Проект 2. Проект 2(Система Skada) Кадыров Манат Арменович. Курсовая работа кр. 6B07101 По дисциплине Проект 2
 Скачать 1.74 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Торайгыров университет Факультет Энергетический___________________________________________________ Кафедра Электротехники и автоматизации_____________________________________ КУРСОВАЯ РАБОТА КР. 6B07101.__ -__.22. По дисциплинеПроект 2________________________________________________ Тема ___________________________________________________________________ ______________ (оценка) Члены комиссии Руководитель преподаватель преподаватель (должность, ученая степень) (должность, ученая степень) Кириченко Л.Н Кириченко Л.Н (инициалы, фамилия) (инициалы, фамилия) (подпись) (дата) (подпись) (подпись) Нормоконтролер Обучающийся преподаватель Кадыров М. А. (должность, ученая степень) (инициалы, фамилия) Кириченко Л.Н ДАиУ – 102 (2в) (инициалы, фамилия) (группа) (подпись) (дата) (подпись) (подпись) 2022 Содержание
 Введение SCADA (аббр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т. д. SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть как написан на одном из языков программирования, так и сгенерирован в среде проектирования. Термин «SCADA» имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения[1], то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Лабораторный стенд «SCADA-система в электроэнергетике» предназначен для проведения лабораторного и практического изучения диспетчерского управления и сбора данных в сферах производства электроэнергии. Лабораторный стенд основан на платформе NI sbRIO. Этот стенд предназначен для проведения лабораторно-практических занятий в высших и средних специальных учебных заведениях студентами-энергетиками. SCADA-системы бывают универсальными и специализированными. Первые дешевле, но вы можете столкнуться с дополнительными затратами в процессе их эксплуатации. Поэтому для каждого предприятия, работающего в сфере энергетики, рассматриваемые пакеты необходимо выбирать индивидуально. 1 SCADA – система SCADA (аббр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т. д. SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть как написан на одном из языков программирования, так и сгенерирован в среде проектирования. Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogic. Термин «SCADA» имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения[1], то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Однако часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия. Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных в реальном времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП. SCADA – систем в электроэнергетике Лабораторный стенд «SCADA-система в электроэнергетике» предназначен для проведения лабораторного и практического изучения диспетчерского управления и сбора данных в сферах производства электроэнергии. Лабораторный стенд основан на платформе NI sbRIO. Программное обеспечение разработано в графической среде программирования NI LabVIEW. Лабораторное программное обеспечение совместно с пультом управления позволяет проектировать энергосеть, проводить практические занятия по изучению и расчету основных рабочих и технических параметров электростанций и энергосистемы посредством математических моделей. Стенд также позволяет студентам самостоятельно осуществлять построение SCADA-систем энергосети с целью реализации функций контроля и управления процессов производства электроэнергии. Применение SCADA в энергетике можно осуществить с помощью лабораторного стенда, представленного на рисунке 1.  Рисунок 1 - Лабораторный стенд «SCADA-система в электроэнергетике» Этот стенд предназначен для проведения лабораторно-практических занятий в высших и средних специальных учебных заведениях студентами-энергетиками. Программное обеспечение совместно с пультом управления позволяет проектировать энергосеть, проводить практические занятия по ознакомлению с архитектурой электросети, а также изучению и расчету основных рабочих и технических параметров электростанций и энергосистемы в целом посредством математических моделей [2]. Стенд также позволяет самостоятельно осуществлять построение SCADA-системы энергосети с целью реализации функций контроля, управления и регулирования процессов производства электроэнергии. Состав лабораторного комплекса: Платформа NI sbRIO / NI cRIO Имитационный блок Лабораторное программное обеспечения Руководство пользователя Особенности программного обеспечения SCADA – систем в электроэнергетике Основные задачи, решаемые SCADA-системами: 1. Обмен данными с «устройствами связи с объектом» (то есть с промышленными контроллерами и платами ввода-вывода) в реальном времени через драйверы. 