В статье представлены решения отечественной компании АО «ПИК ПРОГРЕСС» для построения АСУ ТП подстанций электроснабжения. Рассматривается структурная схема АСУ ТП ПС, в которой объединены сразу несколько подсистем: АСУЭ, АИИС КУЭ, РЗА, пожарная и охранная сигнализации.
АО «Промышленно-инновационная компания «ПРОГРЕСС», г. Москва
АСУ ТП электрической подстанции
В наши дни все большую важность приобретают надежность и качество электроснабжения потребителей. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) дают возможность оперативно оценивать ситуацию и вырабатывать решения. При этом к АСУ ТП электрических подстанций (ПС) в процессе эксплуатации предъявляются такие требования, как надежность, отказоустойчивость и простота обслуживания.
В рамках программы импортозамещения компания АО «ПИК ПРОГРЕСС» предлагает решение для создания АСУ ТП ПС на основе отечественного программно-технического комплекса (ПТК) «Космотроника». С 1995 года комплекс хорошо зарекомендовал себя в топливно-энергетическом секторе, где под его управлением успешно функционируют сотни подстанций, котельных и других промышленных объектов в условиях Крайнего Севера. Там, где расстояния имеют значение, ПТК «Космотроника» показывает отличные результаты.
Пример построения АСУ ТП ПС (КРУ, РУ, КТП) представлен на рис. 1. Показано взаимодействие сразу нескольких систем: АСУЭ, АИИС КУЭ, РЗА, пожарной и охранной сигнализации.
Рис. 1. Структурная схема АСУ ТП ПС (увеличить изображение)
Подсистема АСУЭ
Оборудование системы АСУЭ находится в специализированном шкафу, состоящем из следующих основных элементов: контроллер АСУЭ, преобразователь интерфейсов, сетевой коммутатор, а также локальный пульт управления АСУЭ. Данные поступают с контроллеров присоединения, расположенных в каждой ячейке подстанции. Шкаф АСУЭ обеспечивает защиту оборудования от механических и атмосферных воздействий, защиту от импульсных перегрузок, резервное питание оборудования внутри шкафа и подключенных к нему устройств на случай пропадания основного питания.
В качестве контроллера АСУЭ применен промышленный контроллер из состава ПТК «Космотроника» PM-VDX. Он обеспечивает сбор и обработку данных, поступающих с устройств, выполнение функций автоматического управления и защит, синхронизацию времени, диагностику каналов связи, при необходимости – конвертацию полученных данных в форматы Modbus TCP, МЭК 60870-5-104 или OPC UA. На рис. 1 показан сбор данных с контроллеров присоединения, устройств релейной защиты и автоматики, датчиков и систем пожарной и охранной сигнализации. При этом контроллер организует не только передачу данных с РЗА, но и обеспечивает управление устройствами релейной защиты по цифровым протоколам. Наличие трех портов Ethernet на контроллере дает возможность построить «кольцевую» схему подключения контроллеров присоединения, приведенную на рис. 2. Настройка контроллера VDX и проектирование технологических алгоритмов возможно как с локального АРМ, так и удаленно.
Рис. 2. «Кольцевая» схема подключения УСО-ТМ КПР
Устройства телемеханики (ТМ) контроля присоединения УСО-ТМ КПР (рис. 3) предназначены для измерения электрических параметров присоединений и выполнения команд телеуправления. Каждое УСО-ТМ КПР выполняет функции учета активной и реактивной электроэнергии, а также анализатора гармоник сети. Позволяет регистрировать аварийные события и электрические процессы, осуществлять трехфазные измерения электрических параметров сети, выполнять функции информационного мультиплексора и при необходимости выступать в роли связующего звена между подключенным к нему оборудованием с интерфейсом RS‑485.
