magazine isup 4(52) 2014

Информатизация и системы управления в промышленности

4’2014 АСУ ТПКИПиА АСКУЭ РЗА MESSCADA ПТК

15

11

19

22

25

28

Содержание журнала

Портативный анализатор параметров передачи GOOSE-сообщений и SV-потоков

Новый прибор компании «Аналитик-ТС» выполняет на цифровой подстанции роль, аналогичную мульти-метру при контроле традиционных проводных связей между устройствами. В статье подробно рассказано о функциональности портативного анализатора.

Контроль энергопотребления с помощью многоканального счетчика электроэнергии PMAC201-HW

Многоканальный счетчик электроэнергии PMAC201-HW является экономичным и компактным решением, кото-рое изменит ваш взгляд на проблему учета потребле-ния электроэнергии.

Отечественное – значит лучшее. Устройство для противоаварийной автоматической защиты УЗС-24МА

Новое устройство для защиты и сигнализации разрабо-тано и произведено отечественным предприятием, вы-пускающим устройства для противоаварийной защиты уже 60 лет. УЗС-24МА предназначено для эксплуатации на опасных объектах химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. В статье опи-саны его функциональные возможности, технические характеристики и программное обеспечение.

Надежность и простота предохранителя – главное свойство современных микропро-цессорных защит ООО РЗА СИСТЕМЗ

Современные микропроцессорные устройства ре-лейной защиты и автоматики (МП УРЗА), разрабо-танные компанией РЗА СИСТЕМЗ, сочетают в себе многофункциональность электронных устройств с главным преимуществом старого предохраните-ля – способностью отключать короткое замыкание за счет энергии самого аварийного процесса.

Газосигнализатор для измерения довзрывной концентрации горючих газов и паров для обеспечения безопасности объектов нефтегазовой отрасли

Прибор отечественной разработки и производства – газосигнализатор СЕНС СГ-ДГ – предназначен для при-менения на автозаправочных и автогазозаправочных станциях, а также на предприятиях нефтегазовой про-мышленности. В статье описаны технические характе-ристики и функциональность данного устройства.

Резервируемый контроллер от Phoenix Contact для систем управления технологическими процессами

В статье рассматривается построение отказоустойчивой системы автоматизации на базе контроллера RFC 460R.

Функциональные тесты сигнализаторов уровня в приборных системах безопасности

Имитационные функциональные тесты сигнализато-ров уровня позволяют избегать дорогостоящих оста-новов технологического процесса и ряда трудоемких операций по обслуживанию системы противоава-рийной защиты при сохранении полноты функцио-нальной безопасности вплоть до уровня SIL3.

Темы номера

Тема № 1. Современные системы противоаварийной защиты

7

37

40

45

50

57

Средства автоматизации

Преимущества применения многофункциональных цифровых электроизмерительных приборов

Стремительное развитие цифровых технологий в систе-мах сбора и обработки информации привело к появле-нию на рынке средств измерений многофункциональ-ных цифровых приборов с большим набором функций. Именно о таких приборах пойдет речь в данной статье.

ОВЕН ТРМ232М – новый контроллер для систем отопления и ГВС

Контроллеры ОВЕН ТРМ32 и ТРМ132 успешно прошли многолетние испытания в инженерных системах ЖКХ. На их основе разработан новый контроллер для систем отопления и горячего водоснабжения – ТРМ232М. В от-личие от своих предшественников ТРМ232М позволяет управлять одно- и двухконтурными системами отопле-ния и горячего водоснабжения.

А вы сможете назвать самые популярные в СССР приборы?

Новые регистраторы технологические КС-1Е и КС-2Е, разработанные и выпущенные компанией «ЭЛЕМЕР», напоминают популярные и широко распространен-ные в прошлом советские приборы серий «КС-КП». Они выпускаются с теми же габаритными размера-ми, похожими схемами подключения, привычными экранными формами, но при этом являются совре-менными микропроцессорными устройствами с ши-рокими функциональными возможностями.

Система управления волшебством. Проект «Архитектурное освещение города Москвы»

В статье подробно описано оборудование и функцио-нирование автоматизированной системы управления наружным освещением (АСУНО), реализованной на Са-довом кольце г. Москвы.

Опыт интеграции АСУ ТП и регуляторов напряжения в систему управления освещением тоннелей

В статье рассказывается о проекте, разработанном для организации надежного контроля и управления функциональным освещением комплексов Лефор-товских и Кутузовского тоннелей, об интеграции различных АСУ ТП (10 кВ и 0,4 кВ, энергосберегаю-щие групповые регуляторы-стабилизаторы) и о под-ходах к созданию интерфейсов пользователей.

33

Тема № 2. Интеллектуальная энергетика

Радиосети сбора данных и управления для автоматизированных систем управления в структуре ТЭК. Часть 1

Работу автоматизированных систем управления, ко-торые развернуты на предприятиях топливно-энер-гетического комплекса России, в настоящее время обеспечивают два вида радиосетей: радиосеть обще-го пользования и технологическая радиосеть. В пер-вой части статьи перечислены и проанализированы особенности обоих решений и показано, почему при создании автоматизированной системы диспет-черского управления предпочтение следует отдать технологической радиосети, которая разработана специально для циркуляции данных между нижним и верхним уровнем АСУ.

Автоматизация на практике

93

97

101

103

107

110

113

73

77

83

88

90

65

4_(52)/2014

Система погружной телеметрии Scopos для нефтяных скважин на базе панельного ПЛК с CODESYS V3

Система Scopos предназначена для удаленного сбора и обработки данных на насосных станциях нефтяных скважин и служит на нефтегазодобывающих пред-приятиях в различных странах. В аварийных ситу-ациях может использоваться в качестве резервного компонента основной системы управления. В статье описана функциональность системы, особенности ее аппаратного и программного обеспечения.

Блок автоматического регулирования малогабаритный – мал да удал

Блок БАР-М, разработанный научно-производ-ственным предприятием «КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ» для распределенных систем управления технологи-ческими объектами, обеспечивает индивидуальное автоматическое управление исполнительными ме-ханизмами. В статье описаны технические особен-ности и функциональность данного устройства.

Модульные системы гарантированного электропитания

Серия источников бесперебойного питания СИП380А МД позволяет строить модульные системы, обеспечивающие гарантированное электропитание оборудования в соот-ветствии с самыми строгими требованиями.

Устройства STEGO для борьбы с кон-денсацией в шкафах с оборудованием

Конденсация губительно действует на электриче-ские и электронные компоненты. Поэтому нагревать воздух в распределительных шкафах необходимо не только зимой, но и в теплое время года. Для борьбы с конденсацией и коррозией компания STEGO предла-гает инновационные устройства: нагреватели с вен-тилятором, механические и электронные гидростаты и гидротерм. В статье описан принцип действия этих устройств и их технические особенности.

Полная ясность в системе управления. Программа ClearView SCADA-HMI

Программа ClearView зарекомендовала себя как вы-соконадежная и производительная SCADA на многих подстанциях мира. Более того: на ней построены энер-гетические системы целых стран. Сегодня поставщик этого программного продукта – американская компа-ния ReLab Software LLC – представляет его в России, приглашая ведущих инженеров и руководителей отде-лов АСУ ТП посетить очный семинар, который состоит-ся в октябре 2014 года.

Поверку доверили «Теплокому»Производитель приборов учета тепловой энергии полу-чил право поверять измерительные приборы. Для россий-ского рынка это уникальная ситуация, которая является показателем доверия государства к деятельности ком-пании и выпускаемой ею продукции, а также признания высокого уровня компетентности сотрудников холдинга.

Интервью с генеральным директором ЗАО «Профотек» – Олегом Вячеславовичем Рудаковым и с генеральным директором ООО «ЛИСИС» – Давидом Владимировичем Кишиневским

Практика применения промышленных ПК: классика жанра или индивидуальный подход?

В статье рассматриваются промышленные ком-пьютеры Contron, относящиеся к двум популярным классам – Box PC и Panel PC. Анализируются их тех-нические особенности, общие тенденции на рынке, соперничество промышленных компьютеров с ПЛК за место в автоматизированных системах управле-ния. Показано, что в промышленности востребованы как готовые решения, так и компьютеры, сделанные на заказ под конкретное применение.

KLAUKE-Micro. Электрические пресс-клещи меняют традиционный взгляд на технологию монтажа

KLAUKE-MICRO совмещает в себе функции механиче-ских пресс-клещей и электрического инструмента, таким образом позволяя выполнять работу по монта-жу точно и без чрезмерного мышечного напряжения, способного привести к ошибкам от усталости.

Новая технология обслуживания объектов мониторинга: приложение TechnotronicsMobile

Компания «Технотроникс» разработала приложение TechnotronicsMobile для мобильного телефона, которое в корне меняет технологию обслуживания объектов мониторинга. Используя приложение, обслуживающий персонал сможет видеть состояние объектов нарав-не с диспетчером. Больше не нужно будет при выезде на объект поддерживать связь с диспетчером, чтобы авторизоваться на объекте или убедиться, что объект встал на охрану после проведения работ. Всё это и мно-гое другое сотрудник сможет сделать с помощью при-ложения TechnotronicsMobile на своем телефоне.

Интеллектуальные радиомодули IQRF: полностью готовые решения для интеграции

На рынок России и стран СНГ выходит новый игрок – крупная чешская компания MICRORISC, разрабатыва-ющая и производящая беспроводные радиорешения с поддержкой MESH-сетей. В статье описаны техни-ческие особенности радиомодулей, которые выпу-скаются под торговой маркой IQRF.

Один коммутатор, один кабель для передачи электроэнергии и данных

Успешное внедрение новых технологий в промыш-ленные производственные системы невозможно без надежной передачи данных и такого же надежного снабжения электроэнергией. Новые коммутаторы eCon технологической группы HARTING, выполняющие це-лый ряд важных функций, позволяют, помимо прочего, использовать технологию Power over Ethernet для энер-госнабжения промышленного оборудования.

«Облако» в… подвалеКрупномасштабные проекты по установке узлов учета ресурсов сегодня реализуются по всей России. Это происходит в рамках исполнения Федерального закона № 261 «Об энергосбережении» и является первым звеном на пути повышения энергоэффектив-ности хозяйства страны. Одним из элементов слож-ной системы, включающей поставку и учет ресурсов, регулирование потребления и сбор данных, являет-ся организация стабильной и безопасной передачи информации от приборов, регистрирующих потре-бление энергии, с помощью «облачных» технологий в системы коммерческого учета, а также в базы дан-ных управляющих компаний или товариществ соб-ственников жилья, аварийные и сервисные службы, личные кабинеты пользователей.

События и комментарии

7

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Предпосылки к созданию прибораВнедрение стандарта МЭК 61850

должно сопровождаться появлением простых в использовании приборов, предназначенных для контроля па-раметров передачи сообщений между устройствами цифровой подстанции (ЦПС). Можно назвать следующие предпосылки к этому утверждению:

`` отсутствие общепринятой сквоз-ной технологии проектирования и развертывания ЦПС, обеспечиваю-щей требуемую производительность и надежность, большое влияние «че-ловеческого фактора»;

`` необходимость сопряжения устройств от разных производите-лей при недостатке информации о важных деталях внутренней реа-лизации;

`` исследовательский характер многих проектов по внедрению стандарта МЭК 61850, вызывающий необходимость в удобных средствах обнаружения ошибок в непредви-денных ситуациях.

Одним из приборов, призван-ных облегчить решение возника-ющих проблем, является новая разработка OOO «Аналитик-ТС» – портативный анализатор AnCom РЗА-Тест/GOOSE.

Особенности прибораПрибор обнаруживает, декодирует

и контролирует ошибки GOOSE-со-общений, а также формирует задан-

ную последовательность GOOSE-сообщений по двум портам Ethernet 10/100/1000 Мбит/с. Формирование сообщений и контроль параметров принятых сообщений могут выпол-няться c помощью описаний из фай-лов конфигурации CID или SCD.

Устройство определяет парамет-ры, характеризующие трафик и ко-личество ошибок в сети Ethernet, а также количество событий и коли-чество ошибок приема GOOSE-со-общений.

Сообщения индицируются на экране управляющего Android-план-шета в виде компактной цветной таблицы, позволяющей оперативно воспринимать информацию о пара-метрах сообщений, изменении сиг-налов и обнаружении ошибок. На-личие активности передачи и оши-бок приема сообщений выделяется цветом полей таблицы.

Каждому сообщению c уникаль-ным именем goCBRef соответствует единственная строка, содержащая все параметры GOOSE, счетчики ошибок и параметры ретрансмис-сии. Прибор контролирует следую-щие виды ошибок:

`` задержку ретрансмиссии;`` пропуск или дублирование со-

общений;`` ошибки синхронизации вре-

мени ClockFailure, ClockNotSynchro-nized;

`` несоответствие SCL-описанию.

По каждому интервалу ретранс-миссии T1, T2, T3, T0 в таблице ото-бражается минимальное, максималь-ное и среднее значение за время из-мерений, а также соответствующее значение максимального времени ожидания (timeAllowedToLive).

Формируемые GOOSE-сообще-ния во время настройки делятся на две категории в зависимости от спосо-ба их использования:

`` сообщения реального времени с высокой точностью формирова-ния временной последовательности передачи;

`` фоновые сообщения, предназ-наченные для создания требуемого уровня загрузки сети. Прибор не ана-лизирует принятые фоновые сообще-ния и осуществляет их ретрансмис-сию по упрощенной схеме.

Поток фоновых сообщений фор-мируется в виде пачек с заданной величиной разрыва (Interpacket Gap) между пакетами в пачке и програм-мируемыми интервалами между пач-ками. Уменьшение интервалов между пачками обеспечивает заполнение канала Ethernet пакетами фоновых сообщений вплоть до 100 % про-пускной способности.

Сообщения реального времени обладают приоритетом передачи и вставляются в ближайший проме-жуток между фоновыми сообщени-ями, если происходит их совместная передача через один Ethernet-порт.

Новый прибор компании «Аналитик-ТС» выполняет на цифровой подстан-ции роль, аналогичную мультиметру при контроле традиционных провод-ных связей между устройствами. В статье подробно рассказано о функци-ональности портативного анализатора.

ООО «Аналитик-ТС», г. Москва

Портативный анализатор параметров передачи GOOSE-сообщений и SV-потоков

8

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Сообщения реального времени, как показано на рис. 1, формируются с точными метками времени отправ-ления в сеть (GOOSE Timestamp), что позволяет измерять время пе-редачи сообщений по исследуемым фрагментам сети. При измерении требуется синхронизация времени, но нет необходимости запрашивать на стороне приема информацию о времени передачи сообщений удаленным анализатором.

Прибор осуществляет запись последовательностей GOOSE-со-общений во внутреннюю память. Параллельно ведется подсчет и за-пись показателей сетевой нагруз-ки (EtherStat), а также количества событий и ошибок GOOSE. Прос-мотр показателей сетевой актив-ности обеспечивается в табличной и графической форме.

Обеспечивается построение гра-фиков изменения значений атрибу-тов данных и построение статистиче-ских диаграмм временных задержек. Диаграмма содержит гистограмму распределения, среднее значение, стандартное отклонение или меди-ану и квартили исследуемой задер-

жки. Прибор измеряет и определяет статистические характеристики сле-дующих типов задержек:

`` задержки приема сообщения-отклика на воздействующее сооб-щение (так называемый пинг-понг) или круговой задержки сообщения;

`` времени передачи сообщения с точной временной меткой от-правления;

`` интервалов ретрансмиссии T1, T2, T3, T0.

Анализатор, изображенный на рис. 1, выполнен в виде малогаба-ритного приборного блока с двумя Ethernet-портами и разъемом для подключения устройства синхрони-зации времени по GPS/ГЛОНАСС. Управление приборным блоком осуществляется с помощью Android-планшета по радиоканалу Bluetooth и не оказывает влияния на объекты измерений в сети Ethernet.

Планшет может управлять несколькими приборными блока-ми. Данные сохраняются в памяти приборного блока, управляющий планшет можно выключить после начала проверки и включить вновь для индикации результатов. При

долговременных проверках пита-ние приборного блока осуществля-ется от сети.

Анализатор был представлен на выставке «РЗА 2014» с ограничен-ным набором функций. В настоящее время реализуется запланированная функциональность прибора в ча-сти одновременного формирования и анализа GOOSE-сообщений и по-токов Sampled Values.

Возможности прибора по исследованию устройств РЗА

Прибор позволяет выполнить проверку соответствия интеллекту-ального электронного устройства (ИЭУ) заявленному классу произво-дительности при передаче GOOSE-сообщений в соответствии с требо-ваниями стандарта МЭК 61850-10 и методикой UCA International Users Group 1. Схема проверки представ-лена на рис. 3. В данной проверке прибор заменяет исследовательский комплекс, состоящий из симулятора GOOSE-сообщений, сетевого анали-затора с функцией точной фиксации времени приема пакетов и ПО пост-обработки принятых сообщений.

Проверкой может быть выявле-на зависимость времени передачи GOOSE от количества подписан-ных и неподписанных сообщений, а также от интенсивности обмена и структуры передаваемого набора данных, поскольку о существовании подобной зависимости упоминают разработчики стеков протоколов МЭК 61850. По данным SystemCorp Embedded Technology2, например, время передачи GOOSE-сообщений версией стека PIS-10 увеличивается с 0,62 до 1,25 мс «при определенной сетевой нагрузке», но характер этой нагрузки никак не детализируются.

Прибор позволяет выполнить проверку работоспособности ИЭУ при информационном всплеске со 100 %-ной загрузкой пропускной способности Ethernet и последующей нормализацией трафика. Таким спо-собом можно оценить устойчивость к гипотетической DoS-атаке.

Рис. 1. Измерение времени передачи сообщений между двумя анализаторами

Рис. 2. Приборный блок с управляющим планшетом и устройством синхронизации времени

1 Международная некоммерческая организа-ция, содействующая внедрению стандартов для приложений реального времени в раз-личных отраслях промышленности.

2 Компания-разработчик популярных про-граммных компонентов в области автома-тизации подстанции.

9

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


М. В. Широков, ведущий специалист,ООО «Аналитик-ТС», Москва,

тел.: (495) 775-6011,e-mail: [email protected],

www.analytic.ru

Нужно отметить полезные воз-можности прибора при проверках об-щей работоспособности ИЭУ и про-верках прохождения тестовых воз-действий:

`` формирование GOOSE-со-общений с произвольной структу-рой передаваемого набора данных во встроенном редакторе на базе спецификаций классов общих дан-ных (CDC) или с помощью SCL-файлов конфигурации;

`` отображение принятых значе-ний атрибутов данных в виде табли-цы именованных значений с выде-лением обнаруженных изменений цветом;

`` построение графиков изме-нения значений атрибутов данных с учетом атрибутов качества, визу-альное сопоставление интересую-щих графиков, курсорные измере-ния на графиках;

`` проверка реакции ИЭУ на получение GOOSE-сообщений c ошибками нумерации, задержка-ми ретрансмиссии и другими от-клонениями от стандарта передачи.

Исследование прохождения по сети ЦПСПроектированию и проверкам

сетевой инфраструктуры ЦПС по-священа отдельная часть во второй редакции стандарта МЭК 61850-90-4. Требуемая производительность долж-на обеспечиваться выбором тополо-гии, оптимальной настройкой сетево-го оборудования, а также контролем правильности прохождения сообще-ний в процессе развертывания сети.

Примером такой проверки яв-ляется контроль наличия приема требуемых сообщений в точке под-ключения в соответствии с описа-нием в SCL-файле. В ходе проверки может обеспечиваться оперативный или долговременный (сутки и более) контроль ошибок GOOSE-сообще-ний и сбор параметров, характеризу-ющих нагрузку в сети. Проверка мо-жет сопровождаться периодической загрузкой сети интенсивным пото-ком фоновых сообщений, имитиру-ющих всплески сетевой активности. Ошибки приема, отсутствие достав-ки требуемых сообщений или нали-чие «лишних» сообщений наглядно

отображается в таблице результатов на экране анализатора. По результа-там проверки может быть сформиро-ван текстовый отчет.

Прибор можно использовать для проверок настройки Ethernet-комму-таторов, предназначенных для пере-дачи сообщений с тегом 802.1Q:

`` загрузка сети потоками сооб-щений с различными VLAN ID поз-воляет контролировать правильность их доставки к портам подключения конечных устройств и отсутствие до-ставки «лишних» сообщений;

`` формирование интенсивных потоков сообщений c различными приоритетами позволяет создавать очереди на обслуживание и оцени-вать наличие требуемого качества обслуживания;

`` аппаратная фильтрация при-ема по совпадению или несовпа-дению VLAN ID и MAC-адресов может быть полезна при контроле передачи сообщений на магистраль-ных портах;

`` проверка времени восстанов-ления сети по RSTP может быть вы-полнена путем измерения времени прекращения приема GOOSE-со-общений реального времени. Про-верку можно дополнить имитацией всплесков сетевой активности с по-мощью формирования потока фо-новых сообщений.

Анализатор также применим во многих нестандартных случаях, например при контроле большого количества сообщений в сети вида «общий котел». Анализ информа-ции в этом случае упрощается за счет компактной формы представления результатов и средств фильтрации приема и отображения сообщений.

Рис. 3. Проверка соответствия ИЭУ заявленному классу производительности GOOSE A

pplication

IEC 61850-10GOOSE Performance Test

11

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Учет электрической энергии в центрах обработки данных (ЦОД), на объектах телекоммуникаций и связи, в офисных зданиях, тор‑говых центрах, на промышленных или других объектах с большой концентрацией точек учета всегда начинается с выбора оборудования, и прежде всего – счетчика электро‑энергии.

Непрерывное развитие систем учета электроэнергии и информаци‑онных технологий влечет за собой повышение требований к точности, быстродействию и достоверности измеренных показателей. Каким образом, приобретая оборудова‑ние для мониторинга и контроля электроэнергии, сделать правиль‑ный выбор? Как сориентироваться во всем многообразии продукции, предназначенной для контроля па‑раметров и учета электроэнергии, и подобрать подходящие именно вам приборы для диспетчеризации зданий или создания системы мо‑ниторинга на вашем предприятии?

Компания «Энергометрика» пред‑лагает обратить внимание на простое решение построения системы учета электроэнергии на базе многоканаль‑ного электросчетчика PMAC201‑HW (рис. 1).

Прибор PMAC201‑HW исполь‑зуется в промышленности, энерго‑

компаниях, на транспорте, в бан‑ковской сфере, офисных зданиях, на телекоммуникационных и воен‑ных объектах.

Счетчик электрической энергии PMAC201‑HW устанавливается в су‑ществующих или новых электрощи‑тах без изменения монтажа и позво‑ляет производить измерения элек‑троэнергии и основных параметров сети по двенадцати однофазным или четырем трехфазным каналам (рис. 2).

PMAC201‑HW обеспечивает учет активной и реактивной электроэнер‑гии. Прибор также предоставляет полную информацию для контроля

электрических параметров трехфаз‑ной или однофазной сети: фиксирует ток, напряжение, частоту, активную мощность, реактивную мощность, полную мощность, cos ϕ (коэффи‑циент мощности). Значения всех параметров, определенных пользо‑вателем, регистрируются в специ‑альном журнале данных объемом 20 000 записей, с шагом регистра‑ции 5 минут.

Подключение токов произво‑дится через специальные внешние разъемные токовые трансформато‑ры на 100 А, поставляемые вместе с прибором. Расстояние от прибора до токового трансформатора может достигать 100–150 метров.

В приборе имеется возмож‑ность регистрации событий: авто‑матический регистратор событий SOE (Event Log) с временным раз‑решением 1 мс фиксирует отклоне‑ния от заданных параметров (зна‑чения, выходящие за установлен‑ные пределы).

Пользователи, выбирающие PMAC201‑HW, могут быть уверены в том, что он совместим как с но‑вейшими проектами, так и с уже существующими. Гибкая настрой‑ка, обеспечивающая возможность ведения учета потребляемой элек‑троэнергии и мощности, является большим преимуществом, особен‑

Многоканальный счетчик электроэнергии PMAC201‑HW является эконо‑мичным и компактным решением, которое изменит ваш взгляд на пробле‑му учета потребления электроэнергии.

ООО «Энергометрика», г. Москва

Контроль энергопотребления с помощью многоканального счетчика электроэнергии PMAC201‑HW

Рис. 1. Многоканальный электросчетчик PMAC201‑HW

12

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Рис. 2. Пример подключения многоканального электросчетчика PMAC201‑HW

но для центров обработки данных (ЦОД) и на объектах телекоммуни‑каций и связи.

Встроенный программируемый контроллер позволяет настроить регистрацию событий при пони‑

жении или повышении значения фазного, межфазного напряжения, тока, частоты, мощности.