2. Обработка информации в реальном времени. 3. Логическое управление. 4. Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме. 5. Ведение базы данных реального времени с технологической информацией. 6. Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями. 7. Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК. 8. Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). Реформирование электроэнергетической отрасли и начавшийся экономический кризис еще более усиливают конкуренцию продуктов и услуг компаний-производителей, поставщиков и системных интеграторов, работающих в области автоматизации объектов энергетики. Выбор как аппаратных так и программных средств для систем автоматизации энергетических объектов обусловлен прежде всего отраслевыми требованиями. На уровне контроллеров, удовлетворяющих специфическим требованиям, известны многие решения. Касательно программного обеспечения для разработки SCADA-систем для энергетики такого сказать нельзя. В связи с этим системные интеграторы и заказчики выходят из данной ситуации поразному. Некоторые используют готовые решения, имеющие свой закрытый протокол: в ходе эксплуатации системы нареканий не вызывают - затруднения начинаются при расширении и модернизации системы. Другие, используя свой опыт работы в энергетике, силами собственных программистов производят серьезные доработки в используемых SCADA-программах для решения конкретных задач под конкретного заказчика. Цель данной статьи рассказать о некоторых особенностях программного обеспечения, которое удовлетворяет не только общепринятым требованиям к современным SCADAсистемам, но и соответствует специфике энергетических объектов с учетом потребностей сегодняшнего дня и перспектив будущего. Наиболее распространенной в энергетике SCADA-системой является ClearSCADA, продукт компании Control Microsystems, поддерживающей различные стандарты передачи информации в телекоммуникационных системах [3]. Поддержка программных и аппаратных средств сторонних производителей путем использования открытых стандартов и коммуникационных протоколов позволяет ClearSCADA работать, в частности, с контроллерами Siemens, Schneider, Yokogawa, ControlLogic, Omron. В феврале 2009 г. был закончен комплекс испытаний с целью подтверждения соответствия функционала ClearSCADA требованиям энергетики. После проведенных испытаний компанией «ПЛКСистемы» получен сертификат ЭнСЕРТИКО на применение ClearSCADA в системах АСУ ТП и АСКУЭ и управления производством объектов электроэнергетики. Все большее применение ClearSCADA находит на территориально-распределённых объектах и, в том числе, на объектах энергетики. Представим обобщенную структуру традиционной АСУ ТП, сконструированной на основе SCADA-системы (рисунок 2).  Рисунок 2 - Обобщенная структура традиционной АСУ ТП Слева стрелками показан каскад управления, а справа поток данных. Управление может быть, как автоматическим, так и ручным. На сервере выполняется ядро системы, обеспечивающее доступ к СУБД и реализацию логики объектов. Основной задачей разработчиков ClearSCADA было упростить интерфейс проектировщика и сократить время проектирования. Древовидное представление структур и описаний позволяет быстро ориентироваться в сложных проектах. Карточка объекта, в которой перечисляются все его свойства и методы с подсветкой ошибок пользователя, позволяет легко настроить нужные параметры. Возможность совместной работы над одним объектом позволяет разделять обязанности проектировщиков. Клиент серверная архитектура позволяет вносить изменения и отлаживать проект удаленно. Мощные механизмы работы с графикой с поддержкой динамического масштабирования и слоев позволяют рисовать сложные и при этом интуитивно понятные интерфейсы оператора. Основные достоинства ClearSCADA это использование т.