Распределенная информационно- управляющая система поток-С

Период опроса измерительных  каналов, с.......................................   До 1

Период вычисления количественных параметров

энергоносителя, с...............................................................................   1

Общее количество входных/вьнодных измерительных каналов ...   До 30000

Пределы допускаемой  основной приведенной погрешности 

измерительных каналов ПТК для стандартных сигналов тока,

напряжения, сопротивления в зависимости от типа

используемых УСО, % .......................................................................  0,025..0,3

Пределы допускаемой  основной абсолютной погрешности 

преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления

в значения температуры в зависимости от типа используемого

 контроллера, 'С...............................................................................…  0,2..1

Пределы допускаемой  основной абсолютной погрешности 

преобразования сигналов термопар в значения температуры в

зависимости от типа используемого контроллера и

нормированной статической характеристики термопары, °С.…… 0,5..5

Пределы допускаемой  основной приведенной погрешности 

выходных аналоговых сигналов постоянного тока в

зависимости от типа используемых УСО, %............................…..   0,1...0,5

 

1.1.2 “СИНТАЛ  ТЕЛЕТЕРМ” 

 

В работе [4] приведено описание АСУТП нового типа, в которой управление режимами отопления в распределенных объектах осуществляется дистанционно по радиоканалу.

 

Преимущества, отличительные особенности

• главная концепция в построения системы — строгий адресный учет отдельных потребителей электроэнергии и энергосберегающее, с месячной программой, адресное регулирование подачи электроэнергии к высокоэффективным обогревателям на основе электродных котлов или длинноволновых потолочных излучателей;
• использование радиоканала для связи управляющего ПК с системой;
• система "СИНТАЛ-ТЕЛЕТЕРМ" предназначена для автоматического поддержания заданной температуры в крупных промышленных и жилых объектах с множеством помещений или зданий (заводские корпуса, жилые поселки, военные городки);
• сбережение энергии обеспечивается автоматическим выбором более низких температурных уставок в отдельных зданиях, домах и помещениях в отмеченные часы и дни текущего месяца;
• система работает, используя два уровня автоматического регулирования температуры объектов. Верхний уровень регулирования в системе осуществляется центральным компьютером и имеет наивысший приоритет относительно подключенных через GSM радиоканал локальных терморегуляторов, которые определяют температуру объектов нижнего уровня управления;
• гибкая архитектура системы СИНТАЛ-ТЕЛЕТЕРМ вытекает из модульности ее построения.

 

Функции

• управление локальными объектными модулями от центрального компьютера с GSM модемом по сотовому каналу;
• прием запросов и команд от центрального компьютера контроллерами ЭЦРТ-ТЕЛЕТЕРМ с помощью GSM модемов и формирование  управляющего сигнала для регуляторов ЭЦРТ-ХРОНО;
• мониторинг состояния сети, напряжения резервного аккумулятора,  температуры  электрооборудования и несанкционированного доступа на теплопункт объекта; передача на центральный  компьютер сообщений о критических ситуациях на объекте;
• измерение температуры объектным модулем по трем каналам;
• управление работой котла с двухтарифным диапазоном регулируемых температур;
• учет суммарных энергозатрат с помощью интерфейса как энергосчетчиками центрального компьютера, так и путем подсчета времени работы котлов во включенном состоянии в каждом объектном модуле;
• коммутация силовых цепей котла;

 

Архитектура

Система состоит из центрального компьютера (сервера), и объектных модулей, включающих в себя цифровые регуляторы ЭЦРТ-ХРОНО, которые управляют работой котлов в отдельных зданиях (помещениях). Регуляторы объединены с центральным компьютером через сотовые каналы связи с помощью GSM модемов, подключенных к контроллерам ЭЦРТ-ТЕЛЕТЕРМ, которые, в свою очередь, управляют работой энергосберегающих регуляторов ЭЦРТ-ХРОНО. Температура в отопительной системе и в помещениях измеряется цифровыми датчиками температуры DS18S20 (США).

Центральным элементом объектного модуля является контроллер ЭЦРТ-ТЕЛЕТЕРМ. Фактически — это регулятор температуры  с температурной уставкой, задаваемой дистанционно от компьютера через радиомодем или в простейшем случае от сотового телефона.

Функциональная схема системы СИГНАЛ-ТЕЛЕТЕРМ приведена на рисунке 1.2.

