Энергетика - одна из стратегически
важных отраслей нашей промышленности, основа экономической
независимости и безопасности страны. Это также и одна из статей
валютных поступлений в бюджет страны.
Более того,
сегодня российская
энергетика находится на пороге преобразований. В перспективе создание
конкурентного рынка электроэнергии, что, безусловно, ужесточит
требования к оперативности и качеству принимаемых решений по управлению
как производственными процессами, так произведенными ресурсами.
В этой связи
эффективное управление
энергетическими мощностями и распределением энергии имеет очень большое
значение. Повышение эффективности
работы генерирующих мощностей, а
также установление оптимальных режимов распределения имеют большое
значение и позволяют снизить стоимость энергии для потребителя, а также
получить максимальный сбыт продукции.
В такой
ситуации одним из приоритетных
направлений совершенствования режимов управления объектами энергетики
является построение современных автоматизированных систем управления
производственными процессами (АСУТП).
Еще одна
важная задача – учет.
Сегодня крайне востребованы автоматизированные системы коммерческого
учета энергоресурсов (АСКУЭ), так как такие системы позволяют навести
порядок в расчетах между поставщиками и потребителями. И в результате
выигрывают обе стороны.
И АСУТП и
АСКУЭ – это системы
реального времени. Техническими средствами для решения этих задач
традиционно являются программируемые логические контроллеры и
программное обеспечение для построения ЧМИ, получившее название
SCADA-системы (т.е. системы диспетчерского управления и сбора данных).
Одним из наиболее известных и часто применяемых программных пакетов в
этой области является iFIX компании GE Fanuc, которая занимается
разработкой таких систем уже более 20 лет. iFIX может применяться с
разными ПЛК как зарубежных, так и отечественных производителей. Далее
рассмотрим некоторые примеры использования этого ПО для построения
разнородных АСУТП на отечественных и зарубежных энергетических объектах.
В 1995 году,
на стадии проектирования
АСУТП районных электрических сетей руководством БрестЭнерго ставилась
задача комплексно решить проблему автоматизации диспетчерского
управления процессом преобразования и передачи электрической энергии и
обеспечить возможность контроля работы оборудования на высоковольтных
подстанциях 110 – 35 кВ. К этому времени у специалистов
Пинских электрических сетей, входящих в БрестЭнерго, имелся опыт
эксплуатации отечественных систем телемеханики, но ни одна из них не
имела программного продукта, который позволил бы реализовать
интегрированную систему диспетчерского управления. Изучение рынка
позволило составить представление о возможностях различных SCADA-систем
и подобрать наиболее развитую по функциональным возможностям и вместе с
тем простую в освоении и использовании систему. В результате было
принято решение использовать SCADA-пакет FIX компании GE Fanuc.
Построение
современных систем
автоматизации началось с Ивановского РЭС, где на первом этапе были
автоматизированы 3 подстанции. За последующие 4 года были
автоматизированы все высоковольтные подстанции в структурных
подразделениях Пинских ЭС – Ивановском (11 п/с) и Лунинецком
(10 п/с) административных районах Брестской области. Системы были
реализованы на базе контроллеров Сириус (МИКОНТ-М и ВИКОНТ).
За время
эксплуатации подтвердилась
правильность выбора в качестве SCADA-системы программного пакета FIX32.
В частности, за счет большого количества имеющихся готовых драйверов
ввода/вывода не возникало проблем при интеграции в действующую систему
нового оборудования. На примере п/с Иваново был отработан
вариант реализации SCADA-системы, в которой задействованы цифровые
устройства защиты и программируемые контроллеры. Впоследствии данный
пример может стать типовым при построении SCADA-систем в энергетике.
Выход нового
HMI/SCADA-пакета компании
Intellution (теперь GE Fanuc) iFIX в 1998 году еще раз подтвердил
правильность сделанного выбора. Наличие Microsoft Visual Basic for
Application, OPC, ODBC и подсистемы Alarm to ODBC, а также
Web-технологий и новой системы архивирования производственных данных
iHistorian позволит решить все имеющиеся на сегодняшний день задачи и
расширить возможности использования SCADA. АСУТП объектов,
автоматизируемых в 2001 г., разрабатывались уже на iFIX.
Кроме
Пинских электрических сетей
БрестЭнерго ПО компании GE Fanuc используется белорусскими энергетиками
для управления освещением г. Минска, в ГродноЭнерго, на подстанциях
Дрогичинских РЭС, обслуживающих, в том числе и новый фармацевтический
завод “Экзон”, в Минских кабельных сетях и т.д.
МинсГорСвет
опишем немного подробнее.