н. слоев (как, например, в Photoshop) что позволяет, во-первых, накладывать на одну подложку несколько различных аспектов функционирования объекта а, во-вторых, вести одновременную разработку мнемосхемы, не боясь испортить рисунок коллеги. Второй важный момент это поддержка динамического масштабирования, что позволяет создавать интуитивно понятную визуализацию объекта. Третья особенность обусловлена объектно-ориентированной концепцией ClearSCADA. Все графические примитивы являются еще и объектами, что позволяет дополнять их функциями и методами, соответствующими реальным объектам. Экономические аспекты выбора SCADA – систем в энергетике Автоматизация производства является актуальной проблемой, затрагивающей, в частности, сферу электроэнергетики. Поэтому в последние годы весьма популярными становятся SCADA-системы. Они предназначены для обеспечения взаимодействия оператора с автоматизированным технологическим процессом. Используются в качестве инструмента для сбора данных и диспетчеризации операций, а также выполняют другие функции. Большое значение имеет правильный выбор SCADA-систем, поскольку от их эффективности во многом зависит прибыльность работы предприятия и размер возможных издержек. Причем, проводя сравнительный анализ программного обеспечения, важно принимать во внимание, в частности, экономические аспекты.  Рисунок 3 – Автоматизированные системы управления Прежде чем говорить о тонкостях выбора рассматриваемых пакетов, необходимо оценить целесообразность их использования. Основными функциями, которые они выполняют, являются: Настройка систем автоматизации на решение конкретных задач. Хранение истории процессов. Решение общесистемных задач. Автоматизированное управление процессами. Диспетчерское управление. Обеспечение безопасности автоматизированных процессов. При условии правильного выбора SCADA-систем, их внедрение в производственный процесс позволяет повысить прибыльность работы предприятия не менее чем на 20 – 30%. Это достигается за счет: Обеспечения равномерной загрузки производственных мощностей и, как следствие, исключения простоев оборудования. Возможности проведения статистического анализа факторов, оказывающих влияние на качество работы электроэнергетического предприятия. Обеспечения соблюдения требований нормативных документов и технических регламентов. 4. Предупреждения возникновения аварийных ситуаций. 5. Сведения к минимуму вероятности возникновения проблем, вызванных ошибками в работе оператора, за счет комплексной автоматизации процесса. 6. Обеспечения правильного распределения капиталовложений за счет оценки уровня загрузки, тонкостей использования и обслуживания электроэнергетического оборудования. 7. Возможности автоматической генерации отчетов, составляемых представителями руководящего звена предприятия. 8. Возможности установления непосредственных связей между производственным отделом и проектным, отделом планирования и т.д. 9. Обеспечения точного учета всего объема выпускаемой продукции. Другими словами, использование SCADA-систем позволяет значительно повысить эффективность работы предприятия, функционирующего в сфере энергетики, избежать возникновения непредвиденных ситуаций (включая аварийные) на производстве, минимизировать финансовые затраты и издержки. Главное, чтобы эти пакеты были правильно выбраны с учетом масштаба и специфики деятельности объекта.  Рисунок 4 – Мнемосхема АСУ ТП в электроснабжение Параметры выбора средств компьютерной автоматизации Чтобы повысить прибыльность работы предприятия за счет внедрения SCADA-систем, необходимо принимать во внимание их технические и эксплуатационные характеристики, а также стоимость. Кроме того, важно учитывать инструментальные свойства пакетов, их степень открытости и экономическую эффективность. Причем последняя из характеристик имеет наибольшее значение. Экономические аспекты очень важны для выбора SCADA-системы, которая будет эксплуатироваться в сфере энергетики. Это особенно актуально сегодня, что связано с ростом конкуренции в данной отрасли, борьбой за снижение тарифов, уменьшение издержек, а также повышение прибыльности объектов. И важно отметить, что степень экономической эффективности SCADA-пакета определяется отношением экономического эффекта, которого можно добиться за счет ее внедрения, к сумме затрат, требуемых для реализации данного проекта. Причем во внимание принимаются затраты, как на внедрение системы, так и на поддержание ее в рабочем состоянии. Экономическая эффективность SCADA-системы зависит от следующих ее свойств: 1. Модульность. Это означает, что вы можете выбирать комплектацию пакета в зависимости от того, какие задачи планируется решать с его помощью. Разработчиками могут использоваться, как типовые, так и специальные модули. 2. Масштабируемость. Возможность использования программного обеспечения для решения задач разных объемов. 