Четырехзначный цифровой LED‑дисплей отображает информацию о параметрах настройки порта ком‑муникации. С передней панели прибора осуществляется настройка основных параметров порта с по‑мощью трех кнопок навигации.

Также на передней панели многоканального электросчетчика PMAC201‑HW размещены семь LED‑индикаторов, отображающих: рабо‑чее состояние прибора, состояние коммуникационного порта (прием или передача данных), динамику потребляемой активной энергии по каждому трехфазному потреби‑телю.

Программное обеспечение (рис. 3), бесплатно поставляемое вместе c прибором, может быть использова‑но: для задания параметров настроек электросчетчика PMAC201‑HW че‑рез порт связи, для получения дан‑ных в реальном времени (монито‑ринга) и зарегистрированных данных и событий.

При этом применяется встро‑енный порт связи: RS‑485 с под‑держкой стандартного протокола Modbus RTU.Рис. 3. Программное обеспечение для электросчетчика PMAC201‑HW: окно настроек

PMAC201‑HW

Кондиционер

АккумуляторЦифровой сигналПеременный ток

(AC)Постоянный ток

(DC)

AC/DC

ТТ ТТ

ТТ

ТТ

GPRS‑модем

RS‑485

4 потребителя по трехфазной сети или 12 потребителей по однофазной сети

A/C

DCDBНагрузка 1

Нагрузка 2

Сети ACDB

Интернет

13

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Важно еще раз отметить основ‑ные характеристики многоканально‑го электросчетчика PMAC201‑HW:

`` учет активной и реактивной электроэнергии;

`` контроль электрических па‑раметров трехфазной или однофаз‑ной сети (ток, напряжение, часто‑та, активная, реактивная и полная мощность, cos ϕ (коэффициент мощности));

`` автоматический профиль на‑грузки за год с шагом 5 минут для измеряемых параметров (по каждо‑му каналу);

`` встроенный программируемый регистратор событий с временным разрешением 1 мс;

`` журнал регистрации событий, где фиксируются отклонения от за‑данных пользователем параметров;

`` встроенная энергонезависи‑мая память 64 Мбит;

`` наличие в комплекте двенад‑цати разъемных трансформаторов тока (рис. 4);

`` прочное исполнение, крепле‑ние на DIN‑рейку;

`` питание 18–72 В DC, габарит‑ные размеры 110 × 75 × 80,1 мм.

Счетчик электрической энер‑гии PMAC201‑HW обладает вы‑сокой точностью, функционирует

при температуре окружающей среды от –20 до +65 °C и имеет энергонеза‑висимую память.

В комплекте вместе с измери‑телем PMAC201‑HW поставляется инструкция на русском языке.

Сегодня PMAC201‑HW актив‑но внедряется на многих россий‑ских предприятиях:

`` около 60 % приборов установ‑лено в дата‑центрах (ЦОД);

`` 20 % – в торгово‑офисных цен‑трах;

`` 20 % – на промышленных объек‑тах.

Многоканальный электросчет‑чик PMAC201‑HW обладает воз‑можностями, которые делают его привлекательным для потребите‑лей, решающих задачу учета элек‑троэнергии при эксплуатации элек‑трического хозяйства.

Рис. 4. Разъемные трансформаторы тока

Д. П. Кнышук, генеральный директорООО «Энергометрика», г. Москва,


www.energometrika.ru

15

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


В настоящее время в России сложно найти нефтехимический или нефтеперерабатывающий завод, который бы не был знаком с устрой‑ствами для противоаварийной ав‑томатической защиты серий УЗС, УАС и УБН производства ОАО «Ав‑томатика». Это воронежское пред‑приятие уже 60 лет работает в обла‑сти промышленной безопасности.

Специалисты компании пос‑тоянно совершенствуют хорошо зарекомендовавшие себя приборы, стремясь добиться их полной сов‑местимости с устройствами пре‑дыдущих поколений, но при этом наделить новинки всей необходи‑мой современной функционально‑стью. Сегодня ОАО «Автоматика» выпустило на рынок свою новую разработку – УЗС‑24МА, прибор из серии устройств защиты и сиг‑нализации.

НазначениеУстройство защиты и сигна‑

лизации, диспетчерского контро‑ля и управления УЗС‑24МА пред‑назначено для предупреждения и предотвращения возможных аварийных ситуаций на опасных объектах химических, нефтехими‑ческих и нефтеперерабатывающих

производств. УЗС‑24МА выполне‑но в соответствии с требованиями взрывозащиты вида «искробезопас‑ная электрическая цепь» уровня ib и имеет маркировку [Exib]IIB.

Функциональные возможностиУстройство способно прини‑

мать сигналы от дискретных и ана‑логовых датчиков, имеет встроен‑ную звуковую и световую сигна‑лизацию, может выдавать сигнал на исполнительные механизмы. Чи‑сло и тип входных и выходных сиг‑налов зависят от количества и типа используемых модулей входов/вы‑ходов. В устройстве предусмотрено до 6 мест для модулей входов/выхо‑дов. При этом максимальное сум‑

марное количество входов/выходов может достигать 48. В зависимости от исполнения устройство можно устанавливать в щите (в зоне види‑мости для оператора) или в шкафу. Монтаж внешних цепей осуществ‑ляется без пайки, с помощью разъ‑емных клеммных зажимов. В вари‑анте УЗС‑24МА, предназначенном для установки в щит, на передней панели устройства расположено яр‑кое двухцветное (красно‑зеленое) световое табло с 24 ячейками, гра‑фический жидкокристаллический индикатор и 6 кнопок управления (рис. 1). При необходимости устрой‑ство может комплектоваться встро‑енным источником бесперебойного питания (ИБП). Исполнение с ИБП

Новое устройство для защиты и сигнализации разработано и произведено отечественным предприятием, выпускающим устройства для противоава‑рийной защиты уже 60 лет. УЗС‑24МА предназначено для эксплуатации на опасных объектах химических, нефтехимических и нефтеперерабаты‑вающих производств. В статье описаны его функциональные возможно‑сти, технические характеристики и программное обеспечение.

ОАО «Автоматика», г. Воронеж

Отечественное – значит лучшее. Устройство для противоаварийной автоматической защиты УЗС‑24МА

Рис. 1. УЗС‑24МА: слева – исполнение для установки на щит; справа – исполнение для установки в шкаф

16

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


может работать при отсутствии сете‑вого питающего напряжения от 20 до 120 минут и более, в зависимости от количества установленных моду‑лей, включенных реле и ячеек табло.

В базовом варианте встроенное программное обеспечение устрой‑ства может выполнять классиче‑ские функции алгоритма противо‑аварийной автоматической защиты (ПАЗ):

`` прием и фильтрацию сигнала от дискретных и аналоговых датчи‑ков;

`` регистрацию аварийных сиг‑налов во встроенном журнале;

`` выдачу предупредительной и аварийной звуковой и световой сиг‑нализации;

`` аварийное отключение объекта;`` квитирование и сброс аварий‑

ных сигналов;`` диагностику линий связи с дат‑

чиками для выявления замыкания и обрыва проводов.

Благодаря полному соответ‑ствию международному стандарту МЭК 61131‑3 «Программируемые

логические контроллеры (ПЛК)» пользователь на месте эксплуата‑ции имеет возможность стандар‑тным образом настроить устройст‑во для выполнения расширенных,

сколь угодно сложных алгорит‑мов. Например, можно настроить УЗС‑24МА так, чтобы оно выда‑вало не просто сигнал на отключе‑ние питания объекта, а правильную последовательность сигналов для плавной и безопасной остановки с возможным последующим запу‑ском объекта в правильной после‑довательности. Возможно настро‑ить работу устройства с троиро‑ванными датчиками и подавлять сигнал от неисправного датчика по принципу «большинства голо‑сов» или использовать для локаль‑ного управления небольшими тех‑нологическими процессами с при‑менением стандартных алгоритмов управления (ПИД‑регулирование и т. п.). Отдельно стоит упомянуть о возможности ввести в устройство схему шкафа с релейной логикой и заменить одним устройством весь шкаф (рис. 2).

Программное обеспечениеДля выполнения стандартных

алгоритмов ПАЗ никаких допол‑нительных программ и подклю‑чения к персональному компью‑теру не требуется, такие алгорит‑мы можно настроить с передней панели устройства. Программное обеспечение для персонального компьютера (рис. 3) для настройки и программирования расширенных функций устройства имеет встро‑енную документацию на русском

Рис. 3. Программное обеспечение для персонального компьютера, позволяющее настраивать и программировать расширенные функции устройства

Рис. 2. а – фрагмент схемы шкафа с релейной логикой; б – введенный в УЗС‑24МА фрагмент и его отладка

а

б

Насос включен1:21/00

Уровень достаточен

1:21/01

Давление масла

1:21/02

Лампа исправности

объекта0:22/01

Кнопка проверки исправности лампы

1:21/03

17

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Д.С. Татаркин, к. т. н., главный конструктор по микропроцессорной технике,ОАО «Автоматика», г. Воронеж,


www.oavt.ru

языке и поставляется в комплекте бесплатно.

Технические характеристикиУЗС‑24МА может принимать

дискретные сигналы с датчиков типа «сухой контакт» и NAMUR, унифицированные токовые сигналы 4–20 мА, 0–20 мА, 0–5 мА с клас‑сом точности 0,25 %, питать датчики от встроенных в модуль искробе‑зопасных источников напряжения 12 В и 24 В, коммутировать пере‑менное напряжение до 250 В, 8 А встроенными электромеханически‑ми реле с переключающими контак‑тами. Устройство УЗС‑24МА осна‑щено цифровыми интерфейсами RS‑485 и Ethetnet со стандартным протоколом Modbus. Питание –

от сети переменного тока напря‑жением 220 В. Потребляемая мощ‑ность < 75 Вт.

Особенности и преимущества УЗС-24МА

`` Встроенные барьеры искроза‑щиты (искробезопасные цепи уров‑ня ib);

`` встроенная панель оператора (световое табло, жидкокристалли‑ческий индикатор, клавиатура, зву‑ковой извещатель);

`` программная совместимость с контроллерами других зарубежных и отечественных производителей (благодаря соответствию междуна‑родному стандарту МЭК 61131‑3). Все необходимое программное обес‑печение поставляется в комплек‑

те бесплатно. Программирование по стандарту МЭК 61131‑3 входит в курс обучения многих вузов;

`` модульная конструкция.

ЗаключениеУЗС‑24МА поддерживает тра‑

диции хорошо зарекомендовав‑ших себя по всей России устройств УЗС‑24М, УЗС‑24МИ, УАС‑24М, являясь их современным усовер‑шенствованным продолжением. Новый прибор обладает достаточ‑ной гибкостью, современным про‑граммным обеспечением и необ‑ходимым набором функций, что позволяет ему заменить не только шкафы с релейной логикой и ста‑рые УЗС, но и некоторые импорт‑ные контроллеры.

19

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Надежность работы релейных защит, как простых, так и сложных, зависит не в последнюю очередь от надежности питания этих защит оперативным током. На любой подстанции, для любого присоединения система оперативного тока обеспечивает выполнение двух функций:

`` работу защит для ликвидации аварийных процессов (как правило, коротких замыканий) с отключением поврежденного присоединения выключателем;

`` выполнение операций переключения в главной схеме электрических соединений с помощью коммутационных аппаратов (как правило, выключателей и разъединителей).

Для выполнения первой функции существуют достаточно давно известные устройства, которые способны выполнить аварийное отключение короткого замыкания без системы оперативного тока за счет энергии самого аварийного процесса.

Самое давнее и наиболее простое из них – это всем известный предохранитель, как одноразовый, так и многоразовый. Невысокое

совершенство характеристик защит на базе предохранителей в значительной мере компенсируется их способностью работать только за счет энергии процесса, безотказностью и простотой.

Современные микропроцессорные устройства релейной защиты присоединений 6, 10, 35, 110 кВ намного сложнее предохранителя, так как для работы в них используются сложные алгоритмы с измерением и цифровой обработкой контролируемых величин токов и напряжений. Вследствие этого они имеют намного более совершенные, чем у предохранителей, характеристики. В то же время некоторые производители сейчас наделяют свои устройства способностью отключать короткое замыкание за счет энергии самого аварийного процесса, то есть сохраняют главное преимущество предохранителя.

Эту особенность удалось обеспечить благодаря нескольким техническим достижениям:

`` малое потребление в цепях питания микропроцессорных устройств релейной защиты и авто матики (МП УРЗА), созданных на базе современных микропроцессоров (1,5…3 Вт);

`` большая вычислительная мощность современных МП УРЗА, позволяющих реализовать сложные алгоритмы измерения и вычисления за относительно короткое время (не более 20 мс), что обеспечивает требуемое быстродействие;

`` наличие бесконтактных схем дешунтирования (на базе электронных элементов – триаксимистор) внутрикорпусного исполнения;

`` относительно малое потребление энергии электромагнитами отключения (ЭО) современных выключателей по сравнению с выключателями предыдущих поколений (1,5 …2,0 А), а также часто наличие встроенных в выключатель конденсаторов для гарантированного отключения при коротком замыкании.

Все эти достижения последних лет позволяют реализовать МП УРЗА, способные выполнять аварийные отключения коротких замыканий без питания от системы оперативного тока, используя только вторичный ток трансформаторов тока (ТТ), к которым подключено устройство.

Данное свойство очень ценно для повышения надежности работы всей подстанции, так как работа

Современные микропроцессорные устройства релейной защиты и автома‑тики (МП УРЗА), разработанные компанией РЗА СИСТЕМЗ, сочетают в себе многофункциональность электронных устройств с главным преимущест‑вом старого предохранителя – способностью отключать короткое замыка‑ние за счет энергии самого аварийного процесса.

ООО РЗА СИСТЕМЗ, г. Москва

Надежность и простота предохранителя – главное свойство современных микропроцессорных защит ООО РЗА СИСТЕМЗ

20

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


защиты оказывается локализованной в рамках своего присоединения, а неисправности в общей подстанционной системе оперативного тока и даже потеря оперативного тока не влияют на работу защит присоединений подстанции.

Микропроцессорные УРЗА, обладающие такой возможностью, способны устранить много проблем на необслуживаемых подстанциях, где нет постоянного дежурного оперативного персонала, так как без нарушения электроснабжения позволяют устранять неисправности в системе оперативного тока. Кроме того, возможность автономной рабо

ты устройств независимо от наличия оперативного тока весьма привлекательна при реализации резервных защит наиболее ответственных элементов и на подстанциях с гарантированным постоянным оперативным током от аккумуляторных батарей.

В настоящее время ООО РЗА СИСТЕМЗ выпускает новые устройства РС83 версии 1.3, которые имеют питание по току, обладают функцией дешунтирования и одновременно – всеми преимуществами МП УРЗА, такими как регистрация аварий и их осциллографирование, дистанционная передача данных и дистанционное управление по ин

терфейсу RS485 с протоколом обмена данными MODBUS. Питание устройств возможно как от ТТ, так и от системы оперативного тока, как постоянным током любой полярности, так и переменным.

К надежности и простоте предохранителя микропроцессорные УРЗА серии РС83 приближаются и благодаря таким свойствам, как:

`` температурный диапазон работы –40…+70 °C (надежно работают в неотапливаемых помещениях и в шкафах наружного исполнения без электроподогрева);

`` термическая стойкость токовых цепей 400 А в течение 1 секунды (за счет отсутствия пайки в токовых цепях, только сварные соединения);

`` модульная конструкция (простейшая замена неисправного модуля производится непосредственно на объекте без какихлибо наладочнонастроечных операций).

Конечно, следует отметить такой важный момент, как дистанционное получение своевременной информации об отключении, которая позволит диспетчерским службам быстро принять необходимые меры. На настоящем этапе такая ситуация, разумеется, потребует подачи оперативного тока на МП УРЗА. Однако даже в этом вопросе современное развитие техники беспроводной связи и сигнализации подсказывает пути решения, например формирование СМСсообщений в адрес диспетчерского центра.

Учитывая рост количества необслуживаемых подстанций и тенденцию к сокращению оперативного и релейного персонала за счет повышения производительности его труда и сокращения трудозатрат на техническое обслуживание оборудования, считаем, что подход, реализуемый в МП УРЗА серии РС83 версии 1.3, позволит решить проблемы и трудности эксплуатационных служб РЗА в сложившихся в настоящее время обстоятельствах.

А. Ю. Богатырев, технический директор,ООО РЗА СИСТЕМЗ, г. Москва,


www.rzasystems.ru

`S Микропроцессорное устройство релейной защиты PC83‑АВ2

Таблица. Технические характеристики микропроцессорных УРЗА компании РЗА СИСТЕМС

ХарактеристикиМП УРЗА

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Направленная защита на землю (ЗНЗ)

Функциядешунтирования

Питание от ТТ

Температурный диапазон

РС83‑A2.0 3‑ст. 2‑ст. Имеется Имеется

‑40…+70 °CРС83‑АВ2 4‑ст. напр. 2‑ст. напр. Имеется Имеется

РС83‑А2 М 4‑ст. напр. 2‑ст. напр. Имеется Имеется

РС83‑ДТ2 4‑ст. 2‑ст. напр. Имеется Имеется

22

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Научно-производственное пред-приятие «СЕНСОР» предлагает га-зосигнализатор СЕНС СГ-ДГ для автоматического непрерывного из-мерения довзрывоопасных концен-траций углеводородных газов и паров нефтепродуктов (номер в Госреестре средств измерения – 57648-14). По-мимо автозаправочных и автогазоза-правочных станций газосигнализатор может использоваться на нефтебазах и складах нефтепродуктов, на скла-дах сжиженных углеводородных га-зов, на нефтегазоперерабатывающих предприятиях и других объектах.

Газосигнализатор предназна-чен для стационарной установки, обеспечивает местную световую индикацию и сигнализацию, вывод информации об измеренной вели-чине концентрации по цифрово-му последовательному интерфейсу линии СЕНС (протокол СЕНС), а также, в зависимости от варианта исполнения, по аналоговому то-ковому выходу в виде аналогового унифицированного токового вы-ходного сигнала 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80 и цифровому последова-тельному интерфейсу RS-485 (про-токол ModBus).

Газосигнализатор состоит из бло-ка индикации и датчика газа (рис. 1). Принцип работы газосигнализато-ра основан на поглощении опреде-ляемыми газами излучения в инфра-красной части спектра и последую-щим преобразованием измеренной концентрации газа или паров в циф-

ровой или аналоговый выходной сигнал. При прохождении инфра-красного излучения через анализи-руемую среду излучение частично поглощается, что приводит к изме-нению уровня сигнала оптического датчика пропорционально количе-ству газа или паров.

Прибор имеет шестнадцать ва-риантов исполнения в зависимости от вида выходных сигналов и пове-рочного компонента (табл. 1).

Газосигнализатор обеспечива-ет переключение контактов двух сигнальных реле при превышении установленных порогов концентра-ции или возникновении неисправ-ности (выбирается пользователем).

В дополнение к этому газо-сигнализатор может быть настро-ен пользователем на несколько (до пяти) программно устанав-ливаемых порогов срабатывания

в процентах НКПР (нижнего кон-центрационного предела распро-странения пламени), что позволяет применять данный прибор в соста-ве системы контроля безопасности объекта, организованной на осно-ве технических средств из состава измерительной системы «СЕНС» (СИ «СЕНС»). Совместно с дру-гими устройствами производства НПП «СЕНСОР» газосигнализатор обеспечивает управление исполни-тельными устройствами, а также сигнализацию аварийных ситуа-ций. Если концентрация горючих газов или паров достигает установ-ленного значения, газосигнализа-тор передает в линию СЕНС сигнал, принимаемый блоками коммутации типа БК, световыми и звуковыми сигнализаторами типа ВС-5 (из со-става СИ «СЕНС»), которые в соот-ветствии с собственными настрой-ками осуществляют включение или выключение световой и/или зву-ковой сигнализации, коммутацию цепей исполнительных устройств, например топливных насосов, за-порных электромагнитных клапа-нов, приточной или вытяжной вен-тиляции и т. п.

На лицевой панели газосигна-лизатора расположены светодиод-ные индикаторы:

`` «ПОРОГ» – для сигнализации о достижении аварийного порога концентрации;

`` «НЕИСПРАВНОСТЬ» – для сигнализации о неисправности (на-

Прибор отечественной разработки и производства – газосигнализатор СЕНС СГ-ДГ – предназначен для применения на автозаправочных и авто-газозаправочных станциях, а также на предприятиях нефтегазовой про-мышленности. В статье описаны технические характеристики и функцио-нальность данного устройства.

ООО ПНН «СЕНСОР», г. Заречный Пензенской области

Газосигнализатор для измерения довзрывной концентрации горючих газов и паров для обеспечения безопасности объектов нефтегазовой отрасли

Рис. 1. Газосигнализатор СЕНС СГ

23

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


пряжение питания ниже нормы, нет связи с датчиком газа);

`` «ПИТАНИЕ» – для индика-ции наличия питающего напряже-ния.

Также на лицевой панели нахо-дится кнопка «СБРОС», предназ-наченная для сброса газосигнали-затора в исходное состояние после достижения аварийного блокирую-щего порога концентрации.

Газосигнализатор имеет два ка-бельных ввода, что позволяет со-единить одним кабелем несколько газосигнализаторов, а также соеди-нить газосигнализатор с уровнеме-рами и датчиками (уровня, давле-ния, температуры), образуя единую

систему аварийной защиты объек-та на основе СИ «СЕНС» или сети ModBus. Корпус газосигнализатора выполнен из коррозионно-стойкой стали 12Х18 Н10 Т.

Дистанционный контроль зага-зованности может осуществляться с помощью многоканальных сиг-нализаторов: цифровых типа МС-К-500 (из состава СИ «СЕНС») или с выводом показаний на компью-тер через интерфейс RS-485 (прото-кол ModBus).

Настройка и проверка газо-сигнализатора проводится дистан-ционно с помощью сигнализатора МС-К-500 или программы «На-стройка датчиков и вторичных при-

боров» по интерфейсу RS-485 (про-токол ModBus).

Основные технические и метро-логические характеристики газосиг-нализатора приведены в табл. 2.

Газосигнализатор СЕНС СГ обла-дает следующими достоинствами:

`` его оптический датчик нечув-ствителен к превышению НКПР;

`` оптический датчик нечувстви-телен к отравляющим каталитиче-ские датчики веществам;

`` имеет несколько стандартных промышленных интерфейсов;

`` имеет два программируемых реле для сигнализации;

`` срок службы оптического дат-чика – 8 лет;

`` несколько газосигнализаторов, объединенных в общую систему через линию СЕНС, могут обеспе-чить безопасность крупного объ-екта на значительном расстоянии (до 1500 м) при значительной эко-номии средств и времени за счет уменьшения количества применяе-мого кабеля.

ООО НПП «СЕНСОР»,г. Заречный Пензенской области,


www.nppsensor.ru

Таблица 1. Варианты исполнения газосигнализатора СЕНС СГ-ДГ

Наименование, обозначениегазосигнализатора

Интерфейс выходного сигнала / протокол Поверочныйкомпонент

Сигнальные реле

СЕНС СГ-ДГ-RS485-4/20-Р

Линия СЕНС / протокол СЕНС.RS-485 / протокол ModBus.Аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80.