Система была разработана и внедрена специалистами
БелЭлектроМонтажНаладки (Минск). В качестве технических средств
использовались контроллеры собственной разработки, адаптированные для
решения таких задач, а также для организации связи по телефонным
линиям. В процессе создания системы предприятием «Белэлектромонтажналадка»
совместно с предприятием «Минскгорсвет»,
была разработана типовая АСУ
«Горсвет
»,
предназначенная для централизованного и
локального управления электрическими сетями уличного, иллюминационного
и рекламного освещения.
Обеспечивая непрерывный мониторинг состояния сети наружного освещения,
система
«Горсвет
»
позволяет:
- оптимизировать
структуру и режим управления городской сети освещения;
- обеспечить
оптимальный
уровень освещенности улиц;
- оперативно выявлять и
устранять повреждения сетей освещения.
Верхний
уровень системы – диспетчерский пункт управления, включающий
в себя АРМ(ы) диспетчера на базе SCADA-пакета iFIX и пульт
диспетчерского управления. Нижний уровень системы –
контролируемые пункты (КП) головных пунктов питания (ГПП), включающие
шкафы наружного освещения (ШНО) и шкафы управления (ШУ) с контроллерами
ПИКОН-2. Обмен информацией между верхним и нижним уровнями управления
осуществляется по выделенным телефонным линиям связи или радиоканалу.
Система
позволяет осуществлять каскадное подключение контролируемых пунктов (до
32-х) по выделенным линиям связи (разрабатываются технические средства
для организации связи по осветительной сети). ШНО, организация связи с
которыми невозможна или нецелесообразна, могут управляться реле времени
с годовым графиком (РВ720).
Представление информации по каждому
контролируемому пункту производится в форме таблицы, графической
мнемосхемы и в виде отображения местоположения и основных состояний
объекта на карте города.
МосГорТранс – проект
автоматизации и централизованного управления тяговыми электрическими
подстанциями наземного электротранспорта Москвы. Для реализации этого
проекта было выбрано решение с использованием на нижнем уровне RTU
Motorola MOSCAD. Верхний уровень - SCADA-пакет iFIX (рис. 1) и
iHistorian – архивный сервер на 50000 тегов. Внедрение этой
системы только началось, однако уже можно отметить такие особенности
системы как значительная распределенность (около 200 RTU по Москве), 3
пары резервированных SCADA-серверов, большое количество клиентских мест
(15, включая две экранные системы коллективного пользования Barco),
резервирование всего программно-технического комплекса, встроенная
информационная система
«Советчик
»
оперативное санкционирование прав на
управление старшим оператором, учет энергопотребления и т.п.
Корпорация
Энергомаш выбрала iFIX в качестве стандартной SCADA-системы для
создания типовой АСУТП газотурбинной ТЭЦ. Это крупнейшая компания
выполняет весь комплекс работ по строительству и запуску таких станций.
Большое внимание здесь уделяется АСУТП. В системе используются ПЛК
Modicon TSX Quantum, объединенные в сеть ModBus Plus.
В феврале 2003 года
проходили испытания системы с использованием архивной станции
iHistorian. Основная задача – архивировать часть ключевых
параметров со скоростью 10 раз в секунду, создавать отчеты на основе
архивных данных, передавать информацию в центр. Кроме того, средствами
infoAgent - веб-клиента для iHistorian - можно будет наблюдать за
процессом из санкт-петербургского офиса. Спутниковая связь с объектами
позволяет при необходимости “заглядывать” на
станцию и средствами iFIX, чтобы получать достоверные данные и давать
экспертную оценку текущей ситуации.
На объектах Энергомаша было отработано
много интересных решений для типовых задач АСУТП энергетических
объектов.
На Северстали (г.
Череповец), металлургическом гиганте России, в настоящее время идет
внедрение iFIX на цеховом уровне для построения распределенной
заводской системы АСКУЭ на базе ПТК ЭКОМ. Планируется построить единую
систему, которая охватит 18 цехов завода, а данные о производстве и
потреблении различных видов энергоресурсов будут собираться и
передаваться на АРМ из общего архива на базе PI System. К этому
хранилищу уже будут обращаться пользователи по всему предприятию, никак
не воздействуя на сети нижнего уровня и получая оперативно текущую и
архивную информацию.
Пикалевское объединение
“Глинозем” c 1959 г. является одним из ведущих
предприятий алюминиевой отрасли России. В состав объединения входят
известняковый рудник, глиноземный и цементный заводы, ТЭЦ. На
предприятии с 1994 года принят единый стандарт ПО для АСУТП - FIX
компании GE Fanuc. На верхнем уровне здесь работает уже более 60 узлов
этого SCADA-пакета. Система управления котлом на заводской ТЭЦ также
построена на iFIX. В системе используются ПЛК Modicon TSX Premium.