3. Условия обновления. Стоимость обслуживания. Стоимость обучения. Используемые методы ценообразования. Стоимость технической поддержки. Опыт практического применения, репутация и надежность компании разработчика. SCADA-системы бывают универсальными и специализированными. Первые дешевле, но вы можете столкнуться с дополнительными затратами в процессе их эксплуатации. Поэтому для каждого предприятия, работающего в сфере энергетики, рассматриваемые пакеты необходимо выбирать индивидуально. В этом процессе можно пользоваться информацией, приведенной ниже. Тонкости применения универсальных и специализированных SCADA-систем Универсальные SCADA-системы плохо подходят для решения простых задач – в данном случае их экономическая эффективность составляет не более 60 — 70%. Стоимость таких пакетов невысока, поскольку они предоставляют пользователю доступ к ограниченному количеству модулей и тегов. Но зато универсальные системы сложно адаптировать к выполнению конкретных задач, что удорожает их эксплуатацию. Кроме того, довольно высока цена техобслуживания пакетов. Поэтому все более популярными становятся микро-SCADA с ограниченной функциональностью, предназначенные для решения определенных задач в сфере автоматизации энергетики. Принимая решение о необходимости разработки ПО под конкретный объект управления, важно оценить экономическую эффективность его применения. Для решения несложных задач одного типа идеально подходят недорогие и простые в настройке системы микро-SCADA. А универсальные модели предназначены для крупных энергетических предприятий, у которых автоматизировано множество производственных процессов. Выбирая тот или иной тип ПО, важно оценить временные и финансовые затраты, необходимые для разработки системы, сложность управления ею, трудоемкость обслуживания и другие факторы. Это позволит вам отдать предпочтение варианту, идеально подходящему с экономической точки зрения. Рассматривая экономические аспекты выбора SCADA-систем в сфере электроэнергетики, следует отметить, что некоторые из них требуют использования специализированных аппаратных средств для подключения к ним объектов управления. Это касается, преимущественно, микро-SCADA пакетов, поскольку универсальные модели уже имеют всю необходимую информацию в своих базах данных. Применение специальных инструментальных средств для моделирования контроллеров повышает себестоимость системы. Поэтому отдавать предпочтение данному варианту рекомендуется только в том случае, когда это действительно необходимо. Ответственные проекты в энергетике на базе SCADA-пакета PcVue SCADA-пакет PcVue (Supervisory Control And Data Acquisition) французской компании ARC Informatique предназначен для создания систем сбора данных, диспетчерского управления и мониторинга различного масштаба, начиная от автономных операторских мест и заканчивая распределенными системами управления с клиент-серверной архитектурой, в которых задействованы сразу несколько рабочих станций, объединенных в сеть с возможностями поддержки средств обеспечения избыточности, дублирования, резервирования и безопасности. На рис. 5 приведен пример системы на основе PcVue 10.  Рисунок 5 – Пример системы на основе PcVue 10 Свое развитие SCADA-пакет PcVue начал в 1985 г. с версии для DOS (рис. 6). В настоящее время по всему миру эксплуатируется свыше 50 000 копий лицензированных программных продуктов от ARC Informatique. Последняя версия PcVue 10.0 была выпущена в середине 2011 г. и после этого претерпела несколько важных обновлений. Ожидается выпуск PcVue 11.0.  Рисунок 6 - Этапы развития PcVue В PcVue 10.0 добавлена поддержка новых коммуникационных протоколов для различных предметных областей. Особое внимание обратим на поддержку общепризнанных (в том числе и в России) международных стандартов для энергетики — IEC 61850 и IEC 60870-5-104. В PcVue 10.0 реализован собственный протокол для IEC 61850. Данный стандарт («Сети и системы связи на подстанциях») является самой современной разработкой в области коммуникационных технологий для систем управления в энергетике. Он значительно облегчает интеграцию в единую систему устройств различных производителей и разных поколений, позволяет сделать это с наименьшими трудовыми и финансовыми затратами. Применяя IEC 61850, можно реализовать все функции управления и автоматизации на подстанциях. В PcVue 10.0 поддерживается протокол IEC 60870-5-104. IEC 60870 («Устройства и системы телемеханики») — это серия стандартов, разработанная в рамках Международной электротехнической комиссии (МЭК, IEC) с целью обеспечения открытого протокола для передачи данных телеметрии (управляющих и информационных) на гидроэнергетических сооружениях, электрических подстанциях, промышленных объектах, железных дорогах и т. д. За последние несколько лет SCADA-пакет PcVue c большим успехом был применен во многих крупномасштабных проектах, реализация которых в значительной степени оказала влияние на развитие самого SCADA-пакета. О некоторых из них мы уже писали в предыдущих статьях [1–3]. Остановимся на других. Краткое описание этих проектов построим по следующей схеме: объект автоматизации — основное назначение системы автоматизации (АСУ) — некоторые численные характеристики АСУ (число точек ввода/вывода, серверов, мнемосхем…) — какие возможности PcVue востребованы в проекте. 