В статье рассказано о создании энергоцентра, который обеспечивает электропитание завода челябинского предприятия «Комбинат «Магнезит», и о том, за счет каких решений разработчикам удалось преодолеть ограничения, накладываемые «лоскутной» автоматизацией, и построить оптимально функционирующую автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ) энергоцентра.
ЗАО «ИНТМА-Автоматика», г. Москва
В 2011–2012 годах группа компаний «ИНТМА» разработала и реализовала проект энергоцентра для комбината «Магнезит» в г. Сатка Челябинской области. В объем работ входила поставка газопоршневых электростанций (ГПЭС) GE Jenbacher на две технологические площадки – «Каменка» и «Брусит». Электростанция каждой площадки состояла из трех газопоршневых когенерационных установок контейнерного типа электрической мощностью 4034 кВт и тепловой выходной мощностью 3634 кВт в расчете на одну установку. Газопоршневые станции (рис. 1) были подключены к заводской энергосистеме через подстанции ПС 35/6 кВ «Каменка» и ПС 110/6 кВ «Брусит».
Рис. 1. ГПЭС на стадии монтажа
Производитель укомплектовал газопоршневые электростанции GE Jenbacher системой управления DIANE.XT (рис. 2), осуществляющей непосредственное регулирование, контроль состояния и диагностику двигателя генератора. В рамках энергоцентра управление каждым из агрегатов ГПЭС являлось локальной задачей. Однако «лоскутная» автоматизация не позволяла их совместить, обеспечив оптимальное управление энергоцентром в целом. Поэтому при реализации комплексной автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) энергоцентра были разработаны и внедрены следующие подсистемы:
- подсистема измерений;
- подсистема телекоммуникаций;
- подсистема обеспечения единым временем;
- подсистема сбора, обработки и хранения информации;
- подсистема визуализации;
- подсистема пожарной сигнализации;
- подсистема видеонаблюдения.
Рис. 2. Монитор DIANE.XT
Комплексный подход к решению задач автоматизации позволил в итоге создать единую систему диспетчерского контроля и управления энергоцентром, которая обеспечивает следующую функциональность:
- оперативное дистанционное управление газопоршневыми электростанциями;
- автоматическое регулирование мощности газопоршневых электростанций;
- автоматическую синхронизацию сетей – в прямом и обратном направлении;
- оперативную диагностику состояния узлов ГПЭС;
- дистанционный контроль состояния вводных ячеек и ячеек присоединения генераторов подстанций;
- контроль параметров электрической сети;
- соблюдение пожарной и охранной безопасности энергообъекта.
АСДУ энергоцентра построена как иерархическая распределенная система, работающая в темпе протекания технологического процесса, оснащенная средствами управления, сбора, обработки, отображения, регистрации, хранения и передачи информации.
В программно-технический комплекс системы входят:
- сервер сбора данных;
- автоматизированные рабочие места;
- промышленные контроллеры;
- коммутационное оборудование, преобразователи интерфейсов;
- системное и специализированное программное обеспечение.
Вся информация об управлении и состоянии оборудования, а также диагностические данные изначально накапливаются на технологическом сервере, поступая туда из программируемого логического контроллера. Контроллер предназначен для сбора информации о состоянии технологического процесса, ее обработки и передачи в вычислительное ядро системы, для согласованного управления системами основных технологических агрегатов станции.
Функции центрального контроллера:
- включение и отключение газопоршневых установок, управление генерируемой ими мощностью согласно мощности включенных потребителей;
- обмен диагностическими данными с DIANE XT – системой управления газопоршневыми электростанциями;
- опрос устройств микропроцессорных защит РУ‑10 кВ;
- получение данных о состоянии и выдача команд на управление механизмами сопутствующих систем энергоцентра;
- предоставление данных в вычислительно ядро системы – сервер.