Пропан Есть

СЕНС СГ-ДГ-CH4-RS485-4/20-Р

Линия СЕНС / протокол СЕНС.RS-485 / протокол ModBus.Аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80

Метан Есть

СЕНС СГ-ДГ-RS485-4/20


Пропан Нет

СЕНС СГ-ДГ-CH4-RS485-4/20


Метан Нет

СЕНС СГ-ДГ-RS485-РЛиния СЕНС / протокол СЕНС.RS-485 / протокол ModBus


СЕНС СГ-ДГ-CH4-RS485-РЛиния СЕНС /протокол СЕНС.RS-485 / протокол ModBus

Метан Есть

СЕНС СГ-ДГ-RS485Линия СЕНС /протокол СЕНС.RS-485 / протокол ModBus

Пропан Нет

СЕНС СГ-ДГ-CH4-RS485Линия СЕНС / протокол СЕНС.RS-485 / протокол ModBus

Метан Нет

СЕНС СГ-ДГ-4/20-РЛиния СЕНС / протокол СЕНС.Аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80


СЕНС СГ-ДГ-CH4-4/20-РЛиния СЕНС / протокол СЕНС.Аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80

Метан Есть

ГазосигнализаторСЕНС СГ-ДГ-4/20

Линия СЕНС / протокол СЕНС.Аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80

Пропан Нет

СЕНС СГ-ДГ- CH4–4/20Линия СЕНС / протокол СЕНС.Аналоговый унифицированный токовый выходной сигнал 4…20 мА по ГОСТ 26.011-80

Метан Нет

СЕНС СГ-ДГ-Р Линия СЕНС / протокол СЕНС Пропан Есть

СЕНС СГ-ДГ- CH4-Р Линия СЕНС / протокол СЕНС Метан Есть

СЕНС СГ-ДГЛиния СЕНС / протокол СЕНС

Пропан Нет

СЕНС СГ-ДГ- CH4 Линия СЕНС / протокол СЕНС Метан Нет

Таблица 2. Основные технические характеристики газосигнализатора

Наименование характеристики Значение

Маркировка взрывозащиты: • блок индикации • датчик газа

1Exd [ib]IIBT41ExibIIBT4

Максимальное выходное напряжение (Um) 250 В

Принцип измерения / метод пробоотбораИнфракрасная абсорбция /

диффузионный

Напряжение питания / потребляемая мощность, не более

4,5…30 В / 1,5 Вт

Время прогрева / время установления показаний, с, не более

120/60

Диапазон измерений 0 …100 % НКПР

Основная абсолютная погрешность измерения ±3 % НКПР

Дополнительная температурная погрешность измерения: • в диапазоне температур –10…40 °С • в диапазонах температур –40…–10 °С

и 40…60 °С

±5 % НКПР±10 % НКПР

Диапазон температур окружающей среды, °С –40…60

Относительная влажность, %, не более 98

Атмосферное давление, кПа 80…120

Степень защиты по ГОСТ 14254-96 IP66

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 УХЛ1

Габаритные размеры, мм 185 × 195 × 97

Масса, не более 2 кг

Полный средний срок службы 15 лет

Межповерочный интервал 1 год

25

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Автоматизация объектов кри-тической инфраструктуры требует применения систем повышенной на-дежности и гибкости технических ре-шений. Системы управления и сети передачи данных должны быть резер-вированными, а архитектура системы автоматизации – построена с учетом удобства эксплуатации и быстрой ло-кализации нештатных ситуаций.

Построение отказоустойчивой системы управления на базе контроллера RFC 460R

Рассмотрим построение системы автоматизации на базе контроллера RFC 460R. Данный контроллер имеет высокопроизводительный процессор и позволяет обрабатывать до 16 Мб сигналов ввода/вывода от 250 стан-ций ввода/вывода на шине реального времени PROFINET. В сумме – свы-ше 4000 аналоговых или 100 000 дис-кретных сигналов.

Устройство снабжено цветным ЖК-дисплеем, на который выводит-ся вся доступная диагностика о со-стоянии шины ввода/вывода, а также резервированной пары. Информация о неисправном модуле ввода/вывода или удаленном УСО будет выведена на экран диагностики без SCADA-системы. Также на экране отражается информация о том, является данный контроллер основным или резерв-ным, и о состоянии линии синхро-низации. Для коммуникации с сетью ввода/вывода и верхним уровнем в контроллере предусмотрено два ин-терфейса Ethernet, один из которых используется для работы в режиме PROFINET. Синхронизация данных

и программы контроллера происхо-дит по двум независимым каналам. Основной канал – это оптоволокон-ная линия синхронизации со слотом в формате SFP.

Используя многомодовый или одномодовый SFP-модуль, можно разнести контроллеры на расстояние до 70 км.

Резервным каналом синхрони-зации контроллеров является сеть ввода/вывода. Шина PROFINET основана на Ethernet-технологиях, что позволяет использовать гибкие топологии построения сетевой ин-фраструктуры. Наиболее надежным и гибким решением является сеть на основе топологии кольца. С ее по-мощью достигается резервирование канала связи контроллера с модуля-ми ввода/вывода и дублирование ре-зервной линии синхронизации.

Запуск резервированной систе-мы прост и надежен. При реализа-ции проекта программа для одного контроллера создается в среде раз-работки PCWorx. Загрузка програм-мы в резервный контроллер происхо-дит автоматически при подключении контроллеров в сеть синхронизации.

Построение сети ввода/выводаСеть ввода/вывода строится

на основе шины реального времени PROFINET. Полная совместимость со стандартными приложениями Ethernet позволяет максимально упростить запуск и эксплуатацию системы автоматизации, так как полный доступ к диагностике и со-стоянию любого устройства можно получить с инженерного ноутбука из любой точки сети. Сеть строится по кольцевой топологии с приме-

В статье рассматривается построение отказоустойчивой системы автома-тизации на базе контроллера RFC 460R.

ООО «Феникс Контакт РУС», г. Москва

Резервируемый контроллер от Phoenix Contact для систем управления технологическими процессами

SS Контроллеры RFC 460R

26

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


нением технологии резервирования Media Redundancy Protocol (MRP). Переключение на резервную линию связи происходит менее чем за 250 мс. Данная технология внедрена не толь-ко в управляемые коммутаторы FL Switch SMCS, но и в станции вво-да/вывода PROFINET серий Inline и Axioline. Станции ввода/вывода снабжены двумя портами RJ45 с под-держкой клиента MRP. При построе-нии систем автоматизации использо-вание технологии MRP приносит су-щественную экономическую выгоду, поскольку исключена необходимость устанавливать управляемый комму-татор для каждой станции ввода/вы-вода.

Сами станции ввода/вывода можно располагать через каждые 100 метров, если связь осуществ-ляется по стандартным медным кабелям, или через несколько ки-лометров при использовании медиа-конвертеров. Кольцевая топология также позволяет дублировать систе-му ввода/вывода, благодаря чему до-стигается максимальная надежность. В тех подсистемах, где требуется

наибольшая отказоустойчивость, устанавливаются две идентичные станции ввода/вывода. Одна из них подключается к первому «плечу» кольца, другая, резервная, – ко вто-рому. Таким образом, при полном выходе из строя одного «плеча» кольца работоспособность системы полностью сохраняется.

Перед каждым контроллером устанавливается управляемый ком-мутатор FL Switch SMCS. Между коммутаторами параллельно линии синхронизации прокладывается пря-мая оптоволоконная линия. Между контроллерами во втором «плече» кольца тоже могут быть установлены станции ввода/вывода либо организу-ется прямое соединение. Чтобы обес-печить более сложную отказоустой-чивую топологию, для организации магистрального кольца используется технология RSTP с расширением Fast Ring Detection и временем восстанов-ления до 500 мс. От узловых комму-таторов организуются ответвления по технологии MRP с прямым со-единением станций ввода/вывода. Таким образом, при создании канала

связи контроллеров и модулей вво-да/вывода достигается максимальная надежность и гибкость.

Подчиненные контроллерыДля ряда задач необходима ин-

теллектуальная локальная система управления. В таких случаях ис-пользуются контроллеры AXC 1050, ILC171 и ILC191. Все они снабже-ны двумя портами Ethernet с под-держкой протокола MRP, что поз-воляет включить их в общее кольцо основной системы управления.

Контроллер выполняет свою программу независимо от работы центрального процессора. Резерви-рованная система является супер-визором работы, она передает лишь команды об изменении режимов работы и осуществляет сбор данных о состоянии локальной подсистемы. Контроллеры осуществляют комму-никацию по протоколам PROFINET и Modbus TCP. При необходимо-сти ради максимальной надежности подчиненные контроллеры также дублируются с сохранением идео-логии и топологии станций ввода/вывода. Синхронизация данных про-изводится как через сеть ввода/выво-да, локальный порт RS-232/485, так и с помощью параллельных физи-ческих сигналов. Такая архитектура позволяет защитить критически важ-ную систему даже от одновременных многочисленных отказов.

ВыводыТехнологии Phoenix Contact по-

зволяют построить надежную и за-щищенную систему управления кри-тической системой. Резервирование центральных контроллеров и сети пе-редачи данных, дублирование стан-ций ввода/вывода и подчиненных контроллеров обеспечивают макси-мальную отказоустойчивость систе-мы. Передовые решения в области гарантированного питания и грозоза-щиты максимально повышают живу-честь системы. А решения по инфор-мационной безопасности позволяют возвести надежную преграду на пути новой серьезной угрозы – кибератак.

ЦДП

Firewall FirewallFirewall

До 70 кмДо 70 км

Оптоволоконная линияОптоволоконная линия

/ Л й ПЛК С I/OСтанция I/Oосновная

Локальный ПЛКосновной

Станция I/O

100 100 мм100 100 мм100 100 мм

Cat 5eCat 5e Cat 5eCat 5eCat 5eCat 5e

Станция I/Oосновная

RS48

5RS

485

100 100 мм

До 40 кмДо 40 км

Станция I/Oрезервная

Локальный ПЛКрезервный

ДД

Оптоволоконная линияОптоволоконная линия

Cat 5eCat 5eСтанция I/Oрезервная

SS Схема сети кольцевой топологии с резервированием

Д. С. Зозуля, менеджер по продукции Control and Industry Solutions,

ООО «Феникс Контакт РУС», г. Москва,тел.: (495) 933‑8548,

e‑mail: [email protected],www.phoenixcontact.ru

28

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Обслуживание систем ПАЗСистемы противоаварийной за-

щиты (ПАЗ) предназначены для предупреждения и предотвращения аварийных ситуаций в целях обеспе-чения безопасности персонала, окру-жающей среды и производственных мощностей. Важно понимать, ка-кого рода обслуживание необходи-мо системе ПАЗ, чтобы она в любой момент была готова к работе. Это позволит выработать оптимальный регламент обслуживания автомати-ческой системы безопасности, позво-ляющий снизить стоимость владения системой противоаварийной защи-ты при неукоснительном соблю-дении всех требований предприятия по поддержанию необходимого уров-ня функциональной безопасности.

Под системой ПАЗ в данной статье мы понимаем так называе-мую приборную систему безопас-

ности (ГОСТ Р МЭК 61511-1), со-стоящую из трех основных элемен-тов: контрольно-измерительного прибора (или подсистемы КИП), логического контроллера (ПАЗ-контроллера) и исполнительного элемента или их подсистем (рис. 1). Требования к обслуживанию таких систем подробно описаны в стандар-те ГОСТ Р МЭК 61511-1. Они сво-дятся к тому, чтобы при пусконалад-ке провести комплексную проверку системы ПАЗ на предмет исправно-сти ее элементов, отсутствия ошибок в ее архитектуре и программирова-нии и затем периодически проверять ее работоспособность. Периодиче-ская проверка необходима для того, чтобы своевременно выявлять скры-тые отказы, которые могут возник-нуть в одном или нескольких эле-ментах системы. Согласно ГОСТ Р МЭК 61511, можно выполнять как

комплексную, так и поэлементную периодическую проверку приборной системы безопасности. Последняя представляет собой проверку ис-правности каждого элемента систе-мы ПАЗ по отдельности, в том чи-сле с разной периодичностью. На-пример, датчик проверяется один раз в два года, ПАЗ-контроллер – один раз в год, а клапан – один раз в три года. Периодичность провер-ки определяется таким образом, чтобы вероятность отказа системы на запрос выполнения функции безопасности (англ. Probability of Failure on Demand, PFD) не превы-шала величину, соответствующую заданному уровню полноты безо-пасности SIL-системы. Например, для SIL3 должно выполняться усло-вие PFD < 10-3.

Виды отказов и функциональные тестыОтказы любого устройства обыч-

но подразделяют на четыре основ-ных типа.

1. Безопасные детектируемые от-казы – это отказы, которые не несут опасности и обнаруживаются систе-мой самодиагностики датчика. При-мер: короткое замыкание на выходе 4…20 мА сигнализатора уровня, ког-да при токе больше 20 мА срабаты-вает сигнализация высокого уровня.

2. Безопасные недетектируемые отказы не несут опасности и не об-

Имитационные функциональные тесты сигнализаторов уровня позволя-ют избегать дорогостоящих остановов технологического процесса и ряда трудоемких операций по обслуживанию системы противоаварийной за-щиты при сохранении полноты функциональной безопасности вплоть до уровня SIL3.

ООО «Эндресс+Хаузер», г. Москва

Функциональные тесты сигнализаторов уровня в приборных системах безопасности

Рис. 1. Приборная система безопасности согласно ГОСТ Р МЭК 61511

Контрольно-измерительный прибор

Исполнительный механизм

ПАЗ-контроллер

Коммуникация

Технологический процесс

Коммуникация

Взаимодействие с процессом

Взаимодействие с процессом

29

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


наруживаются системой самодиаг-ностики датчика. Пример: отказ сигнализатора с выходным сигна-лом 8/16 мА, который ведет к по-явлению выходного сигнала 8 мА, провоцирующего ложное срабаты-вание системы ПАЗ.

3. Опасные детектируемые от-казы несут опасность и обнаружи-ваются системой самодиагностики датчика. Пример: выход из строя ди-афрагмы датчика давления. В дан-ном случае получение результатов измерений, похожих на правду, воз-можно, но система самодиагности-ки обнаруживает отказ и выдает ава-рийный сигнал.

4. Опасные недетектируемые (скрытые) отказы несут опасность и не обнаруживаются системой са-модиагностики датчика. Пример: выходной сигнал «застывает» между 4 и 20 мА, поэтому система безопас-ности не отвечает, не выдавая сооб-щений об ошибке.

Опасные скрытые отказы – это самый коварный тип отказов, так как они не обнаруживаются си-стемой самодиагностики датчи-ка и приводят к тому, что система ПАЗ не в состоянии предотвратить развитие нештатной ситуации. Контрольные, или функциональ-ные, тесты направлены на выявле-ние в элементе системы ПАЗ (дат-чике, контроллере или исполни-

тельном элементе) именно опасных скрытых отказов. Эффективность имитационного функционально-го теста зависит от доли опасных недетектируемых отказов, которая может быть обнаружена с его помо-щью. Эта доля устанавливается пу-тем специальных испытаний и на-зывается эффективностью функ-ционального теста (англ. Proof Test Coverage, PTC).

Необходимо отметить, что ши-рокое распространение получил ме-тод тестирования контуров ПАЗ, при котором функционирование конту-ра безопасности проверяется путем имитации с помощью настроек вы-ходного сигнала датчика, соответст-вующего его срабатыванию. Такой тест имеет мало общего с функцио-нальным тестом. Он позволяет убе-диться в работоспособности большей части контура ПАЗ, но, к сожалению, дает весьма скудную информацию об исправности самого датчика, проверяя только модуль формиро-вания выходного сигнала.

Функциональные тесты датчиков предельного уровня

Рассмотрим различные типы функциональных тестов и их эф-фективность для сигнализаторов предельного уровня – одного из наи-более часто встречающихся в кон-турах системы безопасности видов

контрольно-измерительных прибо-ров. Датчики предельного уровня в системе ПАЗ выполняют важней-шую задачу – сигнализируют о кри-тическом уровне продукта в емкости или резервуаре. Например, датчик предельного уровня, установленный в верхней части резервуара, предназ-начен для предотвращения перелива (рис. 2). Его неисправность может привести к попаданию опасных ве-ществ в окружающую среду.

Функциональные тесты для сиг-нализаторов предельного (верхнего) уровня можно разделить на три типа (рис. 3):

`` метод А: с намеренным увели-чением уровня продукта до точки срабатывания без демонтажа сигна-лизатора с точки измерения;

`` метод Б: с демонтажом сигна-лизатора с точки измерения и с при-нудительным погружением в ем-кость с продуктом;

`` метод В: имитационный функ-циональный тест без демонтажа с резервуара и остановки/модифи-кации технологического процесса.

При намеренном увеличении уровня продукта до точки срабаты-вания сигнализатора (метод А) вос-производятся условия, максималь-но близкие к действительной си-туации перелива в технологическом процессе. Неудивительно, что эф-фективность такого функциональ-ного теста стремится к 100 %. Су-щественным недостатком данного метода, однако, является то, что для срабатывания датчика прихо-дится проводить технологический процесс в условиях, близких к воз-никновению нештатной ситуации. При этом, если прибор – датчик высокого (High) или аварийного (High High) уровня – не сработает при тестировании, высока вероят-ность перелива.

При демонтаже сигнализатора с последующим погружением в ем-кость с продуктом (метод Б) усло-вия срабатывания датчика часто довольно близки к реальным усло-виям процесса. Эффективность та-кого теста также близка к 100 %.

Вместе с тем при таком тести-ровании необходимо принимать во внимание несколько важных факторов. Во-первых, для про-ведения функционального теста с демонтажом требуется остановка

Рис. 2. Датчик предельного уровня, установленный в верхней части резервуара, предназначен для защиты от перелива

30

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Рис. 3. Три метода выполнения функциональных тестов датчиков предельного уровня

технологического процесса, поэто-му его выполняют только во время профилактического останова про-изводства. При современной тен-денции к увеличению межремонт-ного пробега установок до двух (трех, четырех) лет может не быть возможности вовремя провести проверку таким способом. Во-вто-рых, персонал, выполняющий те-стирование, автоматически под-вергается риску, так как вынужден находиться в опасной зоне. Следует также предусмотреть безопасную утилизацию продукта, использо-ванного для теста. В-третьих, нуж-но понимать, что некоторые датчи-ки предельного уровня, корректная работа которых очень сильно зависит от типа резервуара, его геометрии и точки установки, вообще не мо-гут быть протестированы подобным образом. Речь идет, например, о ем-костных датчиках, при демонтаже которых и тестировании с исполь-зованием дополнительной емкости невозможно в точности сымитиро-вать рабочие условия. Соответствен-но результаты подобного теста могут оказаться некорректными.

При имитационном функцио-нальном тесте (метод В) работо-способность прибора проверяется программной симуляцией функ-ции безопасности. Преимущество данного теста состоит в том, что прибор может оставаться на точке установки, а процедура тестирова-ния никак не зависит от течения технологического процесса. Таким

образом, имитационные тесты по-зволяют существенно сократить затраты и время на испытание сиг-нализаторов предельного уровня и, как следствие, всего контура безо-пасности. Вместе с тем их эффек-тивность может быть существенно ниже 100 %. В этом случае имита-ционные тесты не способны послу-жить полноценной альтернативой «погружным» способам тестирова-ния (методы А и Б) и используются только для увеличения интервала между ними. Чем выше эффектив-ность имитационного функцио-

нального теста, тем больше веро-ятность того, что на протяжении эффективного срока эксплуатации прибора (от 12 до 15 лет) можно ог-раничиться только имитационны-ми тестами.

Пример реализации имитационного тестирования датчика предельного уровня

Конкретные процедуры функ-циональных тестов разрабатываются непосредственно производителями оборудования и описываются в со-ответствующем разделе руководства по функциональной безопасности прибора. В отличие от функциональ-ных тестов по методам А и Б, ими-тационные тесты возможны только для интеллектуальных датчиков, при создании которых имитационное тестирование предусмотрели еще на этапе разработки конструкции и встроенного программного обес-печения прибора. Соответственно процедура тестирования может су-щественно различаться как у сиг-нализаторов различного принципа действия, так и у сигнализаторов одного принципа действия разных производителей.

Рассмотрим в качестве примера вибрационный сигнализатор пре-дельного уровня Liquiphant FailSafe FTL8* производства Endress+Hauser. Принцип действия этого сигнализа-тора состоит в изменении частоты

Рис. 4. Имитационный функциональный тест можно запустить, нажав кнопку на преобразователе Nivotester или на самом датчике

• Риск перелива• Негативное влияние

на производительность• Повышенные трудозатраты

• Риск утечки материала• Угроза безопасности персона-

ла, который извлекает и уста-навливает обратно датчик

• Негативное влияние на произ-водительность

• Повышение затрат на обслу-живание

• Увеличение интервала между физ. тестами благодаря PTC > 99 %

• Поддержание уровня PFD без демонтажа прибора

• Доля опасных скрытых отказов < 1 % + расширенная диагности-ка + внутреннее резервирова-ние = SIL3 без резервирования

Метод А: намеренное увеличение уровня

Метод Б: демонтаж датчика для теста

Метод В: имитационное тестирование

Пример: вибрационный сигнализатор предельного уровня Liquiphant FailSafe FTL8*

31

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


вибрации сенсора (так называе-мой вибровилки) при погружении в жидкость. Процедура имитацион-ного теста Liquiphant FailSafe сво-дится к нажатию на кнопку запуска теста на корпусе датчика или вто-ричного преобразователя Nivotester FTL825, преобразующего анало-говый выходной сигнал датчика в дискретный (рис. 4). Когда дат-чик подключают к источнику пита-ния или нажимают кнопку запуска функционального теста, электрон-ный модуль датчика проходит через серию внутренних проверок. Одно-временно происходит автоматиче-ское понижение рабочей частоты пьезопривода вибровилки и про-верка ее исправности на понижен-ной частоте вибрации. Кроме того, инициируется смена статуса выход-ного сигнала, при котором приво-дится в действие исполнительный элемент контура безопасности. Та-ким образом, производится тести-рование всего прибора и контура ПАЗ, а не только модуля выходных сигналов.

Помимо возможности выпол-нения имитационных тестов с по-мощью нажатия конопки, в интел-лектуальном сигнализаторе пре-

дельного уровня Liquiphant FailSafe реализована расширенная система самодиагностики для выявления отказов сенсора и электронного преобразователя в реальном вре-мени. Изменение частоты колеба-ний вибровилки свидетельствует о механическом повреждении или коррозии чувствительного эле-мента. Непрерывный мониторинг включает проверку функциониро-вания электронного модуля, пье-зопривода и проверку на замыка-ние и размыкание в цепи. Наряду с резервированием электронного преобразователя внутри датчика та-кая самодиагностика обеспечивает высокую эффективность диагнос-тики и высокую долю безопасных отказов. В результате датчик соот-ветствует уровню SIL3 без резерви-рования (по схеме 1оо1). Комбина-ция непрерывной самодиагностики и имитационных тестов обеспечива-ет предельно малую интенсивность опасных скрытых отказов Liquiphant FailSafe, не превышающую 1 % от общей интенсивности отказов. Таким образом, в отсутствие систе-матических отказов при эксплуата-ции данного сигнализатора можно ограничиться имитационными те-

стами на протяжении его эффек-тивного срока службы.

ЗаключениеДля обеспечения заданного уров-

ня полноты безопасности элементы приборных систем безопасности, в том числе сигнализаторы предель-ного уровня, необходимо регулярно тестировать на предмет выявления в них опасных скрытых отказов. Методики соответствующих тестов разрабатываются производителями приборов и описываются в руковод-ствах по функциональной безопас-ности. Имитационные функцио-нальные тесты реализованы не для всех сигнализаторов предельного уровня. Пользователь несет едино-личную ответственность за обес-печение своевременных функцио-нальных тестов элементов систем ПАЗ и выбор подходящего метода тестирования. Отдав предпочтение приборам, которые допускают ими-тационные тесты, он расширит на-бор доступных методик тестов и по-лучит возможность удовлетворить требования стандартов без дорого-стоящих остановов технологическо-го процесса и с сокращением ряда трудоемких операций.

А. В. Кочетков, менеджер по продукту «Приборы измерения уровня»,А. В. Пушнов, директор по маркетингу,

ООО «Эндресс+Хаузер», г. Москва,тел.: (495) 783‑2850,

e‑mail: [email protected],www.ru.endress.com

Мероприятие, которое компания ПРОСОФТ проведет 21 ноября в Москве, станет профессиональной площадкой для обсуждения настоящего и будущего smart-техноло-гий, в частности, перспектив развития интеллектуальных систем управления технологическими процессами в про-мышленности, электроэнергетике, жилищно-коммуналь-ном хозяйстве и городском транспорте. Программа кон-ференции предусматривает общее пленарное заседание и три параллельные секции: Smart City («Умный город»), Smart Energy («Интеллектуальная энергетика») и Smart Industry («Интеллектуальная промышленность»).

В фокусе мероприятия – детальное рассмотрение и обсуждение проектов, реализованных в рамках трех

глобальных концепций smart-автоматизации, а также дискуссии на тему практических аспектов разработки и внедрения интеллектуальных систем управления. Один из ключевых докладов будет посвящен техноло-гическим аспектам реализации концепции «умных го-родов».

К участию приглашаются инженеры, разработчики и руководители отделов промышленных предприятий и ком-паний – системных интеграторов, специализирующихся в области АСУ ТП и встраиваемых систем. Для специалистов участие в мероприятии бесплатное. Запросы на получение подробной программы конференции и регистрацию прини-маются по адресу [email protected].

Практическая конференция ПРОСОФТ «Территория автоматизации»

33

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Тенденция перехода на цифро-вые технологии в системах сбора и обработки информации, управ-ления и автоматизации подстан-ций наметилась более 15 лет назад и в настоящее время охватывает все больше предприятий. Практически все ведущие фирмы электроэнерге-тической отрасли активно работают в этом направлении. В последние годы в России классические стрелоч-ные электроизмерительные приборы стали заменяться цифровыми прибо-рами, которые могут измерять до де-сятков электрических параметров и передавать их по цифровой линии связи со стандартными протоколами на различные серверы, контроллеры и диспетчерские пункты.

Быстрое развитие микропроцес-сорной техники дало конструкторам возможность объединить функции измерения и контроля состояния оборудования в едином приборе. В результате даже простой циф-ровой прибор может быть наделен функциями ввода/вывода дискрет-ных сигналов для сбора всей инфор-мации с электрической ячейки.