2.1 SCADA-пакет PcVue в проекте INTEGRAL (Smart Grid) PcVue выбран в качестве базовой инструментальной платформы (рис. 7) в европейском проекте INTEGRAL (Integrated ICT-platform based Distributed Control in electricity grids with a large share of Distributed Energy Resources and Renewable Energy Sources). INTEGRAL — интегрированная информационно и коммуникационно технологическая платформа, основанная на децентрализованном управлении в электросетях с большой долей распределяемых энергетических ресурсов и возобновляемых источников энергии (рис. 8). Это проект Евросоюза, который финансируется Европейской комиссией (No. FP6-038576) вместе с партнерами из Нидерландов, Франции, Греции, Испании и Швеции. INTEGRAL был начат в конце 2007 г. и завершился в марте 2011 г.  Рисунок 7 – Пример представления элементов проекта INTEGRAL в SCADA-пакете PcVue  Рисунок 8 – Топология реальной французской сети распределения электроэнергии с тремя различными подстанциями Информационные и коммуникационные технологии играют решающую роль в реализации будущих интеллектуальных сетей Европы. INTEGRAL был реализован и продемонстрировал типовое решение (рис. 9) с широким использованием PcVue для агрегирования, распределенного управления и оптимальной координации распределенных энергетических ресурсов. Проект показал практическую возможность построения интеллектуальных сетей на примере трех демонстраций в реальных условиях в разных странах — Нидерландах, Испании и Франции, которые вместе охватывают весь диапазон условий эксплуатации (нормальный, критический и в чрезвычайных условиях). Для разработчиков проекта важным фактором являлась поддержка в PcVue широкого спектра устройств различных производителей и сетевых протоколов.  Рисунок 9 – Пример типового решения с использованием PcVue в проекте INTEGRAL SCADA-пакет PcVue 10.0 управляет системой распределения электроэнергии и подстанциями второго по величине металлургического завода в Южной Корее — Hyundai Steel (Dangjin, провинция South Chungcheong), входящего в группу компаний Hyundai Motor Group (рис. 10). PcVue 10.0 обеспечивает бесперебойную работу (управление и мониторинг) источников питания, подстанций различной мощности на всем заводе по производству стали.  Рисунок 10 – Завод Hyundai Steel, АСУ электрохозяйством которого базируется на SCADA-пакете PcVue (вид сверху) Установленное приложение SCADA-пакета PcVue включает в себя: две SCADA-станции 65 K и восемь SCADA-станций 5 K для локальных подстанций и восемь клиентских станций; около 30 000 переменных для центральных станций и 3500 переменных для локальных подстанций; свыше 100 мнемосхем (рис. 11); 450 IED (интеллектуальных электронных устройств), 100 цифровых счетчиков и других ПЛК, взаимодействующих по протоколу IEC 61850 для сбора данных и мониторинга; кроме протокола IEC 61850, используется протокол Modbus TCP/IP.  Рисунок 11 – Пример мнемосхемы PcVue на заводе Hyundai Steel Завод Hyundai Steel является первым в мире предприятием с замкнутой системой обработки «сырого» материала и воплощает идею экологически чистого производства. Все перемещения материалов с корабля на перерабатывающие мощности происходят на закрытых конвейерных лентах. Кроме того, материалы хранятся в куполообразных ангарах (видны на рис. 10 слева вверху), отсекающих все связи с открытым воздухом, решающих проблему угольной пыли и других вредных материалов — основных загрязнителей окружающей среды в районе сталелитейного завода. Одной из наиболее важных возможностей PcVue в данном проекте является не только поддержка протокола IEC 61850, но и наличие интерфейсов с наиболее распространенными ПЛК различных производителей, а также с другими подсистемами автоматизации на заводе. Данное внедрение является крупнейшим проектом на основе PcVue в Южной Корее. Отметим еще, что в настоящее время протокол IEC 61850 в рамках SCADA-пакета PcVue с успехом внедряется и в других проектах в разных странах: Колумбия: проект для компании ISA — крупнейшей сетевой компании в Латинской Америке с сетью высоковольтных линий электропередачи длиной в 38 551 км в Колумбии, Перу, Боливии, Бразилии, Эквадоре и Венесуэле; Пакистан: проект ALSTOM GRID, реализованный системным интегратором ACCRESCENT. 