Промышленность Украины на современном этапе остается основным потребителем энергоресурсов, например, доля промышленного потребления электроэнергии в отдельных регионах достигает 60 – 65%. Планируемое повышение ВВП Украины может привести к увеличению потребления энергоресурсов, но это увеличение должно быть основано на внедрении новых технологий. Из – за многократного удорожания энергоресурсов их доля в себестоимости продукции для многих промышленных предприятий резко возросла и составляет 20 – 30%, а для наиболее энергоемких производств достигает 40% и более. Вместе с удорожанием энергоресурсов наступил экономически целесообразный предел их потребления в рамках исторически сложившихся технологий для каждого отдельного предприятия, возникли вопросы качества использования этих ресурсов внутри предприятия и безопасности основных средств производства. Факторы высокой стоимости энергоресурсов и обеспечения безопасности обусловили в последние годы кардинальное изменение отношения к организации диспетчеризации в промышленности и других энергоемких отраслях (транспорт и жилищно – коммунальное хозяйство).
Современная цивилизованная организация производства основана на использовании автоматизированного приборного учета, сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего адаптируемый к различным тарифным системам и графикам работы предприятия учет. Учет всесторонний с предоставлением оперативной и достоверной информации для всех заинтересованных сторон: поставщиков энергоресурсов и их потребителей, работников самого предприятия и служб инженерного контроля и безопасности. При наличии современной АСДУ промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс ресурсопотребления и имеёт возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты. В этом случае появляется возможность эффективно перераспределять все виды ресурсов внутри предприятия, контролируя эффективность использования рабочего времени работниками предприятия. При этом обеспечение безопасность их работы будет обеспечена на болеё высоком уровне во время всего рабочего дня. Сегодняшний день промышленных предприятий в области диспетчеризации связан с внедрением современных АСДУ, реализованных на основе современных информационных технологий. Многие ведущие фирмы мира предлагают интегрированные решения диспетчерских инженерных служб обеспечения жизнедеятельности предприятия с использованием микропроцессорных систем и средств, сетевых телекоммуникационных устройств и высокопроизводительных рабочих станций.
Целью магистерской работы является анализ существующих автоматизированных и диспетчерских систем управления СЭС, а также моделирование новых интегрированных решений для промышленных предприятий.
В
магистерской работе
рассмотрены вопросы автоматизации и диспетчеризации систем
электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий, проблемы создания
автоматизированных систем с высокой степенью интеграции в рамках единой
автоматизированной системы диспетчерского учёта (АСДУ) промышленного
предприятия.
Рассмотрены основные проблемы интеграции технологического оборудования,
имеющего разностороннюю прикладную направленность, в единую
информационно – управляющую систему диспетчерского контроля.
Работа носит учебно – исследовательский характер и основана на
реальных
проектах автоматизации ЧП «Шахта горняк –
95». Приведены функциональная структура, основные
характеристики и режимы работы АСДУ.
Показаны возможности внедряемых информационных решений, как в плане
внедрения новых технологий, так и модернизации существующих
автоматизированных систем.
Показаны примеры автоматизации и диспетчеризации систем
электроснабжения (СЭС) промышленного предприятий, построенные в
соответствие с новыми подходами и методами управления производством.
Представленные в магистерской работе решения автоматизации и
диспетчеризации СЭС на сегодняшний день
являются передовыми
разработками как зарубежных, так и отечественных производителей.
Построение надежных автоматизированных систем контроля и управления
энергопотребления (АСКУЭ) н 
а
основе единого системного подхода (и с
применением новых информационных технологий) позволит решить многие
текущие и будущие проблемы отечественных промышленных предприятий.
В рамках раздела безопасности и экологичности работы рассмотрены
вопросы охраны труда диспетчеров на автоматизированном диспетчерском
пункте. Произведён расчёт экономической эффективности внедрения
автоматизированной системы диспетчерского управления.
Автоматизированная система управления (АСУ) – это система
"человек – машина", обеспечивающая эффективное
функционирование объекта,
в которой сбор, передача и обработка информации, необходимой для
реализации функций управления, осуществляются с применением средств
автоматизации и вычислительной техники [1].
Отдельная функция АСУЭ – это совокупность задач, направленных
на достижение общей цели управления и объединённых единым критерием
управления промышленного
предприятия.
Рис. 1 – АСКУЭ промышленного предприятия
Структура АСКУЭ, построенная с применением ПЭВМ В числе главных проблем, возникающих при создании АСКУЭ предприятия – оптимальное разделение функций между универсальными и специализированными средствами. Это в конечном итоге определяет конкретный выбор технических средств, суммарные затраты на создание АСКУЭ, ее эксплуатацию и достигаемую эффективность. Одна крайность при решении указанной проблемы заключается в перенесении почти всех функций АСКУЭ на ЭВМ. Полная централизация сбора и обработки измерительных данных на ЭВМ – приводит к уменьшению затрат на специализированное оборудование, но одновременно и к увеличению затрат на кабели связи, снижению надёжности и живучести системы в целом, а также делает проблематичной ее метрологическую аттестацию. Другая крайность – построение АСКУЭ исключительно на базе специализированных средств. В данном случае достигается экономия кабельной продукции, успешно решаются вопросы метрологической аттестации, обеспечивается децентрализованный доступ к информации, но снижается эффективность АСКУЭ в целом за счет ограничения функций систем в плане полноты накопления данных, их обработки, отображения, документирования и анализа информации. Оптимальный подход при создании АСКУЭ предприятия состоит в согласованном выборе специализированных и универсальных средств с учётом их функций. При этом типовая структура централизованной АСКУЭ предприятия включает, как специализированные системы, так и ПЭВМ (Рис.1) [2]. Устройства сбора и передачи данных (УСПД) выполнены в виде микропроцессорных средств и предназначены для экономии кабельной продукции, а также для контроля каналов связи. Структура АСКУЭ конкретных предприятий отличаются количеством и типом систем, средствами связи, но для всех АСКУЭ характерны взаимозависимость функций ПЭВМ и систем [3].
Рис. 2 – Структурная схема АСКУЭ
Современные специализированные информационно-измерительные системы автоматизированного электроснабжения характеризуются определенным числом измерительных каналов и групп учета, а также списком штатных энергетических (мощность, расход) и сервисных (неработающие каналы, сбои питания и т.п.) параметров. В группу алгебраически суммируются данные определенных измерительных каналов одного вида учёта (точки учета) в соответствии со схемой АСУ – Энерго конкретного предприятия [4]. По соответствующей группе и (или) каналу система за определённые интервалы времени накапливает информацию о фактических расходах энергии или энергоносителей (электроэнергии, холодной и горячей воды, пара, газа, воздуха и др.). Инструментальное обеспечение систем диспетчерского управления Построение систем диспетчерского управления как открытых систем, аппаратные средства и программное обеспечение которых согласуется с международными стандартами, обеспечивает принятие наилучшего решения, удовлетворяющего как потребителей, так и производителей АСУ.
Их отличительной особенностью является жесткая функционально – временная связь с технологическим циклом (оборудованием) производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, которая и определяет подход к созданию открытых АСКУЭ и АСДУ [5]. Основу архитектуры (платформы) рассматриваемых систем должны составлять базовое изделие – система диспетчерского управления и сбора данных (СДУСД), а также модули прикладного программного обеспечения. Данный подход обеспечивает многообразие (масштабируемость) и гибкость (наращивание) при построении АСУ на единой платформе – от систем на базе однопользовательского персонального компьютера (РС) и диспетчерского щита с мнемосхемой (на небольших и средних подстанциях) до многопользовательских систем на основе специализированных серверов и рабочих станций. В первом случае говорят об одноуровневой АСУ, во втором – двух – и многоуровневой архитектуре АСУ.
Архитектура
открытых АСУ
должна
предусматривать четкое разделение
функций, реализуемых отдельными серверами. При этом критичные ко
времени функции можно реализовать на двойном комплекте серверов
(основном и резервном), в то время как менеё критичные – на
одинарных. Эта гибкая и эффективная схема резервирования в полной мере
обеспечивает высокую надёжность функционирования АСУ [5].
Информация в СДУСД должна поступать через серверы сбора данных и
серверы связи. Серверы сбора данных сообщаются с локальными блоками
управления (ЛБУ), устанавливаемыми на подстанциях, а серверы связи
– с другими центрами управления.
Для облегчения создания и изменения (расширения) СДУСД в соответствии с
уникальными требованиями заказчика программное обеспечение должно быть
выполнено в виде отдельных модулей со стандартными интерфейсами.
Использование в открытых СДУСД высокопроизводительных рабочих станций и
серверов, распределённых компьютерных баз данных, а также разработка
человеко – машинных интерфейсов обеспечивают наибольшее
удобство работы
операторов и наилучшее исполнение ими функциональных обязанностей,
касающихся управления технологическим оборудованием.
Чтобы добиться поставленных задач, необходимо использовать для
автоматизации систем управления современные технологии и
микропроцессорные средства
автоматизации.
Рис. 3 – Технические средства для систем автоматизации
Будущее промышленного производства связано с необходимостью жесткого контроля над энергоресурсами, ограничением и снижением их доли в себестоимости продукции. Решение этих задач необходимо связывать с энергосбережением и внедрением новых технологий управления предприятиями. Решительный шаг в этом направлении – это разработка и внедрение интегрированных автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ), которые включают в себя обеспечение жизнеобеспечения всего промышленного предприятия. Рассмотренная в магистерской работе АСДУ шахты, построенная на базе контроллеров, дает возможность повысить эффективность управления и комплексно решать задачи жизнеобеспечения. Для организации эффективного диспетчерского контроля можно рекомендовать к установке интегрированные системы управления промышленными объектами, что приведет к большей оперативности диспетчерских служб и более качественному обслуживанию систем жизнеобеспечения предприятия.