Рынок многофункциональных электроизмерительных приборов

и преобразователей в России пред-ставлен изделиями отечественных [ОАО «Электроприбор» (г. Чебок-сары), ЗАО «Инженерный Центр «Энергосервис» (г. Архангельск), ООО «ЗИП-Научприбор», ООО «ЗИП «Юримов» (г. Краснодар), ОАО «Приборостроительный завод «Ви-братор» и др.] и зарубежных произ-водителей [МНПП «Электроприбор» и «Энерго-Союз» (Беларусь, г. Ви-тебск), Satec (Израиль), Lumel (Поль-ша), Janitza (Германия) и др.]. В дан-ной статье предпринята попытка обозначить основные преимущест-ва применения цифровых много-функциональных приборов и пре-образователей на энергообъектах.

Снижение стоимости одного измерения

Вместо ранее применявшихся аналоговых амперметров, вольтме-тров и ваттметров, получавших сиг-налы от аналоговых измерительных преобразователей, сегодня на каж-дую линию устанавливается один многофункциональный преобразо-ватель или прибор, который измеря-ет и при необходимости отображает все электрические параметры дан-

ной линии. Такая замена приводит к единообразию средств измерений (СИ) на объекте, и в итоге – к их удешевлению при эксплуатации.

Для визуального контроля из-меряемых параметров производят-ся модули индикации (панели ин-дикации), которые по интерфейсу RS-485 подключаются к многофунк-циональным цифровым приборам или измерительным преобразовате-лям. Кроме того, в помощь эксплуа-тирующему персоналу подстанций для визуализации наиболее важных измеряемых параметров некоторые производители кроме модулей ин-дикации с 20-миллиметровыми ин-дикаторами выпускают крупнога-баритные табло с размерами инди-каторов от 100 мм, позволяющими отслеживать ситуацию с расстоя-ния от 40 м (рис. 1)*. Модули инди-кации и крупногабаритные табло не являются средствами измерения

Стремительное развитие цифровых технологий в системах сбора и обра-ботки информации привело к появлению на рынке средств измерений многофункциональных цифровых приборов с большим набором функций. Именно о таких приборах пойдет речь в данной статье.

ОАО «Электроприбор», г. Чебоксары

Преимущества применения многофункциональных цифровых электроизмерительных приборов

* На рисунках и схемах, представленных в статье, приведены решения с применени-ем линейки многофункциональных при-боров и преобразователей, а также модулей индикации и крупногабаритного табло, вы-пускаемых ОАО «Электроприбор», г. Чебок-сары. – Примеч. авт.

34

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


и потому периодической поверке не подлежат.

Сокращение затрат на обслуживание приборного парка – калибровку, ремонт,

поверкуГоловной болью метрологиче-

ских служб являются периодиче-ские процедуры поверки приборов, особенно аналоговых. Многофунк-циональные приборы (преобразо-ватели) необходимо поверять 1 раз в 6 лет или 1 раз в 8 лет в зависимо-сти от производителя и типа прибо-ра. Это позволит метрологической службе существенно снизить трудо-затраты на проведение периодиче-ской поверки приборов.

На рис. 2 приведен пример ти-повой ячейки отходящей линии 6–10 кВ. На ней установлено 8 по-казывающих стрелочных прибо-ров для контроля тока, напряже-ния, мощности. Затраты на обо-рудование такой ячейки (ремонт, монтажные работы, поддержание обменного фонда) составят око-ло 30 тысяч рублей, и потребуется 8 процедур поверок в год. В случае

модернизации типовая ячейка от-ходящей линии будет содержать лишь 1 средство измерения (при необходимости – модуль индика-ции) и соответственно потребуется всего 1 метрологическая процедура за 6 лет. Это почти в 50 раз меньше! При этом появляется возможность контролировать еще 25 парамет-ров переменного тока, наблюдение за которыми ранее не осуществля-лось, и передавать все измеренные параметры в цифровую сеть.

Сокращение затрат на поддержание обменного фонда

Совмещение множества изме-рительных приборов в одном много-функциональном позволяет держать в обменном фонде во много раз мень-ше приборов. Наличие в многофунк-циональных приборах функции пере-программирования диапазонов изме-рения позволяет держать в обменном фонде несколько многофункцио-нальных приборов в стандартной комплектации и при необходимо-сти осуществлять замену вышедших из строя приборов, просто настроив

резервные приборы под необходимые диапазоны измерений.

Значительное повышение точности измерения системы в целом

С аналоговыми приборами при малых нагрузках в линиях дежурному персоналу очень сложно определить наличие и величину нагрузки, так как у этих устройств конструктивно заложена низкая чувствительность в начальной части измерительной шкалы. Цифровые приборы лише-ны такого недостатка. Класс точно-сти аналоговых приборов 1,5 и 2,5. Класс точности цифровых много-функциональных приборов (пре-образователей) 0,2 по измеряемым параметрам и 0,5 – по вычисляе-мым на всем диапазоне измерений.

Применение в системах телемеханики, АСУ ТП

Наличие в многофункциональ-ных приборах ряда коммуникацион-ных возможностей в виде различных интерфейсов позволяет передавать оперативную информацию на бо-лее высокий уровень, а также объ-единять приборы (преобразователи) в единую цифровую сеть (рис. 3). Принятая в ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Россетти» техническая политика предусматривает передачу данных только по цифровым каналам. Наи-более часто производители много-функциональных приборов (преоб-разователей) включают в базовую версию (стандартную комплекта-цию) один интерфейс RS-485. До-полнительно при заказе многофунк-циональных приборов можно зака-

Рис. 1. Пример замены стрелочных приборов многофункциональными

Рис. 2. Пример модернизации типовой ячейки отходящей линии

35

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Рис. 3. Пример построения системы сбора и передачи данных

Рис. 4. Пример интеграции многофункциональных приборов в АСУ ТП

зать в виде опций: еще один RS-485, CAN-порт, интерфейсы Ethernet, аналоговые выходы, дискретные входы и выходы. Это позволяет бо-лее гибко использовать приборы для считывания и передачи измеренной информации в системах телемеха-ники и АСУ ТП, облегчает сопряже-ние с распространенными в АСУ ТП энергообъектов SCADA-системами.

Наличие в приборах (преоб-разователях) дискретных входов позволяет организовать поддержку функции телесигнализации. Прибор принимает дискретные сигналы о со-стоянии коммутационного оборудо-вания или контактов реле и передает по интерфейсам RS-485 и Ethernet

в систему телемеханики или АСУ ТП для регистрации и формирования ко-манды управления (если возникнет такая потребность).

При необходимости приборы мо-гут комплектоваться дискретными, например релейными, выходами.

Быстродействие наиболее про-двинутых версий многофункцио-нальных приборов не превышает 100 мс. Это полностью соответствует современным требованиям к элемен-там систем телеизмерения и АСУ ТП.

Часы реального времениМногофункциональные при-

боры оснащены часами реального времени. При отсутствии внешней

синхронизации часы обеспечива-ют расхождение времени не более чем на 2 с в сутки. На случай, если возникнет необходимость поддер-живать бóльшую точность меток времени, предусмотрена возмож-ность подключения внешней син-хронизации через порт RS-485 или Ethernet от блока коррекции вре-мени, который может поставляться в комплекте с многофункциональ-ными приборами (рис. 4).

Аттестация в ОАО «Россети»Многофункциональные прибо-

ры, как правило, имеют свидетель-ства об аттестации в ОАО «Россети». Аттестация в электросетевом ком-плексе является внутренней систе-мой проверки качества закупаемого оборудования, технологий и мате-риалов, эффективным инструмен-том реализации единой технической политики, направленной на повы-шение надежности Единой энергети-ческой системы (см. Решение Прав-ления ОАО «Россети» от 31 марта 2014 года № 225 пр/2 об утвержде-нии Методики проведения атте-стации оборудования, материалов и систем в электросетевом ком-плексе и Порядок проведения атте-стации оборудования, материалов и систем в электросетевом ком-плексе).

ОАО «Электроприбор» (г. Че-боксары) серийно производит мно-гофункциональные приборы серии ЩМ120 и ЩМ96, а также много-функциональный измерительный преобразователь Е900ЭЛ. ЩМ120 и Е900ЭЛ – это результат работы альянса специалистов в метрологии и телемеханике: данные устройства являются совместной разработкой ОАО «Электроприбор» и ЗАО «Ин-женерный Центр «Энергосервис» (г. Архангельск) и спроектированы на базе использования механизма работы хорошо известного много-функционального преобразователя ЭНИП-2.

Кроме того, в линейке завода представлены следующие устройства:

`` светодиодные модули инди-кации МИ80, МИ120.1, МИ120.2, МИ120.3;

`` модуль индикации МИ120.4 с монохромной панелью, на которой информация отображается в виде цифр, диаграмм или мнемосхем;

36

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


`` модуль индикации МИ120.5 с жидкокристаллической сенсор-ной панелью с цветным графиче-ским дисплеем;

`` серия крупногабаритных ин-формационных табло и табло-часов Т44, Т54 и Т74.

Хотелось бы упомянуть тех на-ших партнеров, которые проводят работы по модернизации сетей, совершенствуя средства измерения

и оптимизируя затраты на их об-служивание.

ОАО «Сетевая компания» (Ре-спублика Татарстан) имеет 5-лет-нюю программу модернизации подстанций, основной целью ко-торой является перевод в цифровой формат всех измерений и объеди-нение в единую сеть более 400 под-станций на территории республи-ки, а также оптимизация затрат

на обслуживание установленных средств измерений.

В результате реализации этой программы в сеть было объединено 118 подстанций, из эксплуатации выведено свыше 10 000 аналоговых устройств и, как следствие, затраты на обслуживание сократились в 20 раз.

В итоге, после того как «Сетевая компания» завершит программу мо-дернизации, на подстанциях будут установлены однотипные приборы, что существенно сократит обменный фонд, сделает процесс обслуживания приборов легче, позволит без про-блем адаптировать их к существую-щей системе телемеханики, автома-тизировать обслуживающие процес-сы, а также даст возможность решать другие «нестандартные» задачи.

Изучив опыт коллег из Татар-стана, по аналогичному пути пош-ло подразделение МРСК Урала ОАО «Пермэнерго». В результате к настоящему времени оцифровано уже около 30 подстанций.

Замена изношенных аналоговых средств измерений на многофункцио-нальные цифровые, имеющие воз-можность передавать сигнал в цифро-вые сети, с увеличенным межкалибро-вочным/межповерочным интервалом, является приоритетной задачей ОАО «Россети», прописанной в Единой технической политике [п. 2.12 Поло-жения ОАО «Россети» О Единой тех-нической политике в электросетевом комплексе (Утверждено Советом ди-ректоров ОАО «Россети» (протокол № 138 от 23.10.2013].

Таким образом, применение цифровых многофункциональных средств измерений является одним из современных и эффективных ре-шений в системах сбора и обработ-ки информации, управлении и ав-томатизации подстанций.

Из отзыва главного метролога И. Р. Мазитова (ОАО «Сетевая Компания», г. Казань):

«Оперативный персонал подстанций отмечает следующие основные эксплуатационные пре-имущества приборов ЩМ120 по сравнению со стрелочными: • наглядность представляемой информации и удобство ее считывания; • высокую точность отображения информации; • хорошее быстродействие, удобный и понятный интерфейс; • большое количество измеряемых параметров электрической сети.

Установка приборов ЩМ120 позволила на ряде объектов отказаться от закупки дорогостоя-щих цифровых измерительных преобразователей для систем телеизмерений за счет исполь-зования встроенной функции измерительного преобразователя».

Из отзыва заместителя начальника проектно-конструкторского отдела Косачева И. В. (ООО «ЭТЗ «Вектор», г. Воткинск):

«Цифровые многофункциональные приборы типа ЩМ120 показали высокий уровень качест-ва и надежности метрологических параметров, а также значительные преимущества перед применяемыми стрелочными приборами: • высокий класс точности; • точность измерений в «начале шкалы»; • хорошая информативность.

Приборы установлены в составе шкафов типа D12P производства ООО «ЭТЗ «Вектор» и уже поставлены на следующие объекты: ПС110/10 кВ «Городская» Владимирэнерго КРУ – 10 кВ, ПС «Сунгирь» КРУ – 10 кВ, ПС220/35/6 кВ Увальная, КРУ – 6,3 кВ; ПС220/35/6 кВ Увальная, КРУ – 6,6 кВ».

Из отзыва главного метролога Вахранева Д.В. (филиал «Мариэнерго»):

«Приборы серии ЩМ120 были установлены на подстанции 110/10 кВ «Медведево» филиала «Мариэнерго» ОАО «МРСК Центра и Приволжья». Дежурный персонал подстанции и специа-листы-метрологи отмечают удобство в работе, высокую точность приборов, положительно отзываются об их надежности и функциональности. Один многофункциональный прибор заменяет собой шесть устройств – амперметр, вольтметр, ваттметр, варметр, частотомер и из-мерительный преобразователь системы телеизмерений. Большой межповерочный интервал и высокая надежность приборов позволяют уменьшить затраты на их техническое обслужи-вание и эксплуатацию».

В.Е. Слесарев, к. э. н., исполнительный директор,Н. Г. Яковлева, руководитель отдела маркетинга,

ОАО «Электроприбор», г. Чебоксары,тел.: (8352) 399-918,

e-mail: [email protected],www.elpribor.ru

37

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Поддерживать приятную тем-пературу в доме не очень просто: традиционные системы отопления статичны и не учитывают погод-ных изменений в течение дня и се-зона. В то же время жильцам пере-пад в несколько градусов кажется значительным и способен начисто уничтожить желанный комфорт. Однако в последние годы электро-ника позволила и в этой области совершить огромный шаг, потому что с ее помощью можно создавать системы отопления, реагирующие на изменения температуры едва ли не с чуткостью живого организма.

В системах отопления с погод-ным регулированием, получив от дат-чиков температуры сигнал о том, что на улице потеплело или похолода-ло, программируемые контроллеры по графику зависимости от темпера-туры наружного воздуха рассчиты-вают, насколько нужно разогреть (либо охладить) батареи, и посыла-ют управляющий сигнал клапану в контуре отопления. Следуя указа-нию контроллера, он приоткрывает либо, наоборот, частично закрывает заслонку, позволяя кипятку из кот-ла или теплосети добавиться в теп-лоноситель в строго необходимой пропорции.

Программируемому контролле-ру, ответственному за столь тонкую работу, в современных отопитель-ных системах отводится важнейшая роль. Московская компания ОВЕН уже свыше 20 лет занимается разра-боткой таких устройств и накопила большой опыт в этой области.

Контроллеры ТРМ32 и ТРМ132М, разработанные и выпущенные ком-панией ОВЕН, исправно служат в инженерных системах ЖКХ, регу-лируя температуру в контурах отоп-ления и горячего водоснабжения (ГВС). Однако время идет, и требо-вания к оборудованию возрастают. Сегодня компания ОВЕН подго-товила к выпуску новый контроллер ТРМ232М (рис. 1) с расширенными возможностями, предназначенный для регулирования температуры как в одном, так и в двух независимых контурах. Иными словами, данные устройства могут применяться:

`` в одном контуре отопления либо теплых полов;

`` в одном контуре ГВС;`` в двух контурах отопления;`` в двух контурах горячего водо-

снабжения;`` в одной системе отопления

и одной системе ГВС.

ТРМ232М будет востребован в инженерных системах ЖКХ, блоч-ных индивидуально-тепловых пунк-тах (ИТП), системах с диспетчери-зацией.

Преимущества контроллера ТРМ232:

`` универсальность (один конт-роллер может применяться для авто-матизации различных типов систем);

`` гибкость (легко перенастраи-вается на работу с одним или двумя контурами);

`` простота в настройке.

Возможности контроллераКонтроллер ТРМ232М выпол-

няет все необходимые функции, ко-торые сегодня востребованы в инже-нерных системах домов, в том числе в системах «умного дома». Он обес-печивает:

`` автоматическую настройку ПИД-регуляторов;

Контроллеры ОВЕН ТРМ32 и ТРМ132 успешно прошли многолетние испыта-ния в инженерных системах ЖКХ. На их основе разработан новый контрол-лер для систем отопления и горячего водоснабжения – ТРМ232М. В отличие от своих предшественников ТРМ232М позволяет управлять одно- и двух-контурными системами отопления и горячего водоснабжения.

Компания ОВЕН, г. Москва

ОВЕН ТРМ232М – новый контроллер для систем отопления и ГВС

Рис. 1. Контроллер для систем отопления и ГВС ТРМ232М

38

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


`` автоматический выбор режи-мов (нагрев/ночь/летний и т. п.);

`` диагностику аварийных ситуа-ций (обрыв линий связи, неисправ-ность насосов);

`` задание значений технологиче-ских параметров с помощью встро-енной клавиатуры или на ПК по сети RS-485 и RS-232;

`` поддержку протоколов обме-на ОВЕН, Modbus-RTU, Modbus-ASCII;

`` возможность обновления про-шивки (необходимые устройства вхо-дят в комплект поставки);

`` быструю настройку контролле-ра с панели либо с помощью конфи-гуратора.

С помощью пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования ТРМ232М контролирует и регулирует темпера-туру теплоносителя в контурах и тем-пературу обратной воды. Кроме того, он измеряет температуру наружно-

го воздуха, прямой воды, давление в контурах подпитки. Контроллер формирует сигналы управления вы-ходными элементами и обеспечивает поддержку температуры в контуре в соответствии с фиксированной уставкой (для контуров ГВС) или графиком (для контуров системы отопления). Для управления ото-пительным графиком ТРМ232М имеет встроенные часы реального времени. Технические характеристи-ки ТРМ232М представлены в табл. 1.

Контроллер снабжен символь-ным жидкокристаллическим инди-катором, благодаря которому с помо-щью кнопочной клавиатуры прибор удобно настраивать и эксплуатиро-вать. На индикаторе отображаются измеренные значения, режимы рабо-ты и сообщения об аварийных ситуа-циях в системе.

Для одноконтурных системКонтроллер ТРМ232М позво-

ляет осуществлять полную автома-

Рис. 2. Функциональная схема управления для двухконтурных систем: контроллер ТРМ232М используется с модулем расширения ОВЕН МР1

Таблица 1. Технические характеристики контроллера ТРМ232М

Наименование Значение

Диапазон напряжения питания ТРМ232M: • постоянного тока • переменного тока (47…63 Гц)

150…300 В (ном. 220 В)90…264 В (ном. 110/220 В)

Потребляемая мощность, не более 18 ВА

Количество аналоговых входов 8

Количество дискретных входов 8

Количество вычислительных устройств (ВУ) внутри контроллера

6 (2 из них – с возможностью установки цифро-аналогового преобразователя – ЦАП)

Габаритные размеры прибора (157 × 86 × 58) ± 1 мм

Температура окружающего воздуха -10…+55 °C

39

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Н.К. Фадеева, инженер,компания ОВЕН, г. Москва,


www.owen.ru

тизацию одного контура без допол-нительных модулей.

Перечислим функциональные возможности ТРМ232М для одно-контурных систем:

`` автоматическое регулирование температуры в контуре в соответст-вии с графиком температуры наруж-ного воздуха (прямой воды) либо с заданной уставкой;

`` автоматическое регулирование температуры Tобр в соответствии с гра-фиком температуры обратной воды с защитой от завышения/понижения температуры;

`` управление насосом подпитки;`` управление циркуляционны-

ми насосами с выравниванием вре-мени наработки и АВР;

`` управление устройствами ава-рийной сигнализации.

Для двухконтурных системФункциональные возможности

ТРМ232М для двухконтурных си-стем показаны на рис. 2. Следует отметить, что для управления сра-зу двумя независимыми контурами контроллеру потребуется модуль расширения ОВЕН МР1, который позволяет увеличить количество выходных элементов.

Перечислим функциональные возможности контроллера для двух-контурных систем:

`` автоматическое регулирование температуры в соответствии с гра-фиком температуры наружного воз-духа (прямой воды) либо с заданной уставкой в каждом контуре;

`` автоматическое регулирование температуры по графику температу-ры обратной воды с защитой от за-

вышения/понижения в каждом кон-туре;

`` управление насосами подпитки в первом контуре (до двух насосов);

`` управление насосами подпит-ки либо ХВС во втором контуре (до двух насосов);

`` управление циркуляционными насосами с выравниванием времени наработки и АВР в каждом контуре;

`` управление устройствами ава-рийной сигнализации.

Производителям оборудованияДля производителей оборудо-

вания и интеграторов контроллеры ТРМ232М предоставляются в опыт-ную эксплуатацию. Узнать подроб-ности и заказать образцы для тести-рования можно на сайте компании или у ближайшего дилера ОВЕН.

40

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Если вы «киповец» со стажем, то сразу ответите на вопрос о са-мых массовых приборах в промыш-ленности и энергетике Советского Союза, а позже – России и других постсоветских республик. Дейст-вительно, наиболее распространен-ными можно смело назвать устрой-ства семейств «КС-КП» и их мно-гочисленные модификации.

Эти приборы начали выпускать-ся в восьмидесятых годах прошло-го столетия и снискали заслужен-ное уважение у специалистов КИП и АСУ ТП (рис. 1, 2).

Впечатляет даже простое перечи-сление выполняемых ими функций:

`` измерение технологических па-раметров (температура, давление, рас-ход и др.);

`` регистрация параметров в те-чение длительного времени на диаг-раммных лентах или дисках;

`` позиционное регулирование и сигнализация;

`` интегрирование (суммирова-ние) параметра во времени;

`` преобразование и размножение сигналов от датчиков в стандартные электрические сигналы постоянного тока (по ГОСТ 9895-78) или пневма-тические (по ГОСТ 9468-75).

Модификации КС и КП были предназначены для работы с раз-ными типами первичных преобра-зователей: токовыми, мостовыми, потенциометрическими, взаимно- индуктивными, тензометрически-ми, имели разные габаритные раз-меры корпуса, лицевой панели,

Новые регистраторы технологические КС‑1Е и КС‑2Е, разработанные и выпущенные компанией «ЭЛЕМЕР», напоминают популярные и широко распространенные в прошлом советские приборы серий «КС‑КП». Они вы‑пускаются с теми же габаритными размерами, похожими схемами подклю‑чения, привычными экранными формами, но при этом являются современ‑ными микропроцессорными устройствами с широкими функциональными возможностями.

ООО НПП «ЭЛЕМЕР», г. Москва, Зеленоград

А вы сможете назвать самые популярные в СССР приборы?

Рис. 1. Так выглядели старые приборы серии КП

Рис. 2. Широкоизвестные приборы серии КС на щите управления паровым котлом

41

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


поля регистрации (бумажной ленты или диска).

Приборы выпускались в несколь-ких исполнениях: общепромыш-ленном, взрывозащищенном, «для АЭС», для применения на речных и морских судах. Количество кана-лов для разных моделей также варьи-ровалось – 1, 3, 6, 12. Выпуск столь

широкой номенклатуры, конечно, был не под силу одному предприя-тию (рис. 3). Производство модифи-каций «КС-КП» было освоено на за-водах «Автоматика» (г. Кировакан, Армения), «Львов-прибор» (г. Львов, Украина), «Теплоприбор» (г. Челя-бинск, Россия), «Электроавтомати-ка» (г. Йошкар-Ола, Россия).

Много воды утекло с тех пор. Наступила эра микропроцессоров, компьютеров, цифровых технологий и интерфейсов. Многие приборо-строительные предприятия пережи-вают не лучшие времена, а иных и во-все уже нет. Продолжает рушиться налаженное когда-то взаимодействие между поставщиками и потребителя-ми, подчас оказавшимися в разных странах. А что же КС и КП? Про них можно забыть? К счастью, нет!

Приборы с такими наименова-ниями в 2014 году появились в но-

менклатуре Научно-производствен-ного предприятия «ЭЛЕМЕР» (г. Мо-сква, г. Зеленоград).

Но главное, конечно, не в назва-нии. Самое важное – это преемст-венность идеи, заложенной в при-бор, и ее реализация: новые (и очень широкие) функциональные возмож-ности, но те же габаритные размеры,

похожие схемы подключения, при-вычные экранные формы.

Разработчики постарались со-здать приборы, которые бы гаран-

тированно заменили морально и физически устаревшие устрой-ства-предшественники и одно-временно соответствовали бы со-временным требованиям к сред-ствам технологического контроля и управления. Теперь уже можно сказать, что компании «ЭЛЕМЕР» удалось заменить старый измери-тель-регулятор-самописец новым КС или КП.