2.2 Управление по спутниковым каналам связи ветровыми электростанциями Компания Iberdrola Renovables (мировой лидер в производстве электричества из возобновляемых источников энергии) выбрала SCADA-пакет PcVue компании ARC Informatique в качестве базового инструмента для осуществления процессов контроля и управления современными ветровыми электростанциями. Основная цель проектов компании Iberdrola Renovables — сделать доступным удаленный сбор информации от ветровых электростанций, особенно сигналов тревоги и исторических данных. Система управления на каждом объекте собирает основные оперативные данные от генераторов и различных подстанций. Эти системы подключаются к центрам управления ветровыми электростанциями CORE (Centro de Operacion de Renovables) с помощью систем дальней связи. CORE использует эти данные для выявления и диагностики потенциальных проблем, обеспечивает возможность эффективного и оперативного вмешательства в процесс функционирования. Такой центр управления оборудован SCADA-пакетом PcVue, который является «нервным узлом» системы управления ветровыми электростанциями. CORE аккумулирует данные от отдельных турбин, подстанций, метеорологических станций, авиационного радара для обнаружения птиц и летучих мышей и другие системы наблюдения за охраной природы. Оператор CORE может наблюдать за работой всех ветровых электростанций как за одним целым. Регистрируя события, PcVue позволяет оператору определить, какие действия по настройке и исправлению должны быть предприняты. В процессе разработки команде Iberdrola понравилась простота конфигурирования PcVue. Ее способность свертывания в пиктограмму анимированных мнемосхем и применение всплывающих окон снизили риск наложения критической информации и помогли упростить команде Iberdrola разработку типового решения. Кроме того, создание шаблонов для отображения данных реального времени и трендов, связанных с каждой мнемосхемой, и анимация элементов обеспечивают согласованность отображения окон (рис. 12). Для получения данных от различных ПЛК Iberdrola Renovables использует протокол связи OPC (и другие). Для обмена данными в реальном времени с шлюзами Iberdrola применяет OPC Data Access Client и OPC DA XML Client, а для упрощения обмена данными со сторонними приложениями применяется OPC DA Server. Все собранные данные направляются в центр управления.  Рисунок 12 – Примеры мнемосхем PcVue для операторов центра управления CORE ветровыми электростанциями Приведем данные о системе, реализованной в Испании. Центр управления ветровыми электростанциями (CORE) компании Iberdrola Renovables находится в Толедо в 70 км к югу от Мадрида и дистанционно управляет десятью ветровыми электростанциями во всех регионах Испании (рис. 13), которые суммарно генерируют 9600 МВт энергии. Это составляет около половины всей генерируемой ветровыми электростанциями энергии в Испании. Линия связи предоставлена частной спутниковой сетью. CORE несет ответственность за эти электростанции с точки зрения генерации электроэнергии, ее распределения и управления. Кроме того, Iberdrola Renovables обеспечивает услуги, включающие управление проектами, инжиниринг, поставку, строительство и оперативную поддержку.  Рисунок 13 – Центр управления ветровыми электростанциями вТоледо (Испания) Клиентскими станциями FrontVue контролируются до 2,5 млн точек данных, которые общаются через OPC-протокол со скороcтью 1 Гбит/c по резервированным каналам Ethernet TCP/IP. Каждое операторское место может обрабатывать до 70 000 точек ввода/вывода. В настоящее время внедрена следующая конфигурация: 13 файл-серверов PcVue, которые управляют миллионом переменных в реальном времени. Сеть может быть расширена без ограничений или структурных изменений. Используя архитектуру PcVue-FrontVue, операторы могут проанализировать данные от удаленных ветровых электростанций самым детальным образом. Они всегда держат ситуацию под контролем и могут выполнить корректирующие действия в нужный момент в случае отклонений в работе. В системе собираются текущие значения, исторические данные, тревоги и тренды. Учитывая огромный объем данных (около 350 точек на одну турбину), для простоты технического обслуживания мониторинг осуществляется на двух уровнях: Верхний уровень дает панорамный вид наиболее важных тревог, значений данных и счетчиков для мониторинга турбин и для выявления сбоев, которые требуют вмешательства. Следующий