического оборудо -вания, о срабатывании автоматичес-ких устройств, защит, автоматики и т. п.(рис. 5).

Обеспечивается:● предупредительная сигнализация о

выходе за установленные пределы ивозврате назад технологических пара-метров, изменении состояния авто-матических устройств;

● аварийная сигнализация при аварий-ных отклонениях параметров, сраба-

тывании устройств РЗА, аварийных исамопроизвольных отключениях вы-ключателей;

● сигнализация о действии блокировоки об изменении положения коммута-ционных аппаратов, происходящихбез команд от оперативно-диспетчер-ского персонала;

● сигнализация об обнаруженных не-исправностях технических средствАСУЭ, исчезновении электропита-ния и т.п.Технический учёт электроэнергии В системе предусмотрена органи -

зация технического учёта электроэнер-гии на подстанциях ЗГПН. В качест -ве источника данных используютсякак измерительные преобразователиSIME AS P, так и терминалы РЗАSIPROTEC.88

СТА 2/2015

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

www.cta.ru

Рис. 5. Цветовая раскраска и обозначения на мнемосхемах

Рис. 4. Экран мнемосхемы закрытых распределительных устройств (ЗРУ 110 кВ)

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 88

Контроль качества электроэнергии На подстанции ПГВ-2 110 кВ пред-

усмотрен технологический контролькачества электроэнергии на секциях110 кВ, выполняемый устройствамиSIMEAS Q, в которых на основании вы-числений по мгновенным значениямнапряжений определяются коэффици-

енты несинусоидальности, несиммет-рии, гармоник и другие параметры.

Автоматическая частотная разгрузка Автоматическая частотная разгруз -

ка (АЧР) является одной из важней-ших подсистем на подстанциях ЗГПНнаряду с релейной защитой и автомати-кой.

Запуск АЧР производится по энерго-системе. Всего предусмотрено 4 уст -ройства, осуществляющих контроль

частоты на каждой из четырёх секций110 кВ и имеющих одну ступень устав-ки. Информация о срабатывании тер-миналов АЧР 7SJ80 посредством «сухо-го» контакта поступает в терминалы7SJ64, в результате чего на выходе фор-мируются сигналы отключения по сту-пени, которые в виде GOOSE-сооб-щений направляются в терминалыприсоединений 6 кВ (рис. 6) и терми-налы АЧР 0,4 кВ.

Общесистемные функции АСУЭ Синхронизация временикомпонентов ПТК Синхронизация времени представ-

ляет собой подстройку локальных тай-меров, имеющихся в микропроцессор-ных компонентах ПТК (контроллерах,терминалах РЗА, серверах и т.п.) в соот-ветствии с общесистемным временемПТК, а также подстройку общесистем-ного времени ПТК к астрономическо-му времени по спутниковым сигналамсистемы точного времени. Синхрониза-ция осуществляется при помощи(S)NTP-сервера SICLOCK TC400 совстроенным GPS-приёмником и вы-носной антенной. Метка времени длясобытий присваивается в устройствахнижнего и среднего уровней (контрол-

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

89

СТА 2/2015 www.cta.ru

Рис. 6. Подстанция ПГВ-2, закрытые

распределительные устройства 6 кВ

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ПРОДУКЦИИ RAYSTAR

OLED-дисплеи Raystar

Лучшая замена ЖК-панелям

Характеристики• Яркость экрана до 150 кд/м2 обеспечивает считывание

изображения при ярком солнечном свете• Высокий контраст 2000:1• Широкий угол обзора до ±175°• Цвет свечения: жёлтый, зелёный, красный, белый, синий• Формат изображения:

122×32, 128×64, 240×64, 256×64 и 96×64 точки

• Низкая потребляемая мощность 10 мА (схемы управления – токовые)

• Светоэмиссионная схема: не требуется система подсветки• Короткое время отклика: 10 мкс при температуре +25°C• Широкий диапазон рабочих температур от –40 до +80°C• Малая толщина модуля дисплея, небольшой вес• Срок службы: 50 000 ч для белого и синего цвета;

100 000 ч для жёлтого, зелёного, красного цветов

АВТОМОБИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ • ИЗМЕРИТЕЛИ МОЩНОСТИ • БЫТОВАЯ ТЕХНИКА • МЕДИЦИНСКИЕ ПРИБОРЫ

Прозрачные моделиСпецисполнение по ТЗ заказчика

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 89

леры, терминалы РЗА и т.п.), в которыхоно было зафиксировано. Присвоениеметок времени учитывает переходы налетнее и зимнее время.