Уже сегодня в НПП «ЭЛЕМЕР» вам предложат несколько вариантов для замены старого прибора. Как отмечалось выше, габариты корпуса новинки и ее лицевой панели будут соответствовать показателям пред-шественника, но по сути это совре-менный надежный микропроцессор-ный прибор, обладающий гораздо более широкими функциональными возможностями, удобный в обраще-нии, с минимальными значениями погрешности и продолжительным межповерочным интервалом. Тех-нологические регистраторы работа-ют с датчиками всех типов, приме-няемыми в энергетике и промыш-ленности, измеряют, преобразуют, индицируют, управляют исполни-тельными механизмами, ведут архив значений параметров.

Все приборы НПП «ЭЛЕМЕР», упомянутые в настоящей статье, вы-пускаются в общепромышленном и атомном (повышенной надежно-сти) исполнениях, а КС-1Е и КС-2Е, кроме того, и во взрывозащищенном исполнении вида «искробезопасная электрическая цепь» [Exia]IIC.

Приведем краткие технические описания нескольких новинок.

Рис. 3. Слева – КП‑1 производства завода «Автоматика» (г. Кировокан, Армения); справа – старый КСП‑2

Рис. 4. Новые одноканальные регистраторы НПП «ЭЛЕМЕР»: слева – КП‑140Е; справа – КП‑1Е

Компания «ЭЛЕМЕР» предлагает заказчикам опытно‑промышленную эксплуатацию новинок в реальных условиях предприятия. Вы можете в течение 6 месяцев тестировать приборы в своих лабораториях и непосредственно на технологических позициях, после чего принять решение о приобретении.

42

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Рис. 5. Разнообразие экранных форм приборов КС‑1Е и КС‑2Е производства НПП «ЭЛЕМЕР»

Регистраторы технологические КП‑1Е, КП‑140ЕОдноканальные регистраторы

с универсальным аналоговым входом КП-140Е и КП-1Е (рис. 4) предназ-начены для измерения, регулирова-ния и архивирования температуры и других неэлектрических величин (давления, частоты, расхода, уровня и др.), преобразованных в электри-ческие сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопро-тивление постоянному току.

Измерительный канал осна-щен источником питания 24 (36) В, а встроенный в регистратор модуль позволяет преобразовывать входной сигнал в токовый (0…5 / 4…20 мА) или вольтовый (0…10 В).

Функции сигнализации и регу-лирования реализованы на 4 реле

с полными группами контактов и 4 независимых уставках.

Приборы оснащены интерфей-сами RS-485 (протокол Modbus RTU), Ethernet, USB.

Данные измерений сохраня-ются в энергонезависимой памяти прибора, а перенос их на компью-тер осуществляется посредством USB флеш-карты, порт для под-ключения которой расположен на лицевой панели регистратора.

Технические характеристики:`` длительность цикла «измере-

ние-индикация» – 0,5 с;`` зависимость индицируемой ве-

личины от входного сигнала: линей-ная, с функцией усреднения, корне-извлекающая (для унифицированных сигналов);

`` параметры резервного пита-ния: ~130…249 В, =150…249 В;

`` устойчивость к электромагнит-ным помехам (ЭМС): III-A – IV-B;

`` климатическое исполнение – до –25…+50 °C;

`` степень пылевлагозащиты – IP54 (лицевая панель), IP20 (корпус);

`` размеры лицевой панели: 160 × × 200 мм (КП-1Е), 144 × 144 мм (КП-140Е);

`` межповерочный интервал – 2 года.

На лицевой панели регистра-тора размещены трехкнопочная клавиатура для конфигурирования прибора, разъем для подключения USB флеш-накопителя, основной индикатор с круговой дискрет-ной шкалой и 6 дополнительных,

Имитация бумажного самописца

Стрелочный индикатор

Цифровой индикатор

Гистограмма

3 канала

Табличное значение + интегратор

1 канал

43

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


отображающих значения уставок и границ дискретной шкалы.

Габаритные размеры корпу-сов и лицевых панелей КП-1Е, КП-140Е соответствуют предшест-венникам, поэтому переход на но-вые современные приборы может быть проведен быстро и без дора-ботки щита.

Регистраторы технологические КС‑1Е, КС‑2ЕРегистраторы технологические

КС-1Е, КС-2Е выпускаются в двух модификациях – одноканальной и трехканальной. Встроенный мо-дуль энергонезависимой памяти объемом 2 Гб позволяет создавать архивы на достаточную глубину, а просматривать накопленные дан-ные можно непосредственно на мо-ниторе прибора или на ПК.

Каждому универсальному вход-ному каналу прибора соответствуют выходной токовый и 4 реле с пол-ными группами контактов.

Перечень типов входных сиг-налов для КС-1Е и КС-2Е расши-рен – с внешним делителем прибо-ры измеряют также сигналы в диа-пазоне 0…10 В.

Функционально КС-1Е и КС-2Е являются полными аналогами друг друга, различаются они только неко-торыми конструктивными особен-ностями и размерами лицевой па-нели. В КС-1Е применен монитор с диагональю 8 дюймов, в КС-2Е – 10 дюймов.

Пользователь может настроить в приборе экранные формы из сле-дующего перечня: число (таблица), вертикальный график, вертикальная гистограмма. Всего может быть со-здано до шести различных экранных форм (рис. 5), которые будут чередо-ваться по нажатию кнопки или авто-матически в циклическом режиме.

Источник питания 24 (36) вольт в измерительном канале, интер-фейсы RS-485 (протокол Modbus RTU) и Ethernet (протокол Modbus TCP), возможность тестирования прибора, в том числе тесты уста-

вок и реле – все это реализовано в КС-1Е, КС-2Е.

Новинки – КП-1Е, КП-140Е, КС-1Е, КС-2Е – уже находятся в опытной эксплуатации на ряде пред-приятий (ТЭЦ-21 ОАО «Мос энерго» (рис. 6), Новосибирская ТЭЦ-5, Кур ская АЭС, ОАО «ГНЦ НИИАР»).

После получения заключения специалистов о результатах тести-рования будут проведены ведомст-венные испытания приборов на их соответствие требованиям систем

безопасности АЭС 2-го и 3-го клас-сов. Предварительно эти испыта-ния назначены на сентябрь – ок-тябрь 2014 года.

Компания «ЭЛЕМЕР» предла-гает заказчикам опытно-промыш-ленную эксплуатацию новинок в ре-альных условиях предприятия. Вы можете в течение 6 месяцев тестиро-вать приборы в своих лабораториях и непосредственно на технологиче-ских позициях, после чего принять решение о приобретении.

Е.С. Кокорин, руководитель продуктового направления «Вторичные приборы»,

ООО НПП «ЭЛЕМЕР»,124489, Москва, Зеленоград, пр‑д 4807, д. 7, стр. 1,

тел.: (800) 100‑5147, (495) 988‑4855,(495) 925‑5147 (бесплатный), (495) 987‑1238 (доб. 126),

e‑mail: для заявок на продукцию: [email protected],для вопросов в службу технической поддержки: [email protected]

Рис. 6. Новый КС‑1 Е в опытной эксплуатации на ТЭЦ‑21 ОАО «Мосэнерго»

45

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Москва вечером особенно прекрасна – волшебная игра света на фасадах домов завораживает своей красотой. Причудливое сочетание света и теней на Садовом и Бульварном кольце, сменившее обыденную серость девяностых, придает зданиям стройность и праздничность. Все это рукотворное волшебство работает как один слаженный механизм, который управляется с помощью автоматизированной системы под названием «Архитектурное освещение города Москвы», о технических аспектах которой и пойдет речь в статье.

Четыре года назад, когда только начиналась работа над проектом, перед специалистами была поставлена задача создать для Садового кольца (одной из самых длинных и красивых московских улиц) автоматизированную систему управления наружным освещением (АСУНО), которая позволяла бы реализовать сложные динамические сцены и при этом отвечала бы всем современным требованиям по энергосбережению. Такая АСУНО была построена. Ниже мы расскажем о принципах работы данной системы, назовем ее основные особенности, а также дадим характеристику оборудованию, на базе которого она была реализована.

Инсталляция оборудования производилась обществом с ограниченной ответственностью «Каскад

Энерго», специализирующимся на производстве и монтаже низковольтного электрооборудования для жилых, промышленных и административных помещений, а также индивидуального строительства.

Функциональность АСУНОК особенностям автоматизи

рованной системы, реализованной на Садовом кольце, можно отнести следующие функции:

централизованное управление наружным освещением;

оптимизацию потребления электроэнергии;

мониторинг аварийных ситуаций в реальном времени; автономное выполнение заданной

программы освещения с возможностью ее корректировки с удаленного диспетчерского пульта.

На рис. 1 отражен принцип работы АСУНО. Управление системой освещения и ее мониторинг осуществляются с диспетчерского пункта. Сервер АСУНО собирает информацию об измеренных параметрах электрической сети: качестве подводимой электроэнергии, потребляемой электрической мощности, искажениях в сетях и т. д. Затем эта

Система управления волшебством.Проект «Архитектурное освещение города Москвы»

В статье подробно описано оборудование и функционирование автомати-зированной системы управления наружным освещением (АСУНО), реали-зованной на Садовом кольце г. Москвы.

Компания «Радиофид Системы», г. Санкт-Петербург

Рис. 1. Структурная схема системы «Архитектурное освещение города Москвы»

46

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


информация передается диспетчеру. Обмен данными может происходить как по проводному каналу (Ethernet), так и по беспроводному (сеть GPRS) с помощью GSMмодема АТМ2485, причем беспроводной канал может быть основным либо резервным.

Шкаф АСУНОВся система автоматики АСУНО

расположена в специализированных шкафах управления (рис. 2) и состоит из нескольких компонентов: защитного навесного шкафа BOX; контроллера и модулей ввода/вы

вода Beckhoff; переключателей кулачковых 4g; реле времени РЭВ302; реле контроля EU300; универсального автоматического

электронного переключателя фаз ПЭФ301;

блока питания.Управляющим и синхрони

зирующим устройством является распределенная система на основе оборудования Beckhoff, выполняющая следующие функции: связь с диспетчерским пунктом,

синхронизацию внутреннего времени с сервером (посредством ВОЛП);

хранение и удаленное изменение (редактирование) расписания включения/отключения;

включение управляющих реле в соответствии с этим расписанием;

хранение и воспроизведение DMXсценариев;

контроль состояния датчиков несанкционированного доступа типа «сухой контакт»;

контроль присутствия напряжения на контрольных точках.

Основными модулями системы являются:

контроллер серии Embedded PC – ПКсовместимый контроллер, который управляет системой согласно записанной в него программе. За интерпретацию и исполнение этих программ отвечает встроенная в контроллер среда выполнения реального времени TwinCAT;

модули ввода/вывода, устанавливаемые на DINрейку, и интерфейсный модуль DMX/RDM.

Связь между контроллером и модулями осуществляется через внутреннюю шину Ebus. Модули запитываются с блока питания контроллера.

Еще один компонент системы автоматики АСУНО – модуль ПЭФ301 – представляет собой микропроцессорное цифровое устройство высокой степени надежности и точности. В ПЭФ301 предусмотрена внутренняя блокировка от залипания контактов выходных встроенных реле, а также контроль состояния силовых контактов магнитных пускателей во внешней цепи. Кроме того, контролируется наличие и величина напряжения на каждой фазе. При достижении пороговых значений происходит быстрое переключение на ту фазу, где напряжение находится вне порогов срабатывания.

Реле времени РЭВ302 – это многофункциональное микропроцессорное устройство, предназначенное для включения/отключения одной или двух нагрузок в предварительно установленные пользователем моменты времени. Могут выполняться функции годового, месячного, недельного и суточного реле времени. Кроме того, присутствует возможность учета сетевого напряжения и освещенности внешнего фотодатчика. В РЭВ302 предусмотрено 8 независимых программ управления и обеспечена возможность быстрого переключения между ними для

каждой из групп контактов. Также есть независимые списки временных установок (таймеров) для каждой из программ. Общая внутренняя память позволяет создать до 5000 событий.

Режимы управления регулируются кулачковым переключателем. Имеется 4 режима: «0» – отключено; «1» – включено; «2» – включение/отключение освещения по расписанию РЭВ302; «3» – дистанционное управление.

Блок питания DR3024 предназначен для питания модулей и контроллера. Блок крепится на DINрейку и запитывается от сети 220 В через модуль ПЭФ301. В блок встроен фильтр электромагнитного излучения, за счет чего он не создает помех, способных помешать корректной работе контроллера и других модулей. Блок питания снабжен электрической защитой от короткого замыкания, перенапряжения на выходе и перегрева. Также в него встроен светодиод, сигнализирующий о наличии напряжения на входе.

Особенности оборудования, примененного в АСУНО

Как уже упоминалось, при разработке проекта стояла цель создать систему, которая не просто включала бы статические световые сцены по расписанию, но позволяла бы осуществлять управление сложными динамическими сценами из удаленного диспетчерского центра. Вот почему в проекте было задействовано оборудование Beckhoff. Эта немецкая фирма производит свободно программируемые контроллеры, а широчайший спектр выпускаемых ею модулей ввода/вывода позволяет выполнить на аппаратном уровне прямое подключение всех стандартных сигналов и типовых шин обмена данными, что дает возможность осуществить практически любую задачу управления технологическим процессом, причем решение будет гибким, масштабируемым и оптимальным по стоимости.

Именно наличие в линейке модуля Beckhoff для прямого аппаратного подключения DMX/RDM позволило организовать не только управление включением и яркостью

Рис. 2. Шкаф управления динамическим освещением

47

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


осветительных приборов, но и удаленное изменение конфигураций локальных узлов управления по различным протоколам: Modbus RTU, FTP, TwinCAT ADS.

К очевидным преимуществам данного решения хочется отнести и высокую надежность системы управления, поскольку оборудование Beckhoff, на базе которого она была построена (Embedded PC CX90000001, Module Compact Flash CX9000A001, Interface RS422/RS485 Module CX9000N031, I/O EtherCAT Terminal EL6581DMX, EL1859), производится для управления промышленным оборудованием и технологическими линиями.

Для осуществления прозрачного обмена данными между контроллером и диспетчерским центром по сетям сотовой связи был использован двухдиапазонный GSMмодем АТМ2485 производства компании iRZ.

Для АСУНО требовалось подобрать надежное устройство с гибкой настройкой функций, способное обеспечить бесперебойный и экономичный об мен данными. Всем этим требованиям пол ностью соответствует GSMмодем АТМ2485, который предназначен для пере

дачи данных в сети GPRS по стеку протоколов TCP/IP. Главная особенность модема заключается в том, что он автоматически (без ввода ATкоманд) подключается к сети GPRS и устанавливает соединение с заданным сервером. Работа с сервером может осуществляться в различных режимах: постоянного соединения, работы по расписанию, а также соединения по запросу (звонку или СМСсообщению на модем). Когда не требуется соединения с сервером, модем находится в ждущем режиме, что обеспечивает экономию трафика и потребляемой электроэнергии.

Для подключения внешнего устройства модем оснащен интерфейсом RS485/RS422.

Дополнительно для управления внешним устройством модемы АТМ2485 имеют три дополнительных вывода GPIO:

GPIO1 и GPIO2 могут работать и как «вход», и как «выход»;

GPIO3 работает как силовой «выход». К силовому выводу может быть напрямую подключено коммутационное реле.

Модем может отправлять СМСсообщения при изменении уровня сигнала на выводе, что позволяет

удаленно контролировать работу осветительных приборов. Состояние вывода можно изменить, отправив СМСкоманду на модем, благодаря чему осуществляется удаленное управление осветительными приборами.

Чтобы уменьшить зависимость от качества услуг одного мобильного оператора, в модеме предусмотрены две симкарты. Вторая симкарта автоматически включается в случае невозможности установления соединения с помощью первой. Для обеспечения резервирования услуг провайдера, предоставляющего серверу доступ в Интернет, возможно дублирование подключения сервера ко второму провайдеру.

Переключение на резервный сервер поддерживается как при потере соединения с основным, так и по сигналу с внешних выводов модема или по СМСкоманде. ATM2485 автоматически отслеживает работоспособность GSMмодуля, а два сторожевых таймера обеспечивают защиту от зависания.

В АТМ2485 реализована повышенная защита от нештатных ситуаций:

защита от ошибок при обновлении прошивки путем запрета на

Рис. 3. Архитектурное освещение зданий на Садовом кольце

48

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


удаление заводского программного обеспечения;

постоянный контроль работоспособности GSMмодуля; интервальный таймер перезагруз

ки, позволяющий перезагружать модем через определенное время после его последнего включения;

посуточный таймер перезагрузки с настраиваемым временем.

GSMмодем ATM2485 поддерживает следующие стандарты связи:

GPRS; CSD; СМС.

В итоге удалось создать систему обмена данными между диспетчерским пунктом и сотнями локальных узлов управления с использованием различных физических каналов передачи данных – проводных и радио, что обеспечивается такими технологиями передачи, как GPRS, 3G, WiFi, Ethernet.

На фасадах и под крышами домов на Садовом кольце были уста

новлены светильники для архитектурного освещения центральной улицы Москвы. В качестве световых приборов были выбраны светильники, управляемые по протоколу DMX (Digital Multiplex) с поддержкой RDM (Remote Device Management), который является надстройкой к протоколу DMX и позволяет организовать двунаправленный обмен данными между контроллером и светильником по стандартной DMXшине. В зависимости от типа здания и места было установлено от 10 до 400 светильников на дом. На участках, которые невозможно осветить с дома, светильники были расположены на фонарных столбах.

Всего на домах было установлено 124 комплекта оборудования Beckhoff.

Контроллеры серии Embedded PC: CX90000001; CX9000N031; CX9000A001.

Модули ввода/вывода:

EL1859; EL6851; EL9011.

На столбах было установлено 237 комплектов оборудования Beckhoff.

Контроллеры серии Embedded PC: CX90000001; CX9000N031.

Модули ввода/вывода: EL6851; EL9011.

Оборудование производства компаний Beckhoff и iRZ, использованное в рамках проекта «Архитектурное освещение города Москвы», позволило создать современное, высокотехнологичное решение – надежную и экономически выгодную автоматизированную систему управления наружным освещением под единым управлением, которая позволяет работать с различными цветовыми и временными сценариями. Благодаря успешной реализации проекта Москва еще ярче заиграла красками, радуя москвичей и гостей города!

Компания «Радиофид Системы», г. Санкт-Петербург,тел.: (812) 318-1819,

e-mail: [email protected],www.radiofid.ruWW Ночные огни Садового кольца

50

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Освещение улиц в городе – важнейшая задача. Склоняющиеся над аллеей фонари, прожекторы и декоративные светильники, даже неоновые вывески дарят ощущение безопасности, позволяют городу темным вечером вести полноценную жизнь, украшают дома и бульвары. Что касается качественного освещения дорожного полотна, по которому день и ночь тянется поток машин, то оно жизненно необходимо. Но если обычные дороги требуется освещать только с наступлением сумерек, то в тоннелях искусственный свет нужен круглые сутки. Он должен быть достаточно ярким, но при этом обязательно комфортным для глаз, а этот показатель все время меняется в зависимости от того, к какому внешнему естественному освещению успели привыкнуть глаза водителя перед тем, как машина заехала в тоннель. У специалистов это называется яркостью, необходимой для адаптации, или просто – яркостью адаптации. Справиться с задачей адаптивного регулирования под силу только современной автоматизированной системе управле

ния, которая должна 24 часа в сутки и 365 дней в году плавно менять яркость освещения в тоннеле, не давая сбоев. При таком режиме работы АСУ необходимо решить еще одну насущную задачу – обеспечить максимально экономное потребление электроэнергии оборудованием, отвечающим за освещение в тоннеле.

В статье мы расскажем о проекте, разработанном специалистами компании «Светосервис» для освещения крупных московских тоннелей – Кутузовского и Лефортовских, мелкого и глубокого заложения. Перед специалистами компании было поставлено несколько основных целей: требовалось построить автоматизированную систему управления, регулирующую освещение дорожного покрытия в зависимости от яркости адаптации в подъездных и выездных зонах тоннелей. При этом было необходимо обеспечить управление функциональным освещением каждого тоннеля из разных диспетчерских пунктов – из ближайшего районного диспетчерского пункта наружного освещения г. Москвы и из диспетчерского пункта самого

тоннеля. И наконец, предстояло интегрировать АСУ с существующими в Москве системами централизованного управления освещением, то есть связать ее с центральным диспетчерским пунктом.

Вся система управления включала в себя следующие объекты:

`` 9 трансформаторных (10/0,4 кВ) и 4 распределительные (10 кВ) подстанции, оборудованные ячейками Sepam (79 шт.) и Talus (17 шт.);

`` 6 распределительных подстанций 0,4 кВ Лефортовских тоннелей;

`` 7 пунктов питания 0,4 кВ функционального освещения Лефортовских тоннелей;

`` 2 пункта питания 0,4 кВ функционального освещения Кутузовского тоннеля;

`` технологические помещения тоннелей (для прокладки сигнальных кабелей, кабелей связи и управления);

`` энергосберегающее оборудование (регуляторы, яркомеры);

`` оборудование автоматизированной системы управления (включая телекоммуникационное);

`` линии освещения с осветительной аппаратурой;

В статье рассказывается о проекте, разработанном для организации на-дежного контроля и управления функциональным освещением комплек-сов Лефортовских и Кутузовского тоннелей, об интеграции различных АСУ ТП (10 кВ и 0,4 кВ, энергосберегающие групповые регуляторы-стаби-лизаторы) и о подходах к созданию интерфейсов пользователей.

ООО «Светосервис ТелеМеханика», г. Москва

Опыт интеграции АСУ ТП и регуляторов напряжения в систему управления освещением тоннелей

51

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


`` линии связи;`` диспетчерские тоннелей, район

ные диспетчерские пункты наружного освещения и центральный диспетчерский пункт.

Характер протекания управляемых технологических процессов во времени был определен как циклический, то есть операции, образующие цикл, должны были повторяться круглосуточно 365 дней в году.

При проектировании руководство и специалисты компании приняли во внимание опыт построения автоматизированной системы в Сущевском транспортном тоннеле на пересечении Сущевского вала и Шереметьевской улицы. Там были внедрены и хорошо себя зарекомендовали энергосберегающие групповые регуляторыстабилизаторы напряжения с яркомерами итальянской фирмы Reverberi, работающие под управлением ПО Maestro. Четыре регулятора с яркомерами потребляют 198,1 кВт электроэнергии. Эти устройства помогли решить первую задачу – обеспечить адаптивное управление яркостью на въезде в тоннель при изменении атмосферного освещения в дневное время. Подтвержденная экономия электроэнергии при использовании такой системы составляет 20–30 % [1].

Итак, для регулирования уровня яркости дневного режима освещения в пороговых и переходных зонах тоннелей были поставлены шкафы – регуляторы напряжения Reverberi STPi G QIR с яркомерами. Данные устройства представляют собой централизованные стабилизаторы электрического напряжения, разработанные для контроля и оптимизации расхода энергии, питающей осветительные системы. В соответствии с рассчитанной интенсивностью движения или внешними контрольными сигналами напряжение на выходе плавно меняется со 180 до 220 В.

Регулятор напряжения управляет процессом пуска, стабилизации и понижения энергопотребления светильников с лампами высокого давления (натриевыми или ртутными), которые работают в трехфазных сетях ~380/220 В 50 Гц с нулевым проводом в качестве защитного. Помимо этого, предусмотрен режим «BYPASS»

(байпасс, обход), при котором регулятор выведен из общей цепи управления освещением.

Роль датчиков в системе играют яркомеры, которые подключаются в тоннелях к регуляторам. При этом во въездной зоне устанавливается режим, зависимый от уровня естественного освещения у въезда в портал тоннеля. Такая схема не только позволяет экономить электроэнергию, но и создает безопасные условия с комфортным для зрения водителей освещением дорожного покрытия. Некоторые яркомеры подключаются одновременно к четырем регуляторам, позволяя регулировать яркость дорожного покрытия сразу нескольких участков, например выездной зоны основного тоннеля и бокового въезда второго тоннеля.

Вся информация о работе регуляторовстабилизаторов записывается в базу данных и выводится на рабочие места операторов в диспетчерской тоннеля, а также в районном и центральном диспетчерских пунктах ГУП «Моссвет».

При интеграции системы управления функциональным освещением 0,4 кВ (на базе ПО и модулей ДЭП) с системой контроля и управления

распределительными и трансформаторными подстанциями (на базе ПО и модулей ООО «ПиЭлСи Технолоджи») применялись подходы и разработки, внедренные при создании интегрированной информационноуправляющей системы наружного освещения (ИИУСНО) [2] и комплексной АСУ архитектурным освещением ( КАСУАО) [3] в столице. Над проектом ИИУСНО работали подразделения компании «АйТи», субподрядчиком выступило ООО «Светосервис» [4]. Основные усилия были направлены на создание модулей обмена данными с существующими системами управления освещением по протоколам OPC DA 2/0, COM, МЭК 608705104 и на разработку единого интерфейса информационного взаимодействия и экранных форм пользовательских (диспетчерских) интерфейсов на основе пакета CitectSCADA.

