SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Система центрального диспетчерского управления Дома правительства Свердловской области, г. Екатеринбург (СЦДУ)

Mitsubishi Electric Europe B.V., г. Москва 

В статье рассматривается внутреннее устройство и принципы функционирования системы центрального диспетчерского управления Дома правительства Свердловской области, реализованной на базе оборудования компании Mitsubishi Electric.

Мировой опыт эксплуатации сооружений показывает, что применение систем диспетчерского контроля и управления является одним из важнейших компонентов при обслуживании современных зданий.
Концепция построения системы диспетчеризации заключается в следующем:
- интеграция в единую инженерную систему основных систем жизнеобеспечения здания (электроснабжение, газо-водоснабжение, освещение, отопление, микроклимат и пр.);
- обеспечение надежного контроля и управления всеми подсистемами здания при его эксплуатации;
- построение логики взаимосвязи подсистем, которая очень важна при возникновении нештатных и аварийных ситуаций;
- оптимальное автоматическое принятие решения при анализе информации, получаемой от всех эксплуатируемых инженерных подсистем, и выполнение гарантированного управляющего воздействия;
- организация своевременного оповещения о событии соответствующего обслуживающего персонала.
Основными требованиями, предъявляемыми к разрабатываемым и внедряемым системам диспетчеризации, являются: 
- надежность работы системы (высокая отказоустойчивость, обеспечение непрерывного функционирования);
- гибкость в конфигурировании системы (возможность  поэтапного ввода систем в эксплуатацию, проведение пуско-наладочных работ в кратчайшие сроки);
- масштабируемость системы (поддержка модульного расширения при наращивании инженерных подсистем здания);
- инновационность технических решений при разработке системы (обеспечение правового и социального аспекта — система должна отвечать будущим требованиям через год, пять, десять лет).

Объект автоматизации

Дом правительства Свердловской области обладает большим объемом разнообразного по назначению инженерного оборудования, обеспечивающего комфортные условия и безопасность в здании. Система центрального диспетчерского управления должна была объединить разрозненное оборудование в единую систему сбора данных и управления. При этом на систему возлагались следующие функциональные задачи:
- автоматизация процесса контроля над подсистемами и реагирования на нештатные и аварийные ситуации;
- повышение надежности работы систем и оборудования здания;
- повышение качества технологических режимов и уровня безопасности;
- повышение оперативности (и упорядочивание) действий обслуживающего персонала.
Наиболее эффективное решение данных задач было предложено компанией «Ривкора».

Технические решения

СЦДУ построена по трехуровневой иерархической архитектуре, включающей:
- диспетчерский уровень (автоматизированное рабочее место оператора системы, графический интерфейс), реализованный с использованием программного пакета SCADA MX4.
- контроллерный уровень (управление подсистемами и механизмами), реализованный на компактных моноблочных промышленных контроллерах;
- уровень первичного сбора данных, реализованный на аналоговых и дискретных датчиках.
В качестве промышленных контроллеров для сбора данных и управления подсистемами и механизмами были выбраны контроллеры семейства FX компании Mitsubishi Electric. Стоит отметить, что Mitsubishi Electric была первой компанией, начавшей более 25 лет назад поставку на европейский рынок программируемых логических контроллеров (ПЛК) с моноблочной конструкцией, которые объединяют в одном корпусе источник питания, процессор, память и встроенные каналы дискретного ввода/вывода.
Сегодня Mitsubishi Electric предлагает три серии моноблочных контролеров этого семейства, а именно: FX1S, FX1N и свою последнюю разработку — FX3U. Данные типы отличаются размером памяти, максимальным количеством каналов ввода/вывода, быстродействием, возможностями масштабирования и стоимостью, что позволяет сделать оптимальный выбор, наиболее точно соответствующий задаче автоматизации.
В зависимости от модели ПЛК число встроенных каналов дискретного ввода/вывода составляет от 10 до 128. При необходимости расширения числа каналов базовых модулей предусмотрена возможность подключения к внутренней высокоскоростной шине ПЛК модулей ввода/вывода серии FX, при этом общее количество каналов ввода/вывода может быть увеличено до 384 (в серии FX3U). В качестве модулей ввода/вывода предлагается более 80 типов модулей дискретного ввода/вывода, аналогово-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, преобразователей сигналов термопар и термометров сопротивления, быстрого счета импульсов, одно- и двухосевых сервоприводов, ПИД регуляторов, а также коммуникационных модулей. Практически все модули ввода/вывода являются унифицированными и совместимы с любым типом контроллеров семейства FX.
Подключение контроллеров к периферийным устройствам (счетчикам, расходомерам, преобразователям частоты и т.п.) может осуществляется через коммуникационные модули FX c интерфейсами RS-232, RS-422/RS-485, в том числе и с поддержкой Modbus. Возможно также простое объединение до восьми контроллеров FX в многоточечную сеть, c использованием интерфейса RS-485. При этом один из контроллеров назначается ведущим, а остальные ведомыми. Все контроллеры серии FX совместимы друг с другом.
Для высокоскоростного обмена данными между контроллерами, создания систем управления с распределенной архитектурой или интеграции ПЛК в существующие промышленные сети предлагаются специальные сетевые модули, позволяющие подключать ПЛК семейства FX к стандартным полевым шинам типа Ethernet (TCP/IP), Profibus DP, DeviceNet, CanOpen, CC-Link, AS-Interface.
Всего в здании было установлено 26 контроллеров семейства FX различных модификаций, подключенных к сети Ethernet, а также сенсорная панель оператора GT1020-LBL, используемая в качестве переносного устройства, на котором устроен интерфейс инженерного уровня и предназначенная для использования только инженерным персоналом для локальной настройки и отладки отдельных ветвей СЦДУ. Связь между диспетчерским и контроллерным уровнями реализована на базе сети Ethernet (транспортный протокол — TCP/IP).
СЦДУ работает в двух режимах:
- Режим наладки.
Данный режим обеспечивает ввод и изменение технологических параметров Системы.
- Эксплуатационный [рабочий] режим.
Данный режим обеспечивает следующие функции СЦДУ:
- сбор и передача информации о параметрах и состоянии оборудования инженерных систем здания на автоматизированное рабочее место оператора (информационная функция, разделяющаяся на: автоматическое оперативное информирование, автоматическое неоперативное информирование [ведение архива значений технологических параметров и технологических операций], информирование по запросу оператора)
- дистанционное управление исполнительными механизмами;
- реализация технологических защит и блокировок (логическое управление);
- контроль технического состояния отдельных машин и механизмов;
- обнаружение нештатных, предаварийных и аварийных ситуаций;
- контроль реагирования оператора в случае аварийных ситуаций (функция инженерного обслуживания).
Компания Ривкора планирует и в дальнейшем использовать при разработке и внедрении систем диспетчеризации средства автоматизации Mitsubishi Electric, поскольку оборудование данного производителя показало свою целесообразность и актуальность применения, зарекомендовало себя как исключительно высоконадежное, простое в конфигурировании и наладке, отличающееся при этом невысокой стоимостью.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 4(20)_2008

С. Зубов, координатор развития бизнеса,
Mitsubishi Electric Europe B.V., г. Москва,
тел.: (495) 721-20-70,  
е-mail: automation@mer.mee.com