уровень является более подробным и обеспечивает возможность глубокого анализа всех данных от турбин так, чтобы операторы могли оперативно и точно диагностировать проблемы и принять соответствующие меры. PcVue используется также в национальном центре управления США для наблюдения за более чем 40 независимыми ветровыми электростанциями, которые вырабатывают 3877 МВТ электроэнергии. Каждая из 2479 ветротурбин обеспечивает от 300 до 350 точек данных, что приблизительно составляет от 700 000 до 850 000 точек данных ввода/вывода на двух десятках серверов. Самой последней разработкой Iberdrola Renovables является ее Национальный центр управления (CORE) в г. Портланде, штат Орегон (рис. 14). В зале, который напоминает Центр управления полетами НАСА, системные аналитики следят за каждой турбиной каждой ветровой электростанции США. Они наблюдают за работой и производительностью турбины и за приближающимися штормами, чтобы предупредить обслуживающий персонал об опасности. Кроме уже введенных в эксплуатацию объектов, компанией Iberdrola Renovables реализуются несколько новых проектов на 850 МВт и 1000 МВт.  Рисунок 14 – Центр управления ветровыми электростанциями в Портланде (США) Заключение Подводя итоги, можно сделать вывод, что использование отечественных и зарубежных SCADA-систем в сфере энергетики действительно имеет смысл. Это не просто дан моде на компьютеризацию, а реальная возможность повысить производительность работы предприятия, его доходность, популярность на рынке. Однако важно, чтобы ПО было выбрано правильно и с учетом экономических аспектов. Следует позаботиться, чтобы SCADA-система не только окупила затраты на ее установку, но также смогла вывести предприятие на новый уровень, сделав его более прибыльным и простым в управлении. Чтобы повысить прибыльность работы предприятия за счет внедрения SCADA-систем, необходимо принимать во внимание их технические и эксплуатационные характеристики, а также стоимость. Кроме того, важно учитывать инструментальные свойства пакетов, их степень открытости и экономическую эффективность. Причем последняя из характеристик имеет наибольшее значение. Экономические аспекты очень важны для выбора SCADA-системы, которая будет эксплуатироваться в сфере энергетики. Это особенно актуально сегодня, что связано с ростом конкуренции в данной отрасли, борьбой за снижение тарифов, уменьшение издержек, а также повышение прибыльности объектов. И важно отметить, что степень экономической эффективности SCADA-пакета определяется отношением экономического эффекта, которого можно добиться за счет ее внедрения, к сумме затрат, требуемых для реализации данного проекта. Причем во внимание принимаются затраты, как на внедрение системы, так и на поддержание ее в рабочем состоянии. В данной курсовой работе показано, как современные технологии в области автоматизации и коммуникаций применены в уникальных проектах с использованием PcVue. Отметим, что PcVue также широко и успешно применяется в проектах меньшего масштаба в различных отраслях, таких как управление технологическими процессами, зданиями, водоснабжением; управление инфраструктурами; транспорт. Заслуженная репутация PcVue по таким ключевым характеристикам, как функциональность, производительность, безопасность и надежность, приводит ко все более широкому распространению этого SCADA-пакета. Список использованных источников Золотарев С. В., Бачуринская М. Е. SCADA-пакет PcVue 10.0: динамичное развитие и успешные проекты в нефтегазовой отрасли // Автоматизация и IT в нефтегазовой области. 2012. № 1 (7). Золотарев С. В., Бачуринская М. Е. Новая версия SCADA-пакета PcVue 10.0: оптимизация и расширение поддержки современных протоколов для энергетики //Автоматизация и IT в энергетике. 2011. № 11. Золотарев С. В. SCADA-пакет PcVue как интегрирующая платформа в системах мониторинга и управления процессами: результаты и основные тренды // Автоматизация зданий. 2010. № 3–4. Елизаров, И.А. Интегрированные системы проектирования и управления: SCADAсистемы [Текст]: учеб. пособие для вузов / И. А. Елизаров [и др.]. — Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. - 160 с. Ги* ltH-1, L 398 Николаев, М.Ю. Информационные технологии в электроэнергетике [Текст]: метод. указания для проведения лаб. работ / М. Ю. Николаев [и др.]. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. —31 с. Матвейкин, В.Г. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов [Текст]: учеб. пособие для вузов /В.Г. Матвейкин, С.В. Фролов, М.Б. Шехтман. — Москва: Машиностроение, 2000. — 176 с. |