Система диспетчерского управления тоннелями является частью единой системы управления наружным освещением (рис. 1). Информация поступает на три уровня:

`` первый (нижний) – уровень диспетчерских пунктов тоннелей (ДП тоннелей). Служит для непо

Рис. 1. Структурная схема диспетчерского управления тоннелями

52

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


средственного контроля и оперативного управления. При авариях и пропадании связи с внешним пунктом управления (РДП и ЦДП) может полностью самостоятельно контролировать и управлять всеми исполнительными пунктами;

`` второй (средний) – уровень районных диспетчерских пунктов (РДП). Служит для контроля и управления функциональным освещением тоннелей в штатном режиме. Может полностью контролировать и управлять всеми исполнительными пунктами при наличии связи с тоннелем;

`` третий (верхний) – уровень центрального диспетчерского пункта (ЦДП) «Моссвета». Оттуда осуществляется контроль и управление наружным и архитектурным освещением столицы, а также функциональным освещением тоннелей. Информация с ЦДП поступает на АРМ службы, отвечающей за эксплуатацию трансформаторных и распределительных подстанций «Моссвета».

Взаимодействие между уровнями осуществляется по каналам связи, обеспечивающим поддержку протокола TCP/IP.

Между уровнями ДП тоннеля и РДП организуется два отдельных потока данных:

`` информационный, с помощью которого взаимодействуют прикладные модули системы. Этот поток обеспечивается на прикладном уровне подсистемой сбора данных;

`` поток резервирования систем, реализующий функции репликации и катастрофоустойчивости. Данный поток обеспечивается на системном уровне средствами операционных систем и встроенными функциями оборудования.

Взаимодействие системы со смежными системами осуществляется на уровне ДП тоннелей.

При обмене данными по протоколу OPC DA 2.0 подсистема сбора данных уровня ДП тоннеля выступает в качестве клиента, а смежная АСУ – в качестве сервера. Для обмена данными используется асинхронный интерфейс взаимодействия.

При обмене данными по протоколу IEC 8705104 подсистема сбора данных уровня ДП тоннеля выступает в качестве клиента, а смежная АСУ – в качестве сервера. Для получения данных из смежной АСУ

используется событийный механизм взаимодействия между клиентом и сервером, определенный протоколом.

При реализации проекта потребуется: подключить все проектируемые объекты тоннелей в зоне притоннельных сооружений в единую сеть с помощью волоконнооптического кабеля и с заведением кабеля в диспетчерские пункты тоннеля; установить в диспетчерском пункте тоннеля оборудование для организации VPNканала, обеспечивающего связь с эксплуатирующим диспетчерским пунктом АСУНО г. Москвы (РДП); установить 63 шкафа управления для Лефортовских тоннелей, 6 шкафов управления – для Кутузовского тоннеля, 2 автоматизированных рабочих места оператора (АРМ).

Система обеспечивает диспетчерский контроль диагностики следующих неисправностей и нештатных ситуаций:

`` потери связи с объектом (канал связи сервера сбора с объектом);

`` потери связи с сервером сбора (канал связи SCADAсервера с сервером сбора).

Самодиагностика работоспособности различных элементов системы осуществляется автоматически. Отказы и нарушения работы фиксируются в диагностических журналах соответствующих служб серверов и рабочих станций.

Самодиагностика приборов обеспечивается внутренними средствами самого оборудования.

Программное обеспечениеСистема реализована на основе

базового программного обеспечения CitectSCADA, которое обеспечивает:

`` выполнение на различных АРМ пользователей одинаковых по назначению функций с использованием одинаковых программных средств;

`` использование на АРМ пользователей и серверах единых форматов данных и файлов;

`` работу АРМ пользователей и серверов в локальных вычислительных сетях и по удаленным каналам связи.

Специалистами группы компаний «Светосервис» разработано следующее программное обеспечение:

`` узел сбора нижнего уровня для пунктов питания 0,4 кВ;

`` узел сбора нижнего уровня для трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ;

`` узел обмена для пунктов питания (ПП) 0,4 кВ;

`` узел обмена для трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ;

`` узел обмена SCADA;`` АРМ диспетчера РДП на ули

це Душинской, д. 5 (для Лефортовских тоннелей);

`` АРМ диспетчера РДП на 1й Бородинской улице, д. 19 (для Кутузовского тоннеля);

`` АРМ диспетчера тоннелей;`` подсистема отчетности (модуль

отчетов);`` конфигуратор.

Ниже приведены краткие описания некоторых модулей и узлов.

Узел обмена для пунктов питанияПредназначен для обмена дан

ными с АСУ Деконт по протоколу OPC DA 2.0. При обмене данными по протоколу OPC DA 2.0 подсистема сбора данных уровня ДП тоннеля выступает в качестве клиента, а АСУ Деконт – в качестве сервера. Для обмена данными используется асинхронный интерфейс взаимодействия.

Узел обмена SCADAПредназначен для обеспечения

обмена данными между системой сбора и SCADA по протоколу OPC DA 2.0. Представляет собой OPCсервер, состоящий из двух компонентов: OPCсервера (OPCBase) и сервершлюза (TagNet2OPC).

Особенность системы сбора (TagNet) такова, что все узлы системы (и узлы сбора данных, и узлы передачи данных) равнозначны, то есть каждый из них может как принимать значения набора тегов, так и отдавать.

Модуль отчетовПозволяет создавать отчеты по ин

формации, поступившей из базы данных отчетов. Модуль отчетов состоит из следующих компонентов:

`` СУБД;`` узла записи в БД, который обес

печивает запись информации, поступившей с уровня диспетчерского пункта тоннеля, в базу данных отчетов;

`` модуля построения отчетов.

53

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Модуль отчетов предоставляет пользователю набор журналов и отчетов:

`` журнал событий и аварий;`` график измерений;`` отчет измерений;`` отчет телесигнализации.

КонфигураторПрограммаконфигуратор уста

навливается на АРМ пользователя, позволяя администрировать показатели АСУ установками функционального освещения тоннелей. Конфигуратор предназначен для централизованного описания и хранения иерархической структуры объектов управления, а также свойств объектов в различных контекстах (подсистема сбора данных, SCADAсистемы, проектная документация). В дополнение к средствам резервирования информации, которые предоставляют СУБД, в конфигураторе реализован механизм создания резервной копии всех объектов базы данных и восстановления объектов БД из резервной копии. В отличие от использования механизмов СУБД, резервная копия, созданная из конфигуратора, может быть развернута на другой СУБД.

АРМ ДиспетчераАРМ Диспетчера тоннелей пред

назначен для: обеспечения работы с подсистемами освещения тоннелей; оперативного контроля состоя

ния силовых коммутационных агрегатов осветительной сети тоннелей; дистанционного управления установками освещения. Он выполнен на базе SCADA Citect Client. АРМ диспетчера предоставляет интуитивно понятный интерфейс контроля и управления объектами системы:

`` пунктами питания 0,4 кВ;`` регуляторамистабилизаторами;`` ТП 10/0,4 кВ;`` РП 10 кВ;`` РТП 10/0,4 кВ.

Для обеспечения высокой надежности и живучести системы управления в тоннелях применены методы резервирования и кластеризации.

В таблице приведен состав ПО CitectSCADA для разработанной системы.

Технические средстваВ состав технических средств,

обеспечивающих функционирование системы, входят: автоматизированные рабочие места всех диспетчерских пунктов, источники бесперебойного питания, локальная вычислительная сеть, телекоммуникационные средства, позволяющие подключить объекты дистанционно.

При выборе технических средств проектировщики опирались на принципы:

`` унификации и стандартизации;`` обеспечения наращивания про

изводительных мощностей в течение всего срока службы;

`` минимизации стоимости на всех жизненных циклах автоматизированной системы.

Комплекс программнотехнических средств АСУ достаточен для выполнения всех автоматизированных функций. В нем применяются технические средства серийного производства. Размещение технических средств, используемых персоналом при выполнении автоматизированных функций, соответствует требованиям эргономики для производственного оборудования и для средств представления зрительной информации, в том числе для табло коллективного пользования.

Особенности мультимониторной конфигурации

Приложение «АРМ Диспетчера» разработано для исполнения на мультимониторном ПК. В соответствии с ним к ПК может быть подключено до 4 мониторов с разрешением экрана 1920 на 1080 точек. Видеопространство мониторов объединено в режиме расширения рабочих столов. При данном режиме панель задач Windows располагается только на первичном мониторе; окно Windowsприложения может быть открыто на весь экран только в пространстве одного монитора. Пока не завершен диалог с пользователем («запрос подтверждения», «уведомление», «ручной ввод значений») на одном из мониторов, на втором мониторе диалог не вызывается.

При разработке интерфейса «АРМ Диспетчера» специалистам пришлось решать сложную задачу, придумывая, как отобразить состояние всего комплекса тоннелей и агрегированных показателей системы освещения. Для примера на рис. 2а приведено изображения Лефортовских тоннелей в геоинформационной системе (ГИС), а на рис. 2б – его вид на основной экранной форме АРМ. На рис. 2в можно видеть основную экранную форму АРМ для Кутузовского тоннеля. На рис. 2г – экранную форму, отображающую общее состояние освещения (шкафы управления, распределительные щиты и отходящие линии) тоннелей Лефортовского комплекса. Назначение данных окон – отобразить схему тоннелей с пересечениями; предоставить интерфейс для досту

Таблица. Состав ПО CitectSCADA для разработанной системы

Программа Лицензия

ДП Кутузовских тоннелей

SCADA-сервер основной/резервный CitectSCADA-Full-5000 pt

АРМ Диспетчера основной CitectSCADA-Control Client-5000 pt

АРМ Диспетчера резервный CitectSCADA-Control Client-5000 pt

ДП Лефортовских тоннелей

SCADA-сервер основной/резервный CitectSCADA-Full-15000 pt

АРМ Диспетчера основной CitectSCADA-Control Client-15000 pt

АРМ Диспетчера резервный CitectSCADA-Control Client-15000 pt

РДП Кутузовских тоннелей (ул. Душинская)

SCADA-сервер основной/резервный CitectSCADA-Full-Unlimited pt

АРМ Диспетчера основной CitectSCADA-Control Client-Unlimited pt

АРМ Диспетчера резервный CitectSCADA-Control Client-Unlimited pt

РДП Лефортовских тоннелей (ул. 1‑я Бородинская)




ЦДП




SCADA Historian CitectHistorian CH-50000 pt & Data Transfers

Веб-доступ к SCADA CitectSCADA-Web Control Cl-Unlimited pt

54

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


па к более детальной информации по каждой из контрольных точек для дневного и ночного освещения; предоставить информацию по выходным измеряемым параметрам регуляторов напряжения. Прототипом этой формы послужили экраны интерфейса диспетчерской службы, отвечающей за все тоннели на автостраде А1 в Италии (ЦДП которой расположен на окраине Флоренции).

Основные принципы работы АРМПри запуске приложения произ

водится авторизация пользователя. Закрыть приложение может только авторизованный пользователь.

В системе действуют два вида оповещений: аварийные и событийные. События служат для того, чтобы известить оператора об изменениях в ходе технологического процесса, которые не требуют его оперативного реагирования, то есть являются информационными оповещениями. Так, изменение состояния контактора является событием.

Аварии представляют собой уведомления об аварийных условиях протекания технологического процесса, которые могут вызвать неприятности и требуют принять меры. Аварийный сигнал вызывает состояние неквитированной (неподтвержденной) аварии, которое используется для того, чтобы уведомить оператора о проблеме. Неквитированное аварийное состояние сопровождается аудиосигнализацией: непрерывно повторяющимся звуком тревоги.

Если оператор квитирует (подтверждает) аварию, та переходит в подтвержденное состояние.

Все графические элементы, отображаемые на экранных формах, делятся на анимированные и неанимированные. Анимированные элементы меняют свой вид в результате изменения определенных параметров. Также к анимированным относятся элементы, нажав на которые, можно вызвать какоето действие. Неанимированные элементы статич

Рис. 2. Интерфейс программы «АРМ Диспетчера»:а – Лефортовский тоннель на схеме

географической информационной системы; б – комплекс Лефортовских тоннелей: основная экранная форма АРМ; в – Кутузовский тоннель:

основная экранная форма АРМ; г – состояние освещения Лефортовских тоннелей

а

б

в

г

55

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ны (то есть не изменяют свой вид в процессе работы). Например, линии электрической цепи – неанимированные графические элементы; контакторы – анимированные. Рядом с некоторыми мнемосимволами, если навести на них курсор, появляется подсказка, уточняющая их наименование или назначение.

По умолчанию при старте приложения на мониторе отображается главное окно с планом транспортных тоннелей. На экранной форме «Активные алармы» отображается список всех текущих аварий системы с указанием их состояния в режиме реального времени.

Навигация по экранным формам осуществляется с помощью нажатия на управляющие элементы, отраженные на экране. Нажав на мнемосимвол щита освещения или силовой подстанции, расположенные в главном окне, можно вызвать соответствующую мнемосхему электрической сети. Также можно вызвать схему условного состояния освещения транспортных тоннелей.

Режим квитирования тревог не автоматический, иными словами, если вызвавший аварию параметр вернулся к нормальному состоянию, то аудиовизуальное оповещение (тревога) не снимается до квитирования оператором произошедшей аварии.

При возникновении новой аварии в главном окне приложения АРМ на кнопкемнемосимволе участка появится основной признак аварии – мигающий желтый треугольник – и изменится размер пиктограммы «Общего оперативного журнала аварий» в навигационной панели. Кроме того, желтый мигающий треугольник появится на мнемосимволе объекта системы и конечного оборудования. При этом в АРМ сработает аудиосигнализация: раздастся непрерывный звук тревоги.

Определить, какие изменения привели к срабатыванию аварийного сигнала, можно двумя способами. В первом случае необходимо вызвать журнал «Активные алармы». Неквитированная авария будет мигать красным и желтым шрифтом, если же произошел неквитированный возврат в норму – то синим цветом. Описание аварии дает представление об источнике аварии. По комментарию можно определить, куда с помощью навигации необходимо перейти, чтобы выяснить состояние объекта и оборудования подробно. Данный способ позволяет наиболее быстро локализовать источник аварии. Второй способ локализации неквитированной аварии – просмотр экранных форм, начиная с главного окна. На

ходя мнемосимволы, отражающие состояние неквитированной аварии (мигающие элементы), необходимо обнаружить оборудование или сигнал и оценить текущую ситуацию.

Эти подходы используются для определения источника возникновения аварии, если она квитирована.

Помимо экономии электроэнергии, описанное в статье решение должно повысить управляемость инженерных систем тоннеля, отвечающих за функциональное освещение, а значит, и за безопасность движения, увеличить надежность и живучесть АСУ ТП.

Литература

1. Белоуско П. Б., Сибриков А. В. Эффективные способы освещения в московском регионе // Мир дорог. 2011. № 58.

2. Киричок А. И., Клиентова З. А. Внедрение интегрированной информационноуправляющей системы наружного освещения в московском регионе // Мир дорог. 2013. № 70.

3. Дадаев В. И., Доценко С. М., Ки-ричок А. И., Сибриков А. В. Комплексная автоматизированная система управления архитектурным освещением // Светотехника. 2012. № 3.

4. Создание интегрированной информационноуправляющей системы наружного освещения города Москвы // Компания «АйТи»: [сайт]. URL: www.it.ru/upload/iblock/4b3/Mossvet.pdf (дата обращения: 02.09.2014).

А. И. Киричок, зам. директора по развитию,ООО «Светосервис ТМ», г. Москва,


www.svetoservis.ru

www.isup.ru

Эффективная реклама за разумные деньги

Сайт, знакомый каждому специалисту

57

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


1 Надежность (англ. reliability) – свойство системы сохранять во времени в уста-новленных пределах значения всех пара-метров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в задан-ных режимах и условиях применения, технического обслуживания и транспор-тирования [ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения»].

2 Живучесть (англ. survivability) – свойство системы, характеризуемое способностью выполнять установленный объем функ-ций в условиях воздействий внешней среды и отказов компонентов системы в заданных пределах [ГОСТ 34.003-90 «Автоматизированные системы. Термины и определения»].

Топливно-энергетический комп-лекс России является одним из са-мых крупных пользователей радио-сетей сбора данных и управления (обмена данными), что обусловле-но особенностями обеспечиваемых такими радиосетями технологиче-ских процессов и характеристика-ми объектов автоматизации:

`` основные технологические про-цессы относятся к категории крити-чески важных, поскольку собираемая информация должна поступать с за-данной задержкой, а управляющие воздействия осуществляться в регла-ментированные сроки;

`` значительная часть объектов распределена по большой терри-тории или находится в труднодо-ступных местах, что делает исполь-зование проводных средств связи нецелесообразным.

Типовая АСУ включает в себя три функциональных уровня:

`` нижний (программно-техни-ческие средства, устанавливаемые на контролируемых объектах энерге-тики, реализующие функции генера-ции данных от средств объективного контроля и исполнения получаемых

с верхнего уровня системы управля-ющих сигналов и команд);

`` промежуточный (средства свя-зи и обмена данными, устанавлива-емые на контролируемых объектах, а также в стационарных и подвиж-ных пунктах управления и реали-зующие функции обмена инфор-мацией между нижним и верхним уровнями системы);

`` верхний (программно-техни-ческие средства, устанавливаемые в стационарных и подвижных пунк-тах управления, реализующие функ-ции сбора данных от средств объек-тивного контроля и формирования управляющих сигналов и команд на основе анализа полученной с нижнего уровня информации).

В настоящей статье рассматри-ваются вопросы, связанные с ре-ализацией промежуточного уров-ня типовой АСУ для топливной и электроэнергетики – радиосети сбора данных и управления.

Требования к радиосетям сбора данных и управления АСУ

Энергетическая система должна надежно функционировать в обыч-

ной обстановке, в чрезвычайных ситуациях, в угрожаемый и особый периоды. Поэтому обеспечиваю-щие работу АСУ радиосети обме-на данными должны создаваться с учетом условий работы в любых обстоятельствах и обладать соот-ветствующим уровнем надежности1 и живучести2.

Радиосеть обмена данными поз-воляет реализовать следующие функ-циональные возможности АСУ:

`` мониторинг протекания техно-логических процессов (автоматиче-ский сбор объективной информации

Работу автоматизированных систем управления, которые развернуты на предприятиях топливно-энергетического комплекса России, в настоя-щее время обеспечивают два вида радиосетей: радиосеть общего пользо-вания и технологическая радиосеть. В первой части статьи перечислены и проанализированы особенности обоих решений и показано, почему при создании автоматизированной системы диспетчерского управления пред-почтение следует отдать технологической радиосети, которая разработана специально для циркуляции данных между нижним и верхним уровнем АСУ.

ЗАО «НПП «Родник», г. Москва

Радиосети сбора данных и управления для автоматизированных систем управления в структуре ТЭК. Часть 1

58

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


о технических и производственных параметрах, включая учет электро-энергии);

`` диспетчерское3 и оперативное4

управление объектами энергетики (передачу управляющих сигналов и команд в направлении «диспет-чер – контролируемый объект», а также подтверждений о получении управляющих сигналов и докладов о выполнении команд в направлении «контролируемый объект – диспет-чер»).

В зависимости от назначения АСУ она может обеспечивать выпол-нение всех или части перечисленных функций, при этом функции мони-торинга являются общими и обяза-тельными для всех систем.

В связи с вышеизложенным к ра-диосетям сбора данных и управле-ния АСУ предъявляются следующие основные оперативно-технические требования:

1. Функционирование радиосе-ти во всей оперативной зоне.

2. Высокая надежность и живу-честь радиосети.

3. Оперативный и своевремен-ный доступ к ресурсам радиосети.

4. Минимальные и предсказуе-мые задержки при доставке инфор-мации.

5. Достаточная пропускная спо-собность для полномасштабного функционирования всех приложе-ний АСУ.

6. Безопасность циркулирую-щей в радиосети информации.

7. Контроль и регулирование использования ресурсов радиосети в различной обстановке.

8. Возможность функциониро-вания в жестких условиях.

9. Простота эксплуатации.10. Совместимость с разнород-

ным оборудованием сбора и обра-ботки данных по широко типовым и нестандартным интерфейсам.

11. Низкая стоимость эксплуа-тации.

12. Простота перемещения и опе-ративность развертывания в новом районе.

Приведенные выше требова-ния могут иметь разный приори-тет при создании радиосетей сбора данных и управления различного назначения и ведомственной при-надлежности, но в целом должны учитываться при создании любой радиосети.

В настоящее время в АСУ в энергетике применяются всевоз-можные радиосети обмена данны-ми, которые по назначению разде-ляются на две основные группы5:

`` радиосеть общего пользова-ния (англ. public network). Предназ-начена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользо-вателю на территории Российской Федерации и включает в себя сети электросвязи, определяемые геогра-фически в пределах обслуживаемой территории и ресурса нумерации и не определяемые географически в пределах территории Российской Федерации и ресурса нумерации, а также сети связи, определяемые по технологии реализации оказа-ния услуг связи;

`` технологическая радиосеть, ранее – ведомственная или кор-поративная (англ. private network). Предназначена для обеспечения про-изводственной деятельности органи-заций, управления технологическими процессами в производстве. Техно-логии и средства связи, применяе-мые для создания технологических сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются соб-ственниками или иными владель-цами этих сетей.

К первой группе относятся ра-диосети, доступ к которым владе-лец радиосети предоставляет всем желающим пользователям, ко вто-рой – радиосети, в которых работа-ют только пользователи владельца сети. Радиосети обеих групп могут строиться с применением одинако-вых технологий, однако назначение радиосети принципиально опреде-ляет ее возможности при обслужи-вании работы АСУ.

Радиосети общего пользования включают в себя сети сотовой связи различных стандартов, сети опера-торов профессиональной мобиль-ной связи диапазона ультракорот-ких волн (УКВ) – обычно транко-вые радиосети – и широкополосные сети связи и передачи данных сверх-высокой частоты (СВЧ), включая наземные и спутниковые.

Технологические радиосети вклю-чают в себя сети профессиональной мобильной связи УКВ-диапазона (транковые6 и конвенциональные7) и широкополосные сети переда-чи данных сверхвысокой частоты (СВЧ), включая наземные и спут-никовые.

Ниже рассматриваются вопросы, связанные с созданием и эксплуата-цией только конвенциональных ра-диосетей обмена данными УКВ-диа-пазона, как наиболее широко рас-пространенных и применяемых для создания АСУ в энергетике.

Сравнительные характеристики радиосетей общего пользования и технологических

радиосетей обмена даннымиКраткая сравнительная инфор-

мация для радиосетей обмена дан-ными общего пользования (РОП) и конвенциональных технологиче-ских радиосетей обмена данными представлена в табл. 1.

Возможности радиосетей обмена данными общего пользования

по обеспечению работы АСУАнализ представленных в табл. 1

данных позволяет сделать вывод о том, что по оперативно-техниче-ским параметрам радиосети общего пользования могут использоваться для создания только систем монито-ринга и не в состоянии в полном объ-еме выполнить требования, предъ-являемые к современным АСУ. Они принципиально не могут применять-ся для обеспечения работы ответ-ственных АСУ, связанных с управ-лением устройствами телемехани-

3 Диспетчерское управление – организа-ция управления процессом, при котором технологические режимы работы или эксплуатационное состояние находящих-ся под контролем объектов изменяются только по оперативной команде диспет-чера.

4 Оперативное управление – управление текущими событиями; совокупность мер, позволяющих воздействовать на конкрет-ные отклонения от установленных зада-ний. Оперативное управление подразделя-ется на оперативное планирование, опера-тивный учет и оперативный контроль.

6 Многоканальная радиосеть с автоматиче-ским предоставлением доступа к каналу, в которой ограниченное число каналов используется всеми пользователями. Сво-бодный канал выделяется абоненту толь-ко на время сеанса связи.

7 Радиосеть с ручным предоставлением доступа к каналу, в которой канал вы-бирается пользователем и закрепляется за ним на весь период работы.

5 Федеральный закон «О связи» от 07.07.2003 № 126-ФЗ.

59

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ки при добыче и транспортировке нефти и газа, а также с диспетчер-ским управлением в электроэнер-гетике, которые предъявляют по-вышенные требования к надежно-сти функционирования радиосети и срокам доставки информации.

Следует отметить, что в настоя-щее время развернуто значительное количество комплексов мониторин-га и сбора данных на базе радио-сетей общего пользования, в пер-вую очередь сетей сотовой связи. Создание таких сетей на первый взгляд кажется весьма эффектив-ным и несложным решением, по-скольку одна из наиболее серьез-ных задач в рамках такого ком-плекса – передача данных между пунктом управления и контролиру-

емым пунктом – выполняется че-рез имеющуюся радиосеть, развер-нутую и сопровождаемую за счет средств компаний – операторов со-товой связи.