Затем эти данные становятся доступны на автоматизированном рабочем месте (АРМ) диспетчера энергоцентра, которое обеспечивает выполнение функций человеко-машинного интерфейса, в частности:
- визуализацию технологического процесса с привязкой контролируемых величин к месту расположения точек измерения на мнемосхеме объекта;
- возможность ввода команд, управляющих параметров, заданий, уставок, технологических и аварийных границ для оперативного управления технологическим процессом;
- визуализацию поступающей с сервера технологической базы данных информации об истории технологического процесса;
- сигнализацию, оповещающую о возникновении аварийных ситуаций;
- формирование отчетов с выводом на печать;
- ведение и визуализацию журнала событий.
Для визуализации применяются различные формы представления информации: мнемосхемы, графики, гистограммы, а также средства анимации (рис. 3).
Рис. 3. Примеры экранных форм АСДУ энергоцентра
Для административно-технического персонала предприятия предусмотрена возможность просмотра данных при подключении к веб-серверу. Параметры, касающиеся состояния ячеек подстанций, передаются также в региональное диспетчерское управление.
В результате построения системы диспетчерского контроля и управления энергоцентром было создано единое информационное пространство для контроля технологического процесса выработки электрической и тепловой энергии, диагностики и управления оборудованием. Диспетчерский и эксплутационный персонал предприятия получил современный инструмент мониторинга и управления, а само предприятие – выгоду за счет предупреждения аварийных ситуаций, сокращения времени, уходящего на устранение неисправностей, а также увеличения надежности функционирования оборудования и безопасности работы сотрудников.
Компания «ИНТМА»
ЗАО «ИНТМА-Автоматика» было образовано в 2008 году в результате реструктуризации компании «Промэлектроника». Основное направление деятельности этого предприятия – проектирование, разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими и производственными процессами на промышленных предприятиях – ПРОМЫШЛЕННАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ. Стратегия, заложенная в основу развития компании «ИНТМА-Автоматика», состоит в использовании инженерного и научного потенциала российских специалистов, а также в применении современного надежного оборудования и программного обеспечения, поставляемого ведущими мировыми лидерами ИТ-индустрии.
«ИНТМА-Автоматика» входит в группу компаний «ИНТМА» – холдинг, объединяющий в своем составе ряд инжиниринговых компаний. Это позволяет ЗАО «ИНТМА-Автоматика» выступать в качестве генерального подрядчика при выполнении масштабных проектов автоматизации технологических объектов и производств на промышленных предприятиях.
Компания «ИНТМА-Автоматика» предлагает своим клиентам широкий спектр решений в области проектирования, создания и внедрения информационных и управляющих систем на производстве, в частности:• автоматизированные системы управления производством (АСУП, MES);• распределенные автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП);• автоматизированные системы учета и управления материальными потоками (АСУМП);• автоматизированные системы оперативно-диспетчерского контроля и управления энергоснабжением (АСОДУЭ);• системы противоаварийной защиты (ПАЗ);• локальные вычислительные сети (ЛВС);• сетевые сервисы – системы видеонаблюдения, системы оперативно-диспетчерской связи;• пожарно-охранную сигнализацию, системы контроля доступа;• электросиловые установки, распределительные устройства и системы управления электроприводами, в том числе частотно-регулируемые приводы;• контрольно-измерительные приборы и средства низовой автоматизации;• энергетические объекты малой и средней мощности на базе газопоршневых теплоэлектростанций.
Компания выполняет полный комплекс работ «под ключ», в том числе:• предпроектное обследование объекта автоматизации, формализацию задачи и разработку технического задания;• консалтинг в области создания и развития автоматизированных систем управления производством. Формирование стратегии автоматизации предприятия. Разработку концепции развития систем автоматизации;• проектирование систем автоматизации промышленных объектов;• поставку комплекса базовых технических и программных средств;• разработку прикладного программного обеспечения;• монтажные, шеф-монтажные и пусконаладочные работы;• запуск систем в эксплуатацию;• техническое сопровождение и гарантийное обслуживание в процессе эксплуатации;• сервисное обслуживание систем автоматизации.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(53)_2014
К.Н. Парфентьев, руководитель направления АСУ ТП,
ЗАО «ИНТМА-Автоматика», г. Москва,
тел.: (495) 974-1295,
e‑mail: zapros@intma.ru,
_big.jpg'); "6(114)_small.jpg")