При этом выполняются:● периодическая рассылка сигналов

точного времени для всех устройств,входящих в состав ПТК;

● подстройка локального временитерминалов к общесистемному вре-мени;

● контроль работоспособности уст -ройств системы единого времени;

● точность синхронизации (S)NTP-клиентов не хуже 1 мс.Диагностическая информация о со-

стоянии устройств системы единоговремени поступает в архив и отобража-ется на АРМ персонала.

Регистрация и архивированиеинформации Все регистрируемые параметры и со-

бытия подлежат длительному сохране-нию в виде баз данных (архивов) дляретроспективного анализа состояния ирежимов работы основного электро-оборудования и систем управления.

Средства архивирования выполняютследующие функции:● концентрация информации, посту-

пающей на верхний уровень ПТКАСУЭ;

● хранение информации;● защита информации;● предоставление архивной информа-

ции персоналу. К автоматически архивируемым дан-

ным относится вся информация, реги-стрируемая средствами АСУЭ, в томчисле:● значения аналоговых сигналов;● изменения дискретных сигналов;● выход параметров за аварийные и

предупредительные пределы (устав-ки) и вхождение в норму;

● команды управления основным элек-трооборудованием и средствамиПТК;

● диагностическая информация по си-ловому электрооборудованию;

● результаты определения места по-вреждения (ОМП) на линиях;

● работа устройств технологическойсигнализации;

● срабатывания устройств релейной за-щиты и автоматики;

● переключения режимов работы обо-рудования и автоматических уст -ройств с помощью оперативных эле-ментов управления;

● информация от смежных подсистем,поступающая в ПТК АСУЭ;

● информация и команды управления сверхнего уровня управления;

● системные события, формируемыевнутри АСУЭ (информация по про-граммным и техническим средствамПТК).

Организация внутрисистемныхкоммуникаций междукомпонентами АСУЭ исредствами автономных(смежных) систем

Средства коммуникаций информа-ционно-вычислительной подсистемыАСУЭ обеспечивают информационнуюсвязь между устройствами и подсисте-мами (как входящими в состав АСУЭ,так и самостоятельными), в том числе сподсистемами и средствами:● релейной защиты и автоматики (тер-

миналы SIPROTEC);● с источниками бесперебойного пита-

ния (GUTOR);● с преобразователями частоты

(ACS800).Внутрисистемные коммуникации

между компонентами АСУЭ и обменинформацией со средствами автоном-ных систем контроля и управления осу-ществляются по стандартным протоко-лам обмена информации.

Информация, поступающая от под-систем и устройств, обрабатывается вПТК АСУЭ аналогично собственнойинформации ПТК (архивируется, ото-бражается, передаётся на верхний уро-вень управления и т.п.).

АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ

В ПТК АСУЭ выделяются три уровняиерархии программно-техническихсредств (ПТС): нижний (полевой),средний и верхний. Далее приводитсяописание основных технических реше-ний на каждом уровне.

Нижний уровень К нижнему (полевому) уровню отно-

сятся все устройства, которые непо-средственно связаны с объектом управ-ления. С их помощью обеспечиваетсясбор информации и выдача командуправления. В состав ПТС нижнегоуровня входят микропроцессорныетер миналы РЗА и АЧР, терминалыуправления устройств регулированияпод нагрузкой (РПН) трансформато-ров, регистраторы, контроллеры TM1703 ACP, измерительные преобразова-тели SIMEAS и т.д.

Микропроцессорные (МП) устрой-ства РЗА имеют двойное назначение:

собственно устройства автономной си-стемы РЗА и компоненты нижнегоуровня ПТК АСУЭ, которые исполь-зуются в качестве источников значи-тельного объёма информации для ре-шения различных задач контроля иуправления объектом в нормальных иаварийных режимах. Все устройстваРЗА подключаются в сеть нижнегоуровня, служащую для обмена даннымимежду терминалами защит и передачиданных от подсистемы РЗА в АСУЭ.Для организации сети используются се-тевые коммутаторы.

В зависимости от принадлежностиподстанции к той или иной технологииеё сетевые коммутаторы соединяютсямежду собой, образуя двойные оптиче-ские кольца. Всего предусмотрено 3 та-ких кольца, распределение подстанцийпо кольцам показано на рис. 7. В общейсложности система АСУЭ объединяет22 подстанции завода: 14 подстанцийобщезаводского хозяйства (ОЗХ),8 подстанций гидрокрекинга, включаяРУ 6 кВ и 110 кВ ПГВ-2.

В каждом терминале РЗА имеютсядва Ethernet-порта, которые работают врежиме резервирования. Передача осу-ществляется по одному порту, при про-падании связи из-за обрыва кабеля иливыхода порта из строя происходит авто-матическое переключение на другойпорт. Порты подключаются на разныесетевые коммутаторы, чтобы сохранитьсвязь при выходе из строя одного изкоммутаторов. Контроллеры сбора ин-формации SICAM PAS подключаются ккоммутаторам через специально уста-новленные в них сетевые карты с двумяинтерфейсами. Сетевая карта настраи-вается таким образом, что порты рабо-тают в режиме резервирования по тако-му же принципу, что и в терминалах за-щит. Таким образом, в системе пред-90

СТА 2/2015

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

www.cta.ru

Рис. 7. Распределение подстанций ЗГПН

по кольцам

Здание ПГВ-2РУ 110 кВ

ПГВ-2РУ 6 кВ

Здание электроцеха

SS-149 SS-40-1 SS-10-1 ТП-162

SS-148 SS-20-2 SS-30-1 РТП-160

SS-144 SS-20-1 SS-51-1 SS-150

SS-151 ТП-163

SS-147 ТП-157

SS-146 ТП-158

ОЗХ

Гидрокрекинг

SS-55-1 ТП-153

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 90

Вершина технологии PRT

OMD10M-R2000

Pulse Ranging Technology (PRT) — измерение расстояния методом определения времени прохождения импульсного сигнала

Точность: скорость перемещения объекта измерения может достигать 15 м/сПомехоустойчивость: гарантированно функционируют в условиях тумана или повышенногосодержания пыли. Лазерные лучи PRT-датчиков могут пересекаться без искажения показанийРазнообразие целей: датчики могут применяться для темных (светопоглощение до 90%)и светлых (светопоглощение до 6%) объектов одинаково эффективноДальность: диапазон измерения PRT-датчиков не зависит от габаритных размеров оптики

Двухмерный лазерный датчик с углом обзора 360°

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ПРОДУКЦИИ PEPPERL+FUCHS

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 91

усмотрено полное резервирование ком-муникационных связей путём резерви-рования оборудования и кабельныхсвязей. На каждой из подстанций уста-навливаются шкафы с оборудованиемАСУЭ. Далее перечислены основныетипы шкафов.

Шкаф визуализации и АЧР (рис. 8)включает в себя панель визуализации

SIMATIC Panel PC 577B, представляю-щую собой промышленный компьютерпанельного типа с соответствующимпрограммным обеспечением, микропро-цессорный терминал АЧР и сетевые ком-мутаторы. Панель визуализации предна-значена для представления информациио состоянии основного технологическо-го оборудования подстанции. Сетевыекоммутаторы служат для подключениямикропроцессорных терминалов РЗА идругих устройств в сеть нижнего уровняАСУЭ. Терминал АЧР предназначен дляотключения оборудования подстанции0,4 кВ посредством выдачи сигналов потрём дискретным выходам (по количе-ству очередей АЧР) при снижении часто-ты ниже заданной уставки.

Шкаф МСКУ содержит контроллерTM 1703 ACP (CP-6014) с модулямисбора дискретных и аналоговых сигна-лов, а также модулями выдачи команд.Основное назначение этого контролле-ра – сбор информации с измеритель-ных преобразователей SIMEAS и пре-образователей частоты ACS 800 по про-токолу PROFIBUS DP, сбор дискретнойи аналоговой информации и передачаданных в системный сервер SICAM PASпо протоколу МЭК 60870-5-104. Также

этот контроллер используется для выда-чи управляющих команд, например,для управления освещением, включе-ния/отключения электрообогрева и т.д.В схемах управления используется «су-хой» контакт, рассчитанный на напря-жение 220 В постоянного тока. Модулидискретного ввода также рассчитаны нанапряжение 220 В постоянного тока.Аналоговая информация вводится ввиде сигналов в диапазоне 4…20 мА.

Шкаф АЧР включает в себя микропро-цессорные терминалы SIPROTEC, пред-назначенные для реализации функцииАЧР: 4 терминала типа 7SJ80, реагирую-щие на изменение частоты в энергоси-стеме (по одному на каждую секцию110 кВ), и 2 терминала типа 7SJ64, кото-рые служат для передачи команд от-ключения от терминалов 7SJ80 к терми-налам РЗА присоединений 6 кВ, подклю-чённым к сети первого и второго кольца.

Шкаф измерений содержит 6 из ме -рительных преобразователей SIMEAS P(для присоединений 110 кВ) и 4 преобра-зователя SIMEAS Q (для контроля каче-ства электроэнергии на секциях 110 кВ).

Шкаф ЦРАП, в котором установленцифровой регистратор аварийных со-бытий.

92

СТА 2/2015

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

www.cta.ru

Рис. 8. Шкаф визуализации

МОСКВА Тел.: (495) 234-0636 • [email protected] • www.prosoft.ru

О Ф И Ц И А Л Ь Н Ы Й Д И С Т Р И Б Ь Ю Т О Р

Compac

t Indduuss

ttrriiaall PPCC

Pr

gog. FFieldbdbusus

Contntrorollllerer

Industrial Ethernet: высокая отказоустойчивость,высокая пропускная способность,высокая скорость передачи данных

МОСКВА Тел.: (495) 234-0636 • Факс: (495) 234-0640 • [email protected] • www.prosoft.ruС.-ПЕТЕРБУРГ Тел.: (812) 448-0444 • Факс: (812) 448-0339 • [email protected] • www.prosoft.ruСАМАРА Тел.: (846) 277-9166 • Факс: (846) 277-9165 • [email protected] • www.prosoft.ru

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 92

В подстанциях ЗГПН установленыУСО (устройства связи с объектом),предназначенные как для сбора инфор-мации, так и для управления оборудова-нием полевого уровня по дискретным ианалоговым каналам (контрольный ка-бель, витая пара), а также по высоко-уровневому протоколу (интерфейсныйкабель). Микропроцессорные термина-лы защитных реле и автоматики сопря-жены с оборудованием АСУЭ по элек-трическому интерфейсу по протоколуМЭК 61850. Топология подключенияустройств на подстанциях ЗГПН – звез-да. Существующие источники беспере-бойного питания, находящиеся на под-станциях и в помещениях распределён-ной системы управления (РСУ), сопря-жены с УСО по оптическому либо элек-трическому интерфейсу по протоколуМЭК 61850, топология сети – звезда.Часть сигналов с ИБП вводится в АСУЭпосредством «сухого» контакта. Комму-таторы всех подстанций соединены се-тью, представляющей собой резервиро-ванную (кабель с резервными волокна-ми) оптоволоконную линию, выполнен-ную по схеме двойного оптическогокольца. Объединение подстанций вкольца основано на принципе функцио-

нальной принадлежности группы под-станций к обслуживанию одного и тогоже технологического оборудования.Устройства учёта электроэнергии (изме-рительные преобразователи SIMEAS),установленные на объектах, сопряженыс оборудованием УСО с использованиемпротокола PROFIBUS DP (витая параRS-485). Контроллер TM 1703 ACP, осу-ществляющий сбор информации с изме-рительных преобразователей, передаётинформацию в систему SICAM PAS попротоколу МЭК 60870-5-104. В составАСУЭ ЗГПН включена подсистемауправления автоматической частотнойразгрузкой, а также подсистема регист-рации аварийных событий. Преобразо-ватели частоты связаны с оборудовани-ем АСУЭ по протоколу PROFIBUS DP(витая пара RS-485).

Средний уровень Средний уровень включает систем-

ные серверы SICAM PAS, сетевые ком-мутаторы (объединённые в кольцо набазе Gigabit Ethernet) и устройства син-хронизации времени. Серверы SICAMPAS предназначены для сбора инфор-мации по различным протоколам отустройств нижнего уровня, выдачи сиг-

налов управления и передачи всегообъёма информации в SCADA-системуWinCC и в вышестоящие диспетчерскиецентры.