Серьезными преимуществами таких комплексов являются опера-тивность развертывания и относи-тельно невысокие начальные фи-нансовые затраты. Однако на этом преимущества заканчиваются.

Использование сети сотовой связи для обеспечения работы автомати-зированной системы диспетчерско-го управления любого назначения является для компании-оператора «непрофильной» услугой. В соот-ветствии с действующими тариф-ными планами оплата услуг по пе-редаче данных по каналам сотовой

связи, например по каналам пакет-ной радиосвязи общего пользова-ния GPRS8, производится по объ-ему переданной информации. Объем данных, генерируемых АСУ в энергетике, оказывается крайне малым. Например, в течение су-ток 1000 контролируемых пунктов, ежеминутно передающие данные о состоянии технологического про-

Таблица 1. Сравнение оперативно-технических характеристик радиосетей обмена данными общего пользования и технологических радиосетей обмена данными

№ Характеристика Радиосеть обмена данными общего пользования (РОП) Технологическая радиосеть обмена данными (ТРОД)

1. Оперативная зонаОпределяется оператором в зависимости от плотности размещения

платежеспособных пользователейДолжна охватывать все районы размещения контролируемых пунктов

РОП может строиться районировано, покрывая только зоны с достаточной плотностью платежеспособных абонентов. ТРОД не может иметь «мертвых» зон и должна обеспечивать работу в любой точке, где устанавливаются контролируемые объекты.

2. Структура данных и приложения Обмен длинными сообщениями, перекачка файлов, доступ в Интернет Передача коротких сообщений, обмен данными различной длины

В РОП более высокие скорости обмена данными, что важно, например, при доступе в Интернет. Однако скорость обмена данными не имеет решающего значения при обмене короткими сообщениями, более важны протокол обмена данными, время занятия и освобождения канала связи, исключение повторной передачи. Применяемые в ТРОД специализированные протоколы обмена данными, существенно меньшие временные затраты на получение доступа и освобождение радиоканала обеспечивают адекватную пропускную способность при решении специфи-ческих задач пользователей автоматизированных систем управления в энергетике.

3. Время установления соединения Может составлять десятки секунд Миллисекунды, то есть немедленно по запросу

В РОП соединение производится посредством набора номера, и задержки при соединении не приводят к серьезным последствиям. Критически важные приложения пользователей ТРОД должны получать доступ к радиосети немедленно, поскольку это обусловлено требованиями технологического процесса.

4. Задержки при доступе к радиосети Допускаются Не допускаются

В РОП задержки доступа или даже отказ в обслуживании – обычное явление, воспринимаемое абонентами как досадная, но неизбежная издержка. Пользователи ТРОД должны получать доступ к радиосети гарантированно и немедленно, поскольку во многих случаях задержка может повлечь за собой нарушение безопасности и создать предпосылку к аварии.

5. Режим работы Определяется оператором Круглосуточный, непрерывный

В РОП вывод оборудования из оперативного использования, например в ночное время для выполнения технического обслуживания, производится по плану оператора. ТРОД должны находиться в постоянной готовности и работать круглосуточно. Плановое техническое обслуживание производится по плану владельца ТРОД и, как правило, предполагает использование резервного комплекта оборудования для обеспечения непрерывности работы радиосети.

6. БезопасностьОтносительно низкая. Определяется оператором и принятой у него

политикой безопасности.Высокая. Информация циркулирует внутри информационной системы

владельца радиосети.

Право работы в РОП получает любой абонент, оплативший услугу. Циркулирующие в радиосети данные проходят через информационную систему оператора связи. В ТРОД работает только проверенный и допущенный к работе персонал и специализированное оборудование. Даже при сопряжении этих сетей физическое отделение передаваемых в ТРОД служебных данных от данных пользователей РОП обеспечивает их более высокую безопасность. Кроме того, для обеспечения безопасности применяются специальные организационно-технические решения, использование которых в РОП невозможно или экономически нецелесообразно.

7. Вероятность потери данных Допускается Не допускается

В РОП не обеспечивается гарантированная доставка данных абоненту (например, СМС или отключение услуги GPRS в периоды перегрузки радиосети). В ТРОД потери данных исключены.

8. Надежность Определяется оператором Высокая

Надежность работы РОП объективно ниже, что обусловлено решаемыми задачами. Для ТРОД высокая надежность и живучесть – одно из наиболее важных требований, которое обеспечива-ется выполнением комплекса специальных мероприятий.

9. Время доставки сообщения Допускается задержка Немедленно

Во многих случаях данные в РОП доставляются с большими задержками, длительность которых может варьироваться в широких пределах. Время доставки может изменяться в пределах, размер которых неприемлем для надежного функционирования автоматизированных систем управления. В ТРОД задержки в доставке данных строго регламентированы и минимальны. Одинаковые временные затраты на выполнение типовых операций обеспечивают условия для надежной работы автоматизированной системы управления.

10. Перегрузка радиосети Допускается Не допускается

Пропускная способность РОП определяется коммерческими потребностями и возможностями, допускает перегрузку радиосети, поскольку количество абонентов постоянно изменяется, а распределение пользователей между обслуживающими их базовыми станциями непредсказуемо. Несмотря на то что РОП проектируются с учетом вероятной максимальной нагрузки, по-следняя резко изменяется в зависимости от складывающейся обстановки. ТРОД проектируются с учетом пиковых нагрузок в радиосети, количество подключенных абонентов регулируется в зависимости от складывающейся обстановки и текущих потребностей. Каналы и оборудование ТРОД во многих случаях резервируются.

11. Отказоустойчивость Определяется оператором Высокая

По ряду объективных и субъективных причин РОП имеют низкую отказоустойчивость, что проявляется, в первую очередь, в чрезвычайных ситуациях. Например, в период отключения элек-тропитания в США и Канаде в 2004 году все РОП прекратили свою работу. То же случилось и в период ликвидации последствий цунами на Филиппинах в 2004 году и урагана Катрина в США в 2005 году. Возможности операторов РОП по восстановлению собственных сетей связи объективно ограничены (например, зависимостью от оперативности доступа специалистов в зону аварии и отсутствием технических средств и специалистов для ликвидации масштабных аварий одновременно на нескольких участках). Во всех трех упомянутых случаях ТРОД продолжали работать в течение всей кризисной ситуации.

12. Коэффициент готовности Определяется оператором Высокий

Во многих случаях производители аппаратуры для РОП заявляют очень высокий коэффициент исправного действия – 99,99 (реально он несколько ниже). Однако время простоя оборудова-ния в этом случае составляет десятки часов в год. ТРОД должна функционировать непрерывно и восстанавливаться за очень короткий срок (резервные комплекты оборудования, дублирова-ние основных подсистем, применение оборудования с более высокими техническими характеристиками, в том числе, обеспечивающими работу в жестких условиях эксплуатации, и т. д.).

8 GPRS (от англ. General Packet Radio Service – «пакетная радиосвязь общего пользования») – надстройка над техноло-гией мобильной связи GSM, осуществля-ющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой свя-зи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними се-тями, в том числе Интернетом. GPRS пред-полагает тарификацию по объему передан-ной/полученной информации, а не по вре-мени подключения.

60

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


цесса, в течение 24 часов работы пе-редают в сеть около 17 Мб данных (12 байт × 1000 КП × 60 сеансов × × 24 часа = 17 280 000 байт), что при стоимости 0,25 долл. за мегабайт9 составляет около 4,25 долл. в сут-ки или 1551 долл. в год (1,55 долл. на один КП в год – практически бесплатно). Таким образом, обслу-живание автоматизированной сис-темы управления по действующим тарифам оказывается для оператора системы сотовой связи финансово необоснованным.

Функционирование АСУ име-ет свои особенности, обусловлен-ные необходимостью оперативной передачи большого количества сообщений очень малого объема. Такой характер потока данных на-кладывает дополнительную нагруз-ку на радиосеть обмена данными общего пользования, по которой в основном передаются относи-тельно длинные сообщения (на-пример, электронная почта, ин-формация из информационной сети Интернет, мультимедиа-дан-ные). Существующие и перспек-тивные радиосети общего поль-зования оптимизированы для пе-редачи именно таких сообщений. Учитывая, что при работе АСУ основное время при доступе к ка-налу связи затрачивается на вы-полнение процедур связи, а собст-венно информационный поток яв-ляется мизерным, она оказывается «инородной» для радиосети общего пользования. АСУ потребляет ре-сурсы, неадекватные потребностям «обычных» пользователей, без ге-нерации потока данных, который может окупить эти ресурсы.

В связи с тем, что оплата рабо-ты АСУ по действующим тарифам неприемлема для компании-опе-ратора, существующие системы обслуживаются по специальным тарифам, размер которых для раз-личных регионов и операторов со-ставляет не менее 200 рублей в ме-сяц10. В принципе он должен быть максимально приближен к средне-му по отрасли размеру ARPU11 и из-

меняться вместе с ним, а в идеа-ле12 – превышать размер среднего ARPU, поскольку функциониро-вание АСУ связано с дополнитель-ной нагрузкой на сеть оператора и более высокими, если сравнивать с другими пользователями, наклад-ными расходами.

В результате относительно невы-сокие затраты пользователя на эта-пе подключения к радиосети обще-го пользования «компенсируются» на этапе ее эксплуатации, который, по мировому опыту, должен состав-лять не менее 12 лет. Например, еже-годная стоимость оплаты услуг свя-зи функционирующего на базе сети сотовой связи комплекса монито-ринга на 1000 КП составит не ме-нее: 14,2 долл. × 1000 КП × 12 ме-сяцев = 172 400 долл. или более 2 млн долларов за двенадцать лет.

Как правило, финансовые сред-ства на оплату услуг связи в интере-сах обеспечения функционирова-ния АСУ выделяются из бюджета энергетической компании, пред-назначенного на совершенствова-ние инфраструктуры. В случае ис-пользования сотовой связи основ-ная часть финансовых средств на ее создание используется на оплату услуг сотовой связи. Выделяемые на создание АСУ средства на прак-тике вместо их целевого использо-вания на развитие собственной ин-фраструктуры связи идут на оплату услуг сторонних организаций. В ре-зультате энергетическая компания получает возможность реализовать ограниченный набор функций мо-ниторинга, но лишается собствен-ной системы связи, которая неза-менима и обязательна в чрезвы-чайных ситуациях, в угрожаемый и особый периоды.

Основные затраты по проек-ту создания и эксплуатации АСУ в случае использования сети сото-вой связи распределяются на весь

период эксплуатации и не подда-ются реальной оценке на этапе ее проектирования и развертывания. Поскольку стоимость услуг связи может меняться в значительных пределах в зависимости от объемов трафика и тарифов, которые опре-деляются сотовым оператором ис-ходя из рыночной ситуации, еже-годные объемы финансирования эксплуатации АСУ сложно пред-сказать. Часто изменение тарифов (обычно в сторону увеличения) происходит после утверждения го-дового бюджета энергетической компании, а сотовый оператор имеет возможность манипулиро-вать тарифом для удовлетворения естественного стремления увели-чения прибыльности собственного бизнеса (ARPU). Такие манипуля-ции практически не могут контро-лироваться руководством энерге-тической компании. В результате финансовое обеспечение эксплуа-тации АСУ постоянно находит-ся под угрозой срыва, а нагрузка на бюджет в конечном итоге оказы-вается достаточно высокой.

В случае использования сото-вой сети связи возможности АСУ ставятся в прямую зависимость от планов оператора по развитию собственной сети – АСУ в энер-гетике будет работать только там, где имеется сотовая связь. Между тем очень часто у энергетической компании возникают потребно-сти в расширении АСУ, например, на новые районы городской за-стройки, в которых плотность на-селения еще не достигла уровня, который оператор сотовой связи считает достаточным для разверты-вания собственных средств.

Функционирование АСУ пол-ностью подчиняется планам опе-ратора сотовой связи по поддержа-нию собственной инфраструктуры в работоспособном состоянии. Плановые и внеочередные отклю-чения базового оборудования для проведения технического обслужи-вания и ремонта проводятся опера-тором сотовой связи без уведомле-ния пользователей и тем более без согласования с ними графика про-ведения работ. В результате в пери-од проведения регламентных работ на аппаратуре оператора сотовой связи полностью работоспособная

9 Тарифы на передачу данных могут отли-чаться в зависимости от региона и компа-нии-оператора.

10 В некоторых регионах у некоторых опе-раторов связи эта цифра может быть в не-сколько раз выше.

11 ARPU (от англ. Average revenue per user – «средняя выручка на одного пользовате-ля») – показатель, используемый телеком-муникационными компаниями и означаю-щий среднюю выручку (обычно за месяц) в расчете на одного абонента. Данный по-казатель используется и другими ориен-тированными на потребителя телекомму-никационными IT-компаниями (в част-ности, интернет-провайдерами).

12 По оценкам экспертов, средний ARPU сото-вых компаний составляет 14,2 долл. и в бли-жайшем будущем вырастет до 17,00 долл.

61

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


АСУ будет простаивать по причине отсутствия связи.

Зависимость АСУ от сотовой сети связи создает реальную угро-зу безопасности населения города. Общеизвестно, что в кризисных си-туациях и в особый период нагруз-ки на системы связи многократно возрастают и их работа существенно осложняется (в первую очередь это касается сотовой связи). В результате работа АСУ становится невозмож-ной именно в тот период, когда она жизненно необходима. Аналогичное положение складывается и в повсед-невной обстановке. Например, при проведении массовых мероприя-тий в местах значительного скопле-ния людей, использующих сотовую связь, многократно увеличивается нагрузка на базовые станции, обслу-живающие этот район, что приво-дит к неминуемым отказам в досту-пе и сбоям в работе сотовой связи. Предпринимаемые операторами со-товой связи усилия по предотвраще-нию такого положения, в частности за счет временного развертывания в зоне дополнительных мобильных базовых станций, оказываются недо-статочно эффективными в связи с организационными трудностями, невозможностью во многих случаях точно предсказать место возникно-вения и масштабы кризисной ситуа-ции, а также из-за объективно огра-ниченных технических возможно-стей операторов локализовать такую ситуацию.

На практике существующие тех-нологии сотовой связи, например GPRS/EDGE, не в состоянии в пол-ном объеме обеспечить выполнение требований, предъявляемых к со-временной АСУ предприятий то-пливно-энергетического комплек-са, в том числе относительно:

`` непрерывности связи. Основ-ной причиной, по которой радиосети общего пользования не рекоменду-ется использовать для обеспечения работы АСУ, является непредсказу-емость их функционирования. Рабо-та радиосети сотовой связи в значи-тельной степени зависит от текущей нагрузки (количества одновремен-но работающих абонентов). Из-менения этой нагрузки предска-зать очень сложно, поэтому даже в самых современных сетях сото-вых операторов возможны отказы

от обслуживания и задержки предо-ставления доступа к сети. Передача данных в режимах GPRS/EDGE для операторов сотовой связи яв-ляется второстепенной, поэтому даже при незначительном возраста-нии голосового трафика выделяе-мые для обслуживания обмена дан-ными ресурсы сотовой сети могут сокращаться;

`` надежности связи. В связи с тех-нологическими особенностями орга-низации связи в радиосетях сотовой связи второго поколения (2G, к этому поколению относятся все основные существующие сети операторов со-товой связи) невозможна гаранти-рованная доставка отправленных сообщений. Доступ к радиосети в режимах GPRS/EDGE в процес-се работы АСУ может периодиче-ски пропадать. Эта ситуация не из-менится и после появления сетей связи третьего поколения 3G, по-скольку наряду с возрастанием ско-рости обмена и общей пропускной способности этих радиосетей про-порционально возрастет и нагрузка на них за счет обмена мультиме-дийной информацией (MMS, ин-терактивное телевидение, скорост-ной доступ в Интернет и т. п.);

`` оперативности связи. Исполь-зование коротких СМС-сообщений не гарантирует своевременной до-ставки информации для ее обработки вычислительным комплексом АСУ. В этом случае автоматизация части функций АСУ, связанных с выпол-няемыми в реальном масштабе вре-мени расчетами, становится прин-ципиально невозможной, поскольку выполнение всех этих функций обу-словлено необходимостью получения полной информации в масштабе вре-мени, близком к реальному;

`` продолжительности срока экс-плуатации. Технологии сотовой свя-зи бурно развиваются. Например, в настоящее время практически все операторы сотовой связи в Россий-ской Федерации ведут активные работы по развертыванию радиосе-тей сотовой связи третьего поколе-ния (3G), а за рубежом уже созданы экспериментальные сети четверто-го поколения (4G). С внедрением новых технологий владельцы АСУ встают перед необходимостью пол-ной модернизации собственных си-стем. Таким образом, в течение на-

значенного срока эксплуатации АСУ ее владельцу приходится несколько раз модернизировать оборудование обмена данными, подстраиваясь под оператора сети связи.

В связи с тем что развертывание новых сетей связано с крупными финансовыми затратами, а их тех-нические возможности существен-но шире, операторы сотовой связи имеют все объективные основания для изменения тарифов в сторону их увеличения, что негативно ска-зывается на эксплуатации создан-ной АСУ.

Радиосети обмена в сотовых се-тях строятся на GPRS-модемах, ко-торые создаются на базе GSM-моду-лей, выпускаемых небольшой груп-пой производителей. Эти модемы оптимизированы для подключения к информационной сети Интернет, однако обеспечение работы АСУ в энергетике предъявляет к этим устройствам совершенно иные тре-бования, включающие в себя:

`` необходимость поддержки ос-новных сервисов сотовой сети: GPRS/ EDGE, CSD и СМС;

`` наличие интерфейсов подклю-чения к оборудованию контроли-руемых пунктов: RS-232, RS-485, Ethernet;

`` конструктивное исполнение, обеспечивающее монтаж на DIN-рейку;

`` возможность эксплуатации в жестких условиях;

`` поддержку работы в необслу-живаемом режиме;

`` оперативное автоматическое восстановление соединения;

`` автоматический переход в ра-бочий режим после сбоев и аварий;

`` дистанционный мониторинг технического состояния и удаленную подстройку рабочих параметров;

`` высокую надежность и живу-честь;

`` малое время доступа к каналу связи;

`` гарантированную доставку со-общений в установленные сроки.

В настоящее время ни один из из-вестных GPRS-модемов не обеспе-чивает выполнение всех этих тре-бований, а выполнение отдельных из них приводит к усложнению сети с соответствующим снижением ее надежности и увеличением затрат на ее создание и эксплуатацию.

62

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Развертывание сетей обмена дан-ными на основе GPRS-модемов со-пряжено с рядом серьезных и не всег-да преодолимых на практике техни-ческих ограничений, а именно:

`` установка должна произво-диться в точках, где имеется элек-тромагнитная доступность минимум к двум базовым станциям сотовой сети;

`` необходимо использовать две сим-карты для одновременного под-ключения к сетям различных сото-вых операторов;

`` требуется обеспечить уверен-ный прием сигнала. Малая выходная мощность радиомодема не позволяет монтировать антенну на значитель-ном удалении от модема, в точке с наиболее подходящими парамет-рами для приема сигнала базовой станции;

`` необходим автоматический конт-роль баланса счета обеих сим-карт и оповещение в случае его сниже-ния до заданного уровня.

Таким образом, сети обмена дан-ными общего пользования имеют ограниченные возможности по обес-печению функционирования АСУ в энергетике.

Возможности технологических радиосетей обмена данными по обеспечению работы АСУ

Технологические радиосети со-здаются на оборудовании и с ис-пользованием технических решений, изначально предназначенных для ре-ализации специфических задач, свя-занных с удаленным автоматизиро-ванным (в некоторых случаях – авто-матическим) управлением и сбором данных, с учетом особенностей их функционирования и предъявляе-мых к ним оперативно-технических

требований. Поскольку реализо-вать с одинаковой степенью эффек-тивности все требования АСУ пред-приятий ТЭК в рамках одного типа оборудования или одного, даже са-мого совершенного на сегодняшний день, технического решения невоз-можно, перед владельцем и поль-зователем системы всегда встает необходимость выбора. Выбор тех-нического решения производится с учетом реальных задач, решаемых в рамках создаваемой автоматизи-рованной системы оперативно-ди-спетчерского управления.

Область применения технологи-ческих радиосетей обмена данными в АСУ определяется следующими основными оперативно-техниче-скими возможностями и преиму-ществами:

`` гарантированная надежность работы (радиосеть создается и управ-ляется ее владельцем с учетом его персональных требований к надеж-ности функционирования);

`` высокая живучесть радиосе-ти в различной обстановке (требо-вание к живучести закладывается на этапе проектирования радиосети ее владельцем и, как правило, ока-зывается выше, чем в радиосетях общего пользования);

`` рабочая зона, полностью пе-рекрывающая район использова-ния находящихся под управлением АСУ средств (реально построенные технологические радиосети имеют оперативную зону более миллиона квадратных километров);

`` применение детерминирован-ных протоколов обмена данными, поддерживающих работу в близ-ком к реальному режиме времени и обеспечивающих гарантирован-ную доставку данных в установлен-

ные регламентом работы радиосети сроки;

`` относительно небольшое время доступа к каналу передачи данных, обеспечивающее незначительные и приемлемые для большинства ав-томатизированных систем задержки в доставке данных;

`` высокая безопасность данных, функционирующих в технологи-ческой радиосети (применяемые технологии обеспечивают защиту от подавления, перехвата или несанк-ционированного доступа к работе в составе технологической радиосети);

`` относительно низкая стоимость эксплуатации;

`` независимость от «чужой» ин-фраструктуры связи и возможность развивать ее исходя из реальных требований (радиосеть принадлежит собственно энергетической компа-нии, которая может самостоятель-но изменять параметры ее работы и оперативную зону);

`` совместимость с разнородным оборудованием сбора и обработки данных благодаря широко приме-няемым и детально отработанным интерфейсам;

`` простота перемещения и опе-ративность развертывания в новом районе;

`` возможность эксплуатации в жестких условиях окружающей среды.

Технологические радиосети об-мена данными используются для обслуживания АСУ в энергетике и строятся на оборудовании, имею-щем различные технические харак-теристики. В связи с этим наиболее показательными являются примеры использования таких радиосетей и их функциональных возможно-стей, о чем будет рассказано во вто-рой части статьи.

С. А. Маргарян, зам. генерального директора, главный конструктор,

ЗАО «НПП «Родник», г. Москва,тел.: (499) 613-7001,

e-mail: [email protected],www.rodnik.ru

65

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Становясь все более совершен-ными с технической точки зрения, промышленные ПК продолжают на-бирать популярность как на мировом рынке, так и в России. Это означает, что их роль в современных систе-мах автоматизации промышленных предприятий становится все более значимой. Следовательно, и ответ-ственность при принятии решений, связанных с применением промыш-ленных ПК, тоже значительно возра-стает.

Эта ответственность вкупе с немалыми издержками, которые приходится нести заказчикам при сбоях в работе электронного обору-дования, практически не оставляет шансов малоизвестным произво-дителям на рынке промышленных ПК. Выбор в пользу проверенного поставщика, дорожащего своей ре-путацией, обладает прежде всего тем несомненным преимуществом, что гарантирует существенное сни-жение рисков.

К эффективности использова-ния приобретаемого оборудования большинство заказчиков относятся не менее взыскательно, чем к его надежности. Нередко это приво-дит их самих, а также системных интеграторов и разработчиков ре-шений к дилемме. На рынке широ-кодоступны классические типовые модели промышленных ПК – это продукт, который, как в супермар-

кете, можно приобрести без лиш-них проволочек и почти сразу же начать использовать. В то же время в плане соответствия индивидуаль-ным требованиям заказчика и учета особенностей конкретных прило-жений намного предпочтительнее выглядит разработка платформ на заказ.

Здравый смысл подсказыва-ет, что в такой ситуации разумно взвесить достоинства предлагаемых вариантов. Этому и посвящена дан-ная статья, в которой будут рассмо-трены продукты двух популярных классов промышленных ПК – Box PC и Panel PC.

Тенденции рынкаПрежде всего, следует сказать,

что оба рассматриваемых клас-са – Box PC и Panel PC – относят-ся к числу быстрее всего растущих сегментов рынка промышленных ПК. Так, согласно прошлогодне-му прогнозу IMS Research (сейчас это консалтинговое агентство ста-ло частью корпорации IHS), миро-вой рынок промышленных Box PC, предназначенных для стандартных эксплуатационных условий, в ны-нешнем году должен был составить 534,5 млн долл., а в 2016 году – вы-расти до 640,9 млн долл. При этом эксперты IMS ожидали более вы-соких темпов роста рынка по срав-нению, например, с промышлен-

ными ПК стоечного исполнения (рис. 1). А если взять рынок встраи-ваемых промышленных Box PC по-вышенной защищенности, пред-назначенных для жестких условий эксплуатации, то там темпы роста должны быть еще выше. Отметим, что и в регионе EMEA (Европа, Ближний Восток и Африка) ана-литики IMS Research предполага-ли аналогичное развитие ситуации на рынке (рис. 2).