В конце 2002 года в промышленную
эксплуатацию была сдана система управления электроснабжением Российской
Государственной Библиотеки (им. Ленина) на базе ПЛК компании Moeller и
SCADA-пакета iFIX.
Западный опыт применения
FIX в энергетике включает использования этого пакета и в управлении
атомной станции в Венгрии (где для этого проекта были разработаны
специальные теги для БДРВ со временем сканирования 10 мс) и управление
огромной гидроэлектростанцией в США на платине Гувера (установлено
более 30 АРМов на базе FIX), а также огромное количество других
применений с контроллерами разных производителей. Более подробную
информацию об интересных применениях можно получить в ИндаСофт, а также
на веб-сайте:
www.indusoft.ru.
В заключение хочется отметить, что в
данном очерке приведены некоторые интересные на взгляд автора
применения FIX в энергетике. Список таких применений можно продолжать и
продолжать. Вообще FIX, пожалуй, самая распространенная на сегодня
SCADA-система с более чем 200 000 инсталляций в мире. Возможность
работы с практически любыми контроллерами, надежность, простота и
широкая функциональность снискали этому ПО заслуженное признание
специалистов.
Важным фактом является и
то, что GE Fanuc – компания интернациональная. Она имеет
представителей или дистрибьюторов по всему миру. Ее основная цель
сегодня – стать ключевым стратегическим партнером-поставщиком
ПО для задач автоматизации для широкого круга производителей во всем
мире. Это одна из немногих компаний, которая создала целое семейство
программных продуктов и разработала концепцию комплексной автоматизации
производства Plant Intelligence. Программные продукты этой компании
делятся на три основные группы, которые призваны решать те или иные
задачи в рамках общей концепции:
- Plant Intelligence
Foundation – включает SCADA-системы FIX/iFIX, OPC-драйверы
ввода-вывода и iHistorian для создания большого централизованного
исторического архива ,
- Plant Intelligence
Production – это пакеты iBatch и iWorkInstruction для
контроля и управления периодическими процессами,
- Plant Intelligence
Analysis включает:
- infoAgent –
веб-клиент, предназначенный для представления и анализа данных
iHistorian (версия 1.1), FIX/iFIX, MS SQL, Oracle, других источников,
доступных по ODBC/JDBC, а также по OPC (версия 2.0);
- iDownTime –
универсальный анализатор событий, применяемый, например, для выявления
и минимизации простоев оборудования ;
- iVisualize для
разработки интерфейса операторских панелей на платформе Windows CE;
- iClientTS,
предоставляющий клиентский доступ в терминальном режиме.
Все свои ресурсы GE Fanuc
направляет на разработку лучшего в своем классе ПО. Над концепцией iFIX
в GE Fanuc работает целый коллектив. Постоянно проводятся исследования
рынка и нужд заказчиков. Существуют специалисты по связи с Microsoft,
что позволяет начать разработку программного продукта с учетом самых
последних достижений.
Как и большинство
приложений для Windows, iFIX поставляется на русском языке (рис. 5),
есть русская документация и курсы.
Серьезного внимания заслуживает новая
система архивирования iHistorian, которая обладает рядом уникальных
свойств, недоступных подобным системам других производителей.
iHistorian создавалась с учетом современных требований и запросов
рынка. Это и высокая производительность, и мощнейший механизм защиты
данных, и акцент на распределенную архитектуру и веб-ориентированные
приложения-клиенты. iHistorian подходит, как для построения открытых и
распределенных систем для задач учета, так и для реализации скоростной
системы архивирования технологических параметров. При этом исключена
возможность несанкционированного доступа и изменения данных в архиве.
Мониторинг данных из iHistorian можно осуществлять средствами
infoAgent, iFIX, надстройки для Excel (поставляется бесплатно) или
любого генератора отчетов, поддерживающего данные из
ODBC/OLEDB-источников.
Дополнительно GE Fanuc предлагает
заказчикам программу по защите инвестиций iGlobalCare, которая
предоставляет пользователю регулярно выходящие новые версии ПО,
техническую поддержку, скидки на некоторые дополнительные программные
продукты, т.е. в конечном итоге возможность успешного использования
самых современных средств быстрой и качественной разработки АСУТП при
минимальных затратах. При этом сохраняется преемственность версий ПО.
Таким образом, GE
Fanuc предлагает сегодня одно из лучших решений для построения АСУТП и
АСКУЭ и обеспечивает выполнение современных требований в этой области.