SCADA-система для электроэнергетики
(Журнал "Энергетик" №2, 2005 г.)
АПУХТИН Д.Ю., ЛИФШИЦ А.С., САВИНОВ А.А.,
инженеры ОАО "Ивэлектроналадка"
Изменение структуры управления электроэнергетикой в процессе ее реформирования обусловливает развитие и модернизацию систем сбора, передачи и отображения информации на пунктах управления, играющих значительную роль в обеспечении функций и управления и надежности работы энергосистем.
Основой для внедрения промышленной автоматизации служат системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - диспетчерское управление и сбор данных. Существует множество универсальных систем SCADA, но они не учитывают особенностей электроэнергетики: быстротечность контролируемых процессов и специфичность применяемого оборудования. В связи с этим большинство фирм, создающих специализированное оборудование для электроэнергетики, стали разрабатывать и специальные SCADA-системы, основным недостатком которых были трудности в интеграции с оборудованием третьих фирм и смежными системами автоматизации предприятия.
В настоящее время появляются новые SCADA-системы, лишенные недостатков, сдерживавших их внедрение в прошлом, что позволяет на их основе строить интегрированные системы управления как для очень больших, так и компактных систем АСУ с разнообразным оборудованием.
Задачи, решаемые SCADA-системой для целей энергопредприятия
Цель современной АСУ энергопредприятия - совершенствование его функционирования за счет максимальной эффективности диспетчерско-технологической деятельности персонала путем комплексной автоматизации процессов сбора, обработки, передачи информации, принятия решений и реализации функций диспетчерско-технологического управления энергетическими объектами на базе современных информационных технологий.
SCADA-система, как часть АСУ, позволяет решать следующие задачи: мониторинг текущих режимов и состояния оборудования, анализ режимных параметров, контроль и управление оборудованием, управление оперативными переключениями, автоматизация диспетчерской деятельности, информационное взаимодействие между системами управления различных уровней, информационно-технологические задачи, хранение и архивирование данных.
В настоящее время большинство SCADA-пакетов лишь частично удовлетворяют поставленным задачам. В связи с постоянным развитием программного обеспечения появляются возможности для решения, не только основных, но и часто смежных задач. Пример тому - SCADA-пакет "АТЛАНТ" компании ОАО "Ивэлектроналадка". Имея 30-летний опыт работы в большой энергетике, специалисты ОАО "Ивэлектроналадка" создали пакет, свободный от большинства недостатков. Залог успеха - четкая и изначально продуманная концепция.
Основные отличительные особенности SCADA-системы "АТЛАНТ"
Система "АТЛАНТ" - комплекс программных средств, основанных на технологии связывания и внедрения объектов для промышленной автоматизации ОРС (OLE for Process Control). Она предназначена для построения АСУ электрической и технологической частей как небольших, так и крупных энергетических объектов. Масштабируемость системы определяется модульной архитектурой, в которой каждый функциональный модуль может быть выполнен на отдельном компьютере.
Человеко-машинный интерфейс
Основная задача любой SCADA-системы - организация взаимодействия между человеком (оператором) и оборудованием, основой которого служат средства визуализации (человеко-машинный интерфейс). Для этих целей система "АТЛАНТ" предоставляет возможность отображать получаемую информацию в виде мнемосхем, таблиц, графиков (трендов), панелей управления, панелей сигнализации и т.д. На дисплей может быть выведена аналоговая и дискретная информация, необходимая для адекватной оценки ситуации и управления объектом.
Мнемосхемы
Мнемосхемы являются центральной частью экрана и совокупностью статической и динамической информации. Мнемосхема состоит из мнемосимволов, которые представляют собой упрощенное мнемоническое изображение элементов объекта управления. Вместе с системой управления "АТЛАНТ" поставляется редактор мнемосхем, в котором возможно разрабатывать любые возможные схемы на основе мнемосимволов, являющихся ActiveX-элементами, что позволяет при необходимости разрабатывать свои необходимые мнемосимволы.
Сигналы тревоги и события
В SCADA-системе "Атлант" предусмотрена автоматическая генерация сигналов тревоги в соответствии с заданными критериями. Возникающие сигналы тревоги могут быть отображены на экране, записаны в журнал и доступны одновременно для нескольких рабочих мест оператора. Быстродействие и адекватность сигналов тревог позволяет существенно сократить время простоя технологического оборудования и предупредить его повреждение. Наряду с тревогами SCADA-система "АТЛАНТ" поддерживает события - ситуации, имеющие для системы определенное значение (например, плановое отключение выключателя, смена оператора и т.д.).