Рис. 3. Устройство ТМ контроля присоединения УСО-ТМ КПР
Кроме обычной, «радиальной», схемы подключения по сети или RS‑485, УСО-ТМ КПР обеспечивают возможность организации «кольцевого» обмена данными, показанного на рис. 2. Для этого используются два Ethernet-порта, предназначенных для последовательного соединения приборов в замкнутую цепь посредством Ethernet, что увеличивает отказоустойчивость канала обмена при передаче данных. Для организации такого «кольца» нет необходимости использовать дополнительные сетевые коммутаторы. Красным цветом на рис. 2 выделена линия резервного питания УСО ТМ КПР, пунктиром – линия синхронизации времени по протоколу IRIG-B. Возможна синхронизация точного времени и по протоколу NTP. УСО-ТМ КПР легко настраиваются, поддерживают МЭК 60870-5-104, Modbus RTU/TCP.
Для локального контроля технологического оборудования подстанции и организации обмена данными с верхним уровнем в состав шкафа включен локальный пульт АСУЭ, представляющий собой панельный компьютер, размещенный на лицевой части шкафа АСУ ТП. На компьютере установлен программный комплекс «Космотроника», включающий три основные части: конфигуратор, коммуникационный сервер и АРМ ТМ. Коммуникационный сервер отвечает за организацию обмена данными с контроллерами, буферизацию событий в случае пропадания связи, резервирование каналов коммуникации. АРМ ТМ позволяет на экране монитора увидеть мнемосхему подстанции, значения различных параметров, привести в действие команды телеуправления, а также составить отчеты и графики за определенный период работы. С помощью конфигуратора можно настраивать оборудование, вносить изменения в технологические алгоритмы.
Подсистема РЗА
Данные с устройств РЗА для нужд АСУЭ поступают в контроллер по последовательной линии. Параллельно эти же устройства передают информацию напрямую по сети на верхний уровень. Если по каким-то причинам обмен с ними по сети оказывается невозможен, информацию можно запросить с системы АСУЭ. Таким образом, осуществляется дублирование канала связи. Если опрос РЗА возможен только по каналу RS‑485, для их подключения к сети Ethernet применен российский преобразователь интерфейсов МИМ-001-R4, имеющий 4 последовательных порта. Различные варианты конвертеров серии МИМ‑001 представлены в табл. 1.
Таблица 1. Конвертеры интерфейсов МИМ‑001 (увеличить изображение)
Подсистема АИИС КУЭ
Для обмена данными со счетчиками коммерческого учета электроэнергии используется специализированный шкаф АИИС КУЭ, обеспеченный резервированным питанием. В качестве контроллера АИИС КУЭ выбран процессорный модуль УСО-КО (рис. 4), имеющий те же возможности в плане настроек и выполнения технологических алгоритмов, что и PM-VDX, но дополнительно оснащенный встроенным каналом 3G. Данные передаются на верхний уровень как напрямую по сети, так и через коммуникационный сервер шкафа АСУЭ. При этом осуществляется не только резервирование канала передачи данных, но и контроль непрерывности передачи профилей со счетчиков. Настройка контроллера АИИС КУЭ может осуществляться как удаленно, так и с пульта АСУЭ по каналу Ethernet.
Рис. 4. Процессорный модуль УСО-КО
Заключение
Отечественная компания АО «ПИК ПРОГРЕСС» предлагает надежные комплексные решения в области АСУ ПТ энергетических объектов. ПТК «Космотроника» востребован в ТЭК России как система, способная работать в жестких климатических условиях и обладающая большим количеством доступных каналов связи. При этом одним из основных применений комплекса остаются АСУ ТП электрических подстанций и электростанций. Программные и технические средства ПТК «Космотроника» позволяют в короткий срок создать надежную АСУ ТП и легко встроить ее в работу предприятия.
Опубликовано_в журнале ИСУП № 1(91)_2021
А.И. Фомичев,
заместитель генерального директора,
АО «Промышленно-инновационная компания «ПРОГРЕСС», г. Москва,
тел.: +7 (495) 365‑5036,
e‑mail: mail@kosmotronika.ru,
сайт: pikprogress.ru
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")