SICAM PAS – это открытая модульнаяцифровая система контроля и управле-ния, разработанная фирмой SIEMENSспециально для электроэнергетики.В ней сочетаются специфические дляотрасли функции, а также гибкость иуниверсальность программируемых ло-гических контроллеров и мощные ком-муникационные возможности совре-менных средств связи. Модульная струк-тура аппаратуры и программного обес-печения SICAM PAS обеспечивает высо-кую степень адаптируемости системы кспецифике конкретных предприятий.Другим немаловажным достоинствомSICAM PAS является возможность ин-теграции с любыми системами управле-ния, как на базе техники SIMATIC, таки сторонних производителей по стан-дартным протоколам. В целях повыше-ния надёжности SICAM PAS может ра-ботать в конфигурациях с полным резер-вированием или с резервированием ка-налообразующей аппаратуры.

Программное ядро SICAM PAS реа-лизует функции конфигурирования, от-

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

93

СТА 2/2015 www.cta.ru

С.-ПЕТЕРБУРГ Тел.: (812) 448-0444 • [email protected] • www.prosoft.ru

К О М П А Н И И W A G O

Разнообразие протоколов, основанных на принципах сети Ethernet, их популярность и доступность гарантируют заказчику высокую скорость и легкость интеграции системы в проект на базе оборудования компании WAGO

PPrroogg. FFiieellddbbuss CCoonnttrroolleerr

r

ЕКАТЕРИНБУРГ Тел.: (343) 376-2820; 356-5111 • Факс: (343) 310-0106 • [email protected] • www.prosoftsystems.ruКАЗАНЬ Тел.: (843) 291-7555 • Факс: (843) 570-4315 • [email protected] • www.prosoft.ruУФА Тел.: (347) 292-5216/5217 • Факс: (347) 292-5218 • [email protected] • www.prosoft.ru

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:34 Страница 93

ладки и диагностики системы, сбораданных и преобразования протоколов,а также является OPC-сервером. Ядросистемы при необходимости может до-полняться опциональными компонен-тами: коммуникационными драйвера-ми для протоколов МЭК 61850, МЭК60870-5-101/103/104, PROFIBUS DP/FMS, Modbus, OPC-клиентом и вирту-альным контроллером. Драйверы теле-коммуникационных протоколов и OPCв режиме реального времени обеспечи-вают регистрацию измерительной ин-формации и её передачу на верхниеуровни диспетчерского управления.Виртуальный контроллер позволяетреализовать любые математическиефункции и операции с данными, чтодаёт возможность дополнить или про-контролировать диспетчерское управ-ление автоматическим.

В настоящее время задействовано трирезервированных комплекта SICAMPAS (по одному на каждое кольцо). Приэтом SICAM PAS используется в распре-делённой конфигурации. Один про-мышленный компьютер представляетсобой основной сервер (FS –Full Server),на который возложены задачи управле-ния базами данных, предоставление ин-терфейса пользователю и взаимодей-ствие с устройствами по различным про-токолам. Второй промышленный ком-пьютер является интерфейсным процес-сором уст ройств (DIP – Device Inter facePro ces sor), реализующим функции обме-на данными с терминалами защит и под-системами по различным протоколам.

На среднем уровне используются сле-дующие типы шкафов.

Шкаф сетевых коммутаторов (ШСК)включает в себя сетевые коммутаторыдля подключения в сеть АСУЭ микро-процессорных терминалов РЗА, конт-роллеров TM 1703 ACP, серверов, АРМи других устройств. В ШСК, располо-женных в серверных комнатах зданияэлектроцеха и ПГВ-2 110кВ, размеще-ны также устройства синхронизациивремени типа SICLOCK TC-400.

Шкаф SICAM PAS включает в себя си-стемные серверы (на базе компьютеровпромышленного исполнения SIMATICRack PC 647B), предназначенные длясбора всего объёма информации с под-станций ЗГПН и её передачи на верхнийуровень системы управления (серверыSICAM PAS CC) и в вышестоящие дис-петчерские центры (Киришская ГРЭС).

В составе каждого кольца предусмот-рен резервированный системный сервер,один на кольцо. Основные комплекты

располагаются в зда-нии электроцеха, арезервные – в зданииПГВ-2 110 кВ. Си-стемный сервер вы-полняет функции об-работки данных, по-лучаемых от оборудо-вания УСО, и переда-чи их в управляющийсервер верхнего уров-ня. В состав АСУЭЗГПН вклю чена под-система синхронизации времени – ос-новной и резервный комплекты. Устрой-ства синхронизации времени являютсяNTP-серверами (NTP – Net work TimeProtocol) и обладают четырьмя интер-фейсами для подключения в сеть.

Верхний уровень К устройствам верхнего уровня ПТС

АСУЭ относятся средства передачи,хранения и представления информа-ции – серверы SICAM PAS CC (PowerAutomation System Control Center), ар-хивирования, Web-серверы и Web-кли-енты, АРМ персонала. Выделена такжесеть верхнего уровня, которая обес-печивает взаимодействие между серве-рами и клиентами верхнего уровня.К этой сети подключается сетевоймаршрутизатор, служащий для связи свнешней сетью предприятия. Сеть по-строена по такому же принципу, что исети нижнего и среднего уровня.

Управляющие серверы верхнего уров-ня (сервер SCADA, сервер баз данных,Web-сервер) объединены в локальнуюсеть (типа Gigabit Ethernet). Основныекомплекты (рис. 9) этих серверов распо-лагаются в диспетчерской электрообору-дования, а резервные – в здании ПГВ-2110 кВ. Связь информационной систе-мы АСУЭ ЗГПН с информационной си-стемой ООО «КИНЕФ» может бытьобеспечена через OPC и Web-протоколы.В состав АСУЭ ЗГПН входят автомати-зированные рабочие места операторов(2 АРМ – расположены в шкафах в зда-нии электроцеха и 1 АРМ в шкафу в зда-нии ПГВ-2 110 кВ), АРМ РЗА, АРМ ин-женера АСУ и АРМ начальника группыАСУ (в виде стационарных компьюте-ров, установленных в соответствующихпомещениях здания электроцеха). Дляобеспечения надёжности все основныекомплекты серверов располагаются вздании электроцеха, а резервные ком-плекты – в здании ПГВ-2 110 кВ.

Для обеспечения доступа к техноло-гической информации на подстанциях

ЗГПН (кольца 1, 2, 3) применены пане-ли сигнализации (визуализации), накаждой из которых устанавливаетсяпрограммное обеспечение, необходи-мое для работы Web-клиента. Источни-ком информации для Web-клиентов бу-дут данные на основном и резервномWeb-серверах, которые устанавливают-ся в шкафах SICAM PAS CC. На уровнеWeb-серверов предусматривается резер-вирование (при выходе из строя одногоWeb-сервера все Web-клиенты автома-тически переключаются на доступныйсервер).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Будущее промышленного производ-ства видится под знаком постоянно до-рожающих энергоресурсов и необходи-мости их жёсткого контроля, ограниче-ния и снижения их доли в себестоимо-сти продукции. Решение этих проблембудет связано с энергосбережением ивнедрением новых энергосберегающих«зелёных» технологий. Но первый и са-мый необходимый шаг в этом направ-лении, который надо сделать уже сего-дня, – это автоматизированный энерго-учёт. Каждое предприятие должно внед-рить разветвлённую систему энергоучё-та и контроля по всей своей структур-ной иерархии и по всем типам энерго-носителей. Благодаря этому будут све-дены к минимуму все непроизводствен-ные затраты энергоресурсов, а процессэнергопотребления будет в максималь-ной степени гармонизирован с процес-сом выработки и распределения энер-горесурсов.

В русле этих тенденций ПТК SICAMPAS, разработанный компанией SIE -MENS, видится одним из наиболее под-ходящих средств для построения АСУЭ,а соответствие современным мировым ироссийским стандартам существеннооблегчает процесс внедрения и интегра-ции с существующей инфраструктуройпредприятия. ●E-mail: [email protected]

СТА 2/2015

Р А З Р А Б О Т К И / Э Н Е Р Г Е Т И К А

www.cta.ru

Рис. 9. Серверная стойка с ИБП APC Smart-UPS 3000XL

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:35 Страница 94

Преимущества– Высокий световой поток (до 12 000 лм)– Широкий диапазон рабочих температур –40…+50°С– Степень защиты IP66– Универсальное крепление с возможностью настройки– Широкая номенклатура вариантов исполнения– Высокие экономичность и эффективность – Гарантия 3 года

Промышленные светодиодные светильники

Применяются для освещения

складских комплексов технических зон производственных помещений АЗС спортивных комплексов

(495) 232-1652 [email protected] www.xlight.ru

Реклама

_086-095 03_Макет 1 30.03.2015 17:35 Страница 95