Графики (тренды)
Система построения графиков может отображать сотни переменных, не влияя на производительность системы в целом. Данные могут отображаться как в режиме реального времени, так и в режиме просмотра сохраненных данных. Для этого предусмотрена функция архивирования любых поступающих в систему данных.
Язык программирования
SCADA-система "АТЛАНТ" имеет встроенную поддержку скриптовых языков программирования, что позволяет производить любые математические и логические операции. Это без труда расширит сервисные возможности системы.
Защита от несанкционированного доступа
Используемый человеко-машинный интерфейс должен обеспечивать определенный уровень защиты во избежание случайного или преднамеренного исполнения запрещенных операций. Защита от несанкционированного доступа интегрирована во все интерфейсные элементы SCADA-системы "АТЛАНТ", гарантируя полную безопасность исполнительной системы. Она позволяет формировать во время работы группы пользователей с различными правами. Каждому пользователю назначаются свои регистрационное имя и пароль для получения доступа к различным компонентам системы.
Взаимодействие с аппаратурой нижнего уровня
Информация от датчиков, управляющих механизмов и промышленных контроллеров (терминалов РЗА) в реальном масштабе времени поступает в SCADA-систему. Доступ к данным аппаратуры нижнего уровня осуществляется на основе технологии OPC, ставшей де-факто единственным промышленным стандартом. Полная поддержка OPC-технологии позволяет применять серверы, разработанные другими компаниями, что гарантирует открытость решения и свободу выбора аппаратуры нижнего уровня.
Большинство применяемых в электроэнергетике контроллеров обмениваются с компьютером по низкоскоростным интерфейсам RS-232(422,485). Для обеспечения большей эффективности подключения этих устройств в систему "АТЛАНТ" разработаны десятки готовых высокоскоростных ОРС серверов ввода - вывода, ориентированных на конкретное оборудование фирм АВВ, Schneider, Siemens, Areva (Alstom), "Радиус" и др.
Резервирование
Если компьютер, на котором функционирует система SCADA, выходит из строя, обрывается связь с аппаратурой или сетью - нарушается вся цепь управления, что может привести к большим убыткам и возникновению опасных ситуаций. Устранять отказы в системе без потери ее функциональных возможностей и производительности позволяет реализация функций резервирования. В системе "АТЛАНТ", структурная схема которой представлена на рисунке, можно резервировать все ее составляющие части: функциональные модули (серверы и клиенты), сетевые соединения, связь с аппаратурой ввода - вывода и даже сами устройства ввода - вывода. Резервирование в системе основано на принципе "горячего" резерва, т.е. резервный элемент находится постоянно в работе. В случае сбоя система уведомляет оператора об отказе конкретного устройства и сообщает о резервном оборудовании, включенном в работу.
Открытость и совместимость
Подавляющее большинство SCADA-пакетов являются закрытыми, если речь идет о структуре данных, с которыми они работают. Система "АТЛАНТ" полностью поддерживает технологию ОРС, все собираемые данные хранятся в стандартных базах данных, осциллограммы - в международном формате COMTRADE. Более того, существует возможность экспортировать данные в другие стандартные базы данных. Для совместимости со SCADA-системами, не поддерживающими технологию ОРС, в системе "АТЛАНТ" реализованы стандартные протоколы передачи данных (МЭК 60870‑5‑101, MODBUS и др.)
Для заинтересованных лиц ОАО "Ивэлектроналадка" дает возможность бесплатно полностью реализовать проект и проверить на практике работу выбранной SCADA-системы, предоставляя средства конфигурирования системы "АТЛАНТ".
Основное преимущество SCADA-систем состоит в том, что их установка полностью изменяет характер производственного процесса, повышая эффективность работы предприятия в целом. Достигаемый экономический эффект позволяет в кратчайшие сроки компенсировать затраты на внедрение.
По интересующим вопросам обращайтесь в ОАО "Ивэлектроналадка" по адресу: 153032, г. Иваново, ул. Ташкентская, д. 90; тел. (0932) 298‑818, 230‑230, 230‑591; факс: (0932) 298‑822. E-mail: office@ien.ru.