1.1.3 “КАРАТ”

 

В работе [5] рассматривается система дистанционного мониторинга и управления объектами, реализованная для сети тепловых пунктов г. Калининграда. Описана структура системы и её функциональные возможности. Приведены некоторые специфические особенности использования микроконтроллеров фирмы Advantech.

 

Преимущества, отличительные особенности

• система имеет пространственно распределенную структуру,  позволяющую включать в свой состав до 50 ТК и ДПС (ведущий и резервный диспетчерские пульты, реализованные на персональных компьютерах);
• осуществление обмена информацией по сети сотовой связи стандарта GSM (дуплексная связь и  SMS-сообщения);
• система обеспечивает на нижнем уровне (ТК теплопункта) контроль входных параметров и формирование аварийных запросов;

 

Функции

• сбор статистической информации на уровне ТК, формирование буфера параметров объекта по временным отметкам и хранение записанных в нём данных при отключении питания;
• реализация функции «черноте ящика» для анализа динамики развития нештатных ситуаций;
• поддержка ТК протокола системного мониторинга и управления по запросам от ДПС;
• возможность мониторинга любого теплопункта по выбору диспетчера в произвольный момент времени и постоянный прием аварийных сообщений от ТК (постоянного мониторинга нет ввиду экономической и функциональной нецелесообразности);
• запрос и прием статистической информации и данных «черного ящика» по инициативе диспетчера ДПС в любое время или автоматически в заданное время;
• передача аварийных сообщений с ТК на ДПС в течение не менее двух часов при отсутствии электропитания на теплопункте.

 

Архитектура

Структура СДМУ, соответствующая  выбранной архитектуре, приведена  на рисунке 1.3. Аппаратура СДМУ, устанавливаемая  непосредственно на объектах, должна обладать возможностью гибкого конфигурировании в зависимости от технических особенностей объекта. Основой такой аппаратуры, как правило, являются технологические контроллеры (ТК). ТК включает в свой состав:

• программируемый микроконтроллер ADAM-55IO с 8-канальными модулями аналогового ввода ADAM-5IH7H и 16-канальными универсальными модулями дискретного ввода-вывода ADAM-5050 (Advantech);
• модули 4-канального релейного вывода ADAM-3854 (Advantech);
• модем сотовой связи Siemens TC35 Terminal;
• антенну AM M-590 (5 дБ);
• блок питания контроллера и модема PWR-242 (Advamech);
• блок питания датчиков PWR-242;
• преобразователь интерфейса M-bus/ RS-4S5 для связи с теплосчетчиками SKM-I;
• клеммные соединители фирмы WAGО для подключении датчиков и исполнительных устройств;
• блок бесперебойного питания (расположен вне шкафа ТК).

К достоинствам выбранного контроллера следует отнести возможность подключения достаточно широкого набора модулей промышленного ввода-вывода, что позволяет легко адаптировать контроллер к особенностям объекта.

В диспетчерском пункте системы теплопунктов г. Калининграда установлены два компьютера, принтер и блок связи, объединенные локальной сетью. На компьютерах реализованы диспетчерские пульты (ведущий и резервный). Каждый компьютер получает информацию со всех теплопунктов, поэтому при отказе одного из компьютеров, в работающем сохраняется полная картина протекания технологических процессов. Принтер служит для получения отчетных форм о работе теплопунктов. Блок бесперебойного питания позволяет функционировать в нормальном режиме при кратковременных сбоях в системе электропитания.

 

 

 

1.1.4 “Телескоп +”

 

В работе [6] рассматривается аппаратно-программный комплекс “Телескоп +” для дистанционного учета энергоресурсов жилых домов и прочих объектов городского хозяйства.

 

Преимущества, отличительные особенности

• система имеет пространственно распределенную структуру,  позволяющую включать в свой состав около 100 объектов. Связь со всеми объектами осуществляется с единого диспетчерского пункта;
• осуществление обмена информацией по радиоканалу (УКВ диапазон), городской оптоволоконной сети и коммутируемой телефонной линии;
• получение информации и ее обработка в реальном времени;
• учет различных видов энергоресурсов;
• использование универсальных вычислителей, что позволяет программировать их использование на различных конфигурациях трубопроводов;
• дистанционное изменение параметров любого контура регулирования системы.

 

Архитектура

В настоящее время  в «ГТС» эксплуатируются узлы учета энергоресурсов:

• 14 узлов на котельных города, где осуществляется учет произведенной тепловой энергий и количество затраченного на это газа;
• 52 узла на центральных тепловых пунктах (ЦТП), подмешивающих станциях и контрольно-распределительных пунктах, обеспечивающих теплом и водой жилые микрорайоны города;
• 25 узлов общедомового учета (потребляемая тепловая энергия, холодная и горячая вода).

Использование АПК «Телескоп+»  обеспечивает сбор информации со всех объектов в единый диспетчерский  пункт по радиоканалу (УКВ диапазон), городской оптоволоконной сети и коммутируемая телефонная линия. АПК «Телескоп+» обеспечивает мониторинг процессов на объектах. Информация отображается на экране ПД в числовой, текстовой или графической форме на фоне мнемосхемы объектов в режиме реального времени.

АРМ, объединенных с ПД по сети ЛВС, дают возможность получать всю информацию о состоянии узлов учета и обрабатывать базу данных по всем объектам, в реальном времени.

Пользователь системы  может дистанционно изменить параметры  регулирования любого контура регулирования  ЦТП (тепловая сеть, холодное водоснабжение, горячее водоснабжение).

1.1.5 “ИНТЕК” 

 

В работе [14] описывается новая измерительная система коммерческого учета «ИНТЕК» (Сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.32.004.A № 14858). Эта система была разработана при участии ведущих специалистов в области теплотехники, систем водоучета и гидродинамики. Система представляет собой программно-аппаратный информационно-вычислительный комплекс, способный решить большинство прикладных задач.

 

Преимущества, отличительные особенности

• система «ИНТЕК» полностью сертифицирована и рекомендована к применению Госстандартом РФ;
• область применения системы не ограничивается только тепло- и водоучетом. Вторая часть системы «ИНТЕК» — диспетчеризация различных промышленных объектов;
• система «ИНТЕК» развернута уже на многих объектах города Москвы и зарекомендовала себя как простая и надежная система коммерческого учета;
• передача данных по каналам проводной связи, ADSL, GSM, GPRS;
• все протоколы передачи данных являются открытыми. Кроме того, применяются протоколы, только хорошо зарекомендовавшие себя с точки зрения помехозащищенности и устойчивости к сбоям (MODBUS, ProfiBUS);
• все ПО специально разработано для создания подобных приложений. На базе программного продукта FactorySuite InTouch, который является базовым при разработке системы «ИНТЕК», построено более 70% проектов АСУ ТП в мире.

 

Архитектура

Принципиально всю систему  можно разделить на две части. Первая отвечает за сбор данных с приборов учета. Специалистами фирмы «РеалТехноСервис»  была разработана распределенная структура сбора информации с таких элементарных счетчиков. Количество импульсов, выданных счетчиком, преобразуется в величину потребленной энергии (м³, литры, КВт) и передается на центральный компьютер. Система функционирует в автономном режиме, и при отключении ПК информация с приборов учета не теряется. Кроме того, на данный момент система «ИНТЕК» поддерживает большую номенклатуру приборов учета воды и тепла. Количество поддерживаемых приборов постоянно растет. Система «ИНТЕК» формирует отчеты о потреблении энергоносителей за любой промежуток времени и производит самодиагностику аппаратуры.

Система может быть настроена  для решения любых задач АСУ  ТП, обеспечивая полный контроль за технологическими процессами производств. Более того, программное обеспечение  настраивается так, что кроме контроля технологических параметров контролируется также и работа обслуживающего персонала. Наличие кнопок дисциплинирующего контроля, определение присутствия оператора на рабочем месте —снижает вероятность ошибки персонала.

В качестве базовых средств среднего уровня автоматизации в системе «ИНТЕК» использованы высоконадежные контроллеры SCADAPack или DirectLOGIC, выбор которых осуществляется исходя из условий эксплуатации.

При организации передачи данных в системе «ИНТЕК» предусмотрено несколько вариантов. Так, например, возможно использование обычных каналов передачи данных (по проводным линиям связи). Однако в этом случае на реализацию системы накладываются некоторые ограничения, такие как длина линии (до 1200 метров без повторителей) и сложности по прокладке кабеля. Поэтому система «ИНТЕК» предусматривает использование альтернативных каналов передачи данных, таких как ADSL, GSM, GPRS.