Одну из главных причин по-степенного размывания рыночной доли промышленных ПК стоечного исполнения специалисты склонны видеть как раз в том, что альтернати-вой им все чаще становятся именно Box PC. Отчасти этому способст-вует общий тренд в сторону мини-атюризации оборудования, наблю-даемый в наши дни практически во всех сегментах рынка встраивае-мых систем и промышленной авто-матизации. Когда на счету букваль-но каждый квадратный сантиметр, компактность Box PC во многих случаях может стать решающим фактором.

С другой стороны, логично по-лагать, что процесс вытеснения с рынка в первую очередь коснется стоечных компьютеров малоизвест-ных производителей, пытающихся привлечь потенциального потре-бителя низкой ценой своей продук-ции. Качество таких продуктов, их

В статье рассматриваются промышленные компьютеры Contron, относя‑щиеся к двум популярным классам – Box PC и Panel PC. Анализируются их технические особенности, общие тенденции на рынке, соперничество промышленных компьютеров с ПЛК за место в автоматизированных сис‑темах управления. Показано, что в промышленности востребованы как готовые решения, так и компьютеры, сделанные на заказ под конкретное применение.

ЗАО «РТСофт», г. Москва

Практика применения промышленных ПК: классика жанра или индивидуальный подход?

66

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


надежность и поддержка зачастую оставляют желать много лучше-го, а о длительных сроках выпуска и постоянстве спецификаций даже говорить не приходится. Понятно, что на подобном фоне современ-ные поколения Box PC от ведущих игроков рынка (таких как Beckhoff, Kontron, Siemens) выглядят весьма недурно. На их стороне – гаранти-рованная надежность в сочетании с многолетним жизненным циклом (у продуктов Kontron он обычно составляет 5–7 лет, но при необхо-димости может быть значительно удлинен). По части технических характеристик они не уступают стоечным ПК своего ценового диа-пазона (здесь прежде всего нуж-но отдать должное разработчикам микропроцессорных технологий), да и собственно по цене, как пока-

зывает практика, очень даже кон-курентоспособны.

Современные промышленные компьютеры класса Box PC, как правило, представляют собой мало-габаритные защищенные системы, выполненные на основе модульного принципа с применением стандарт-ных компонентов. Традиционные варианты их использования вклю-чают шкафы управления, а также различные станки и промышленные системы. Еще одна исторически сложившаяся область применения Box PC – организация автоматизи-рованных рабочих мест (АРМ) в ди-спетчерских помещениях. Компью-теры класса Panel PC, или панель-ные ПК, отличаются от Box PC наличием встроенного дисплея (как правило, в этом качестве использу-ется ЖК-панель) и соответственно

возможностью визуализации необ-ходимых пользователю информа-ционных потоков на базе графиче-ского интерфейса. Поэтому и моде-ли применения Box PC и Panel PC также схожи. Основное отличие со-стоит в том, что последним отдают предпочтение в тех случаях, когда требуется визуальное отображение информации. Наиболее популяр-ным вариантом использования па-нельных ПК является реализация функций человеко-машинного ин-терфейса – HMI (Human-Machine Interface).

Рыночные перспективы Panel PC по сравнению с Box PC выгля-дят даже более оптимистичными. В соответствии с прогнозом IMS Research, мировой рынок панель-ных ПК для стандартных эксплуа-тационных условий в 2016 году должен приблизиться к отметке в 1 млрд долл., а объемы продаж этих устройств в регионе EMEA – перейти рубеж в 400 млн долл.

Аналитики отмечают, что объ-емы продаж в сегменте Panel PC сейчас растут быстрее, чем на рынке промышленных ПК в целом. При этом наилучшую динамику пока-зывают встраиваемые панельные ПК повышенной защищенности. По всей вероятности, эти тенден-ции сохранятся и в обозримой пер-спективе, чему в немалой степени должен способствовать продолжа-ющийся бум на рынке HMI-си-стем.

Промышленные интерфейсы – сегодня, «Интернет вещей» – в перспективе

Наряду со стоечными промыш-ленными ПК наметившаяся экспан-сия Box PC угрожает еще и програм-мируемым логическим контролле-рам (ПЛК). Вообще-то, специалисты уже не первый год задаются вопро-сом: «Сочтены ли дни ПЛК?» Но ин-тересно здесь вот что. Раньше, раз-мышляя на эту тему, специалисты чаще всего приходили к выводу, что сама постановка вопроса об окон-чательном уходе устройств данного класса с рынка как минимум пре-ждевременна. Теперь же мы видим, что все больше экспертов в прин-ципе допускают подобную возмож-ность уже в недалеком будущем.

Долгое время считалось, что ПЛК практически невозможно вы-

Рис. 1. Динамика объемов продаж различных типов промышленных ПК на мировом рынке в 2012–2016 годах. Источник: IMS Research (2013)

Рис. 2. Динамика объемов продаж различных типов промышленных ПК в регионе EMEA в 2012–2016 годах. Источник: IMS Research (2013)

67

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


теснить с локального уровня авто-матизированных систем управле-ния технологическими процессами (АСУ ТП). Альтернативным реше-ниям зачастую недоставало компакт-ности, защищенности или удобст-ва в эксплуатации. В иных случаях камнем преткновения становилась поддержка промышленных шин передачи данных, используемых для связи с датчиками первичной информации, контрольно-измери-тельными приборами, исполнитель-ными механизмами и т. д.

Нынешние Box PC наконец-то объединили в себе весь тот набор функциональных свойств и воз-можностей, который позволяет им на равных соперничать с ПЛК. В этом смысле особо хотелось бы отметить поддержку высокоско-ростных промышленных сетевых интерфейсов, в том числе основан-ных на технологии Ethernet. Так, на-пример, в продуктах семейства KBox компании Kontron в качестве опции фигурирует фронтальный разъем для подключения к традиционным про-мышленным сетям Profibus или CAN. При необходимости для поддерж-ки того или иного промышленного интерфейса (например, CANopen, DeviceNet, EtherCAT, EtherNet/IP, Profinet или Sercos III) могут исполь-зоваться модули расширения Mini PCIe компании Hilscher.

Внешние коммуникации – это вообще одно из самых сильных мест компьютеров KBox. В частно-сти, все новые модели имеют не ме-нее двух разъемов Gigabit Ethernet, что само по себе обеспечивает как минимум прекрасные возможности интеграции в существующие ло-кальные сети масштаба предприя-тий (в том числе в качестве шлю-зовых решений). Но ведь к этому еще нужно добавить и развитую инфраструктуру поддержки бес-проводных коммуникаций (Wi-Fi и 3G/4G). Иными словами, перед нами по сути – готовая платформа для «Интернета вещей», объединя-ющего всех людей и все, что они создают, в рамках единого инфор-мационного пространства.

Разумеется, нужно отдавать себе отчет в том, что для россий-ских предприятий пока это звучит несколько экстравагантно. Как по-казывают опросы, лишь немногие

из них уже сейчас готовы к тому, чтобы широко использовать Интер-нет как технологическую среду пере-дачи данных. Но не будем забывать и о том, что «Интернет вещей» – это не просто модная идея, завладевшая широкими массами – от маркето-логов до философов и инженеров. Это прежде всего принципиально новая архитектура информационно-го взаимодействия людей и машин, несущая в себе колоссальный эконо-мический потенциал. Поэтому воз-можность использования приобрета-емых платформ в рамках «Интернета вещей» (даже если в этом пока нет большой необходимости) логичнее рассматривать не столько как прият-ный бонус, сколько как уже сделан-ную инвестицию в завтрашний день и сознательный выбор курса в сто-рону создания решений, ориентиро-ванных на будущее.

Wartungsfrei – техобслуживания не требуется

Главный плюс серийно выпу-скаемых Box PC и панельных ПК Kontron, конечно же, в том, что они представляют собой продукты вы-сокой степени готовности. Имеет-ся в виду их готовность для заказа и последующей поставки заказчи-ку. Стандартные конфигурации, как правило, доступны на регио-нальных складах, и соответственно их поставка не занимает много вре-мени. В тех случаях, когда закупку оборудования необходимо про-извести в сжатые сроки (а у кого, скажите, время от времени не воз-никает подобной необходимости?), это по-настоящему ценно.

Продукты Kontron обладают и другим немаловажным достоин-ством. Многие из них позицио-нируются производителем под де-визом Wartungsfrei (сказываются немецкие корни компании), кото-рый приблизительно можно пере-вести как «отсутствие необходимо-сти в техническом обслуживании на протяжении всего срока экс-плуатации».

Откуда возникла такая уверен-ность? Ведь она означает, что про-мышленные ПК Kontron, по сути, предлагается использовать как обо-рудование исключительно высокой надежности – по принципу «Уста-новил и забыл», а дальше оно рабо-

тает само, без вмешательства ИТ-специалистов. Теперь судите сами. Важнейшая паспортная характери-стика надежности любого оборудо-вания – среднее время наработки на отказ (MTBF). У компьютеров KBox этот показатель достигает 150 тыс. часов (при температуре окружающей среды +30 °C), что оз-начает свыше 17 лет (!) безостано-вочной безаварийной работы.

Один из способов повышения надежности Box PC и Panel PC – отказ от вентиляторов и других устройств, включающих движущие-ся элементы (например, от жестких дисков – вместо них предлагается использовать твердотельные SSD-накопители на основе флеш-па-мяти). Такой подход сейчас ши-роко распространен, и инженеры Kontron просто не имели права им пренебречь. Тем более что полу-проводниковые технологии в наши дни позволяют обходиться без ак-тивного охлаждения микросхем, причем без ущерба для производи-тельности системы.

Еще один кирпич в фундаменте высочайшей надежности промыш-ленных ПК Kontron – материнские платы (или базовые платы, если речь идет о системах на основе ме-тодологии CoM – компьютеров на модуле). Это одна из ключевых компетенций Kontron, своего рода фирменный конек. К проектиро-ванию материнских плат в компа-нии подходят с максимально воз-можной тщательностью. Причем это касается абсолютно всех этапов данного процесса – от выбора ком-понентов (конденсаторы с твердым диэлектриком, коннекторы с позо-лоченными контактами, резисторы с допуском 1 % и т. д.), материалов (печатной платы, текстолита и т. д.) до защиты от разрядов статиче-ского электричества и паразитных импульсов. Не меньшая скрупулез-ность характеризует и работы по на-писанию и отладке BIOS, а также обширную программу инженерной верификации (включает проверку цепей питания, работоспособности всех интерфейсов, тактовых генера-торов и т. д.) и тестовых испытаний. Тесты проводятся в целях проверки функциональности плат, их устой-чивости к воздействию высоких и низких температур, повышенной

68

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


влажности, ударным и вибрацион-ным нагрузкам, перепадам входного напряжения, а также соблюдения требований по охране труда и окру-жающей среды.

Нельзя не упомянуть и о том, что готовые промышленные ПК Kontron в свою очередь тоже под-вергаются тщательным лаборатор-ным тестам: а) на стойкость к аг-рессивным внешним воздействи-ям; б) на безопасность для людей и окружающей среды и отсутствие помех для работы другого элек-тронного оборудования. Испыта-ния могут проводиться как силами самой компании, так и на внеш-них площадках – в строгом со-ответствии с признанными меж-дународными стандартами. Так, нормативную базу тестирования работоспособности в низко- и вы-сокотемпературном окружении, а также испытаний на виброустой-чивость и ударопрочность форми-руют стандарты IEC 60068, приня-тые Международной электротехни-ческой комиссией (IEC). Проверка электромагнитной совместимости включает тесты на помехоэмиссию и помехоустойчивость. Первые проводятся в соответствии с ев-ропейским стандартом EN 55022, а испытания на восприимчивость к различным видам электромагнит-ных помех регламентируются стан-дартами EN 61000-4-2 (электро-статический разряд), EN 61000-4-3 (радиочастотное излучение), EN

61000-4-4 (наносекундные им-пульсные помехи), EN 61000-4-5 (резкие скачки напряжения), EN 61000-4-6 (кондуктивные помехи, наведенные радиочастотными по-лями).

Результаты проводимых испы-таний обычно говорят сами за себя. Так, по результатам недавних тестов в лаборатории QAV Technologies образец промышленного ПК KBox продемонстрировал способность без каких-либо повреждений и потери работоспособности выдерживать лобовой удар с пиковым ускоре-нием 15 g, направленный перпен-дикулярно любой грани корпуса. Там же, в лаборатории, были про-ведены и испытания на вибро-устойчивость. Образец без проблем перенес три двухчасовых сеанса механических колебаний синусои-дальной формы в диапазоне частот от 10 до 500 Гц с амплитудой вибра-ционного ускорения 2 g (по одному тесту – на каждую из осей трехмер-ного пространства). А в ходе тести-рования в климатической камере, проведенного силами самой ком-пании Kontron, компьютер KBox без сбоев проработал по 16 часов при температурах окружающей сре-ды –10 и +60 °C, а также выдержал 48-часовую проверку функциони-рования при циклическом измене-нии температурного режима (меж-ду –10 и +60 °C).

Кратко резюмируя сказанное выше, подчеркнем главное. Надеж-

ность промышленных ПК Kontron – это действительно не пустые слова. За ней стоит репутация одного из са-мых уважаемых брендов в мире про-мышленной электроники и встраи-ваемых технологий, помноженная на выверенные годами и отточенные до мелочей инженерные и бизнес-процессы. И это в полной мере отно-сится к тем моделям Box PC и Panel PC, о которых пойдет речь далее.

О пользе творческого подхода к масштабируемости

Типичный для ИТ-индустрии подход к формированию продук-товых линеек предполагает, что от нижнего уровня производитель-ности к верхнему аналогичным образом растет и функциональ-ность предлагаемых моделей. Од-нако на примере промышленных ПК серии KBox компании Kontron мы видим, что буквально следовать этому шаблону вовсе не обязатель-но. Конечно, искать свой путь с ин-женерной точки зрения сложнее. Но и результат в данном случае вы-глядит иначе по сравнению с типо-выми образцами – технически со-вершеннее и намного интереснее, прежде всего для потенциальных заказчиков.

Возьмите любую модель KBox – она обязательно поддерживает сов-ременный дисплейный интерфейс (HDMI, DVI или DisplayPort), неко-торые – с возможностью подклю-чения нескольких мониторов. На-

Рис. 3. Линейка продуктов KBox наглядно показывает эффективность творческого подхода инженеров Kontron к разработке аппаратных решений

69

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


дежные мини-разъемы mSATA по-зволяют даже в компактных моделях использовать жесткие диски и SSD-накопители с высокой скоростью записи, чтения и передачи данных. В некоторых моделях реализована поддержка сменных карт флеш-па-мяти (microSD, SD или CFast). Нако-нец, возможность функционального расширения (с помощью модулей PCIe и/или Mini PCIe) характеризует абсолютно все модели KBox, вклю-чая даже сверхкомпактные.

Как уже отмечалось выше, внешние интерфейсы – одна из са-мых сильных сторон KBox. В пер-вую очередь это касается возмож-ностей подключения к промыш-ленным шинам передачи данных и сетям Gigabit Ethernet (в том чи-сле – с поддержкой функции Wake-on-LAN и протокола временной синхронизации IEEE 1588), а так-же беспроводных коммуникаций. Немаловажно и то, что большин-ство моделей KBox поддерживают высокоскоростной периферийный интерфейс USB 3.0.

Здесь самое время заметить, что по производительности промышлен-ные ПК KBox ранжируются от ми-ниатюрных Box PC на базе Intel Atom (с низким или сверхнизким энерго-потреблением) до мощнейших уль-трасовременных систем с процес-сорами Intel Core четвертого поко-ления. Но при этом даже старшие модели остаются достаточно ком-пактными и могут обходиться без использования вентиляторов. Так что гибкость и масштабируемость – это не только важные достоинст-ва продуктовой линейки KBox, но и наглядное свидетельство эф-фективности творческого подхода инженеров Kontron к разработке аппаратных решений (рис. 3).

KBox A‑101: качество и надежность при умеренной цене

Одноплатный компьютер KBox A-101 на базе двухъядерного Intel Atom D2550 (1,86 ГГц) представля-ет собой одну из миниатюрных мо-делей в нынешней линейке KBox. Его габаритные размеры составля-ют 210 × 65 × 140 мм, вес – около 2,5 кг. Это недорогой продукт, ком-плектующийся платой на чипсе-те Intel NM10 Express и оператив-ной памятью DDR3–1066 объемом

до 4 Гбайт и рассчитанный на пас-сивное охлаждение (без вентилято-ров). Среди функциональных воз-можностей, реализуемых на уровне опций, выделим поддержку про-мышленных шин CAN и Profibus и установку двух антенн для бес-проводных коммуникаций.

Сфера возможного применения компьютеров KBox A-101 не ограни-чивается системами промышленной автоматизации. Они также хорошо подходят, например, для медицин-ского оборудования, игровых кон-солей и различных встраиваемых приложений. При этом важно под-черкнуть, что данная модель пред-назначена для высоконадежных ре-шений (рис. 4) бюджетного класса.

Варианты монтажа промыш-ленных ПК KBox A-101 включают возможности крепления на стену, на стол и на DIN-рейку. В качест-ве основных программных плат-форм для KBox A-101 фигурируют Windows XP 7, Windows Embedded Standard 7, Windows Embedded Compact 7, а также Fedora 17.

KBox C‑101: производительность и функциональность

Флагманский продукт линейки KBox реализован на базе компью-тера на модуле стандарта COM Express. Стандартная конфигура-ция включает модуль серии Kontron COMe-bHL6 (формфактор – COM Express basic, расположение вы-водов – Type 6) с двухъядерным процессором Intel Core i5-4402E

(1,6 ГГц) и оперативной памятью DDR3L-1600 объемом до 4 Гбайт. Если заказчику требуется более вы-сокая производительность, можно использовать модуль той же серии с более мощным процессором – вплоть до четырехъядерного Intel Core i7–4860EQ (1,8 ГГц).

Габариты данной модели – 236 × × 155 × 210 мм (без монтажной пла-стины), вес – менее 5 кг. Базовая плата выполнена на чипсете Mobile Intel QM87. Как и положено стар-шей модели, KBox C-101 выделяется прежде всего своей производитель-ностью, но вместе с тем рассчитан на безвентиляторное охлаждение и обладает широкими возможностя-ми по использованию модулей рас-ширения PCIe и Mini PCIe.

Компьютеры данной модели предназначены для использования главным образом в шкафах управ-ления (рабочий диапазон темпера-тур – от 0 до +50 °C, влажность – до 93 % при температуре +40 °C). Основной программной платфор-мой для KBox C-101 является ОС Windows Embedded Standard 7.

Micro Client 3: визуализация на производственных линиях

Серию Micro Client 3 (рис. 5) можно назвать одним из наиболее ярких представителей текущего по-коления панельных ПК Kontron. В эту серию входят модели с диа-гональю сенсорного ЖК-экрана от 10,4 до 17 дюймов. Самая ходо-вая модель – Micro Client 3w 156

Рис. 4. Промышленный ПК Kontron KBox A‑101 в лабораторном тестировании на устойчивость к воздействию электромагнитных помех в соответствии

со стандартом EN 61000‑4‑4

70

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


с широкоэкранным дисплеем с диа-гональю 15,6 дюйма.

Все модели серии Micro Client 3 представляют собой одноплатные компьютеры на основе Intel Atom D2550, выполненные без исполь-зования вентиляторов. Максималь-ный объем оперативной памяти DDR3 у любой модели – 4 Гбайт. Как и в случае с KBox, панельные ПК Micro Client 3 характеризуются широкими возможностями по ра-боте с накопителями и развитой поддержкой высокоскоростных ин-терфейсов (промышленные шины, Gigabit Ethernet, USB 3.0). Среди прочих функций выделим разъем для подключения внешнего мо-нитора и опциональную поддерж-ку беспроводных коммуникаций и технологии радиочастотной иден-тификации RFID.

Лицевая панель всех моделей серии Micro Client 3 обладает за-щитой уровня IP65 по шкале меж-дународного стандарта IEC 60529, что означает: а) полную пылене-проницаемость; б) сохранение ра-ботоспособности под струей воды, падающей под любым углом. По-казатель MTBF для этих панельных ПК, по данным Kontron, превышает 40 тыс. часов (без учета модуля LED-подсветки дисплея). Модель Micro Client 3w 156 может работать при температурах окружающей среды от 0 до +55 °C, остальные модели – от 0 до +50 °C. Допустимая относи-тельная влажность – от 10 до 90 %, высота – до 2000 м. Все модели, согласно спецификации, способны

выдерживать удар с пиковым уско-рением 15 g и вибрационную на-грузку амплитудой 1 g в диапазоне частот от 10 до 500 Гц.

Важнейшая сфера применения панельных ПК Micro Client 3 – пред-приятия энергетики, а также химиче-ской, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленно-сти. Основное предназначение этих устройств – мониторинг и управле-ние промышленными автоматами на производственных линиях. К ти-пичным вариантам их установки относят монтаж на щитах и в шка-фах управления. При необходи-мости в комплект поставки может быть включен набор креплений для монтажа по стандарту VESA 100.

Базовые программные платфор-мы для данной серии Panel PC вклю-чают OC Windows XP Embedded, Windows Embedded Standard 7, Windows Embedded Compact 7, а так-же встраиваемые варианты ОС Linux.

Разработка платформ на заказ: решение есть всегда

Готовые модели промышленных ПК Kontron – это, можно сказать, классика жанра. Широкий выбор стандартных конфигураций и опций к ним, отличная надежность, мини-мальные сроки поставок, доступные цены и снижение общей стоимости владения – все это выгодно и удоб-но как системным интеграторам, так и заказчикам. Однако, как пока-зывает опыт, в рамках классическо-го подхода далеко не всегда удается найти оптимальное решение задачи, которую ставит перед собой заказ-чик. Более того, бывает, что и при-емлемого решения не удается найти, а то и вообще никакого.

В подобных случаях обычно выручает кастомизация, или раз-работка индивидуального решения для конкретного приложения или заказчика с нуля либо на базе до-ступного стандартного продукта. Некоторые системные интеграторы занимаются этим сами – при на-личии соответствующих ресурсов (людских, временных и т. д.) и ком-петенций. В противном случае вы-годнее поступать иначе.

Сегодня в России существуют профессиональные дизайн-центры, услуги которых включают весь цикл создания заказного решения – от эк-спертизы или разработки техни-ческого задания до сертификации и серийного производства готового изделия, если в этом будет необ-ходимость. Один из таких центров создан в компании «РТСофт». За время его существования в нем накоплен уже достаточно большой опыт заказной разработки компью-терных платформ промышленно-

Рис. 5. Панельные ПК Micro Client 3 представляют собой одноплатные компьютеры на базе Intel Atom D2550, характеризующиеся широкими возможностями по работе

с накопителями и разнообразием высокоскоростных внешних интерфейсов

Рис. 6. Многофункциональная платформа «Кена», разработанная в дизайн‑центре компании «РТСофт»

71

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Рис. 7. Обладая защитой уровня IP65 по всей поверхности корпуса, панельный ПК «РТКон» подходит для широкого круга промышленных приложений

го назначения, в том числе Box PC и Panel PC.

Пример такой разработки – многофункциональная платформа «Кена», выполненная в архитекту-ре COM Express. Текущий вариант этой платформы (версия 2.0) пред-полагает использование модулей с процессорами вплоть до четвер-того поколения Intel Core. Габарит-ные размеры базовой платы состав-ляют 150 × 125 мм (рис. 6).

В стандартном варианте «Кена» рассчитана на эксплуатацию при температурах от 0 до +60 °C. Одна из основных отличительных особен-ностей этой платформы – развитая поддержка беспроводных интерфей-сов (Wi-Fi, LTE, 3G) и навигацион-ных технологий GPS и ГЛОНАСС на уровне базовых конфигураций. Впрочем, и с проводными интерфей-сами (DisplayPort, Gigabit Ethernet, USB 3.0 и др.) дело обстоит не хуже.

Платформа «Кена» предназначе-на главным образом для создания вы-соконадежных промышленных си-стем, которые работают в непрерыв-ном режиме в течение длительного времени, не требуя при этом техни-ческого обслуживания. Наряду с ак-

туальными версиями наиболее по-пулярных встраиваемых ОС Windows и Linux для «Кены» может быть реа-лизована (на проектной основе) под-держка таких операционных систем, как QNX, LynxOS, VxWorks, Android, МСВС.

Еще один пример собственной разработки дизайн-центра «РТСофт» – панельный HMI-компьютер «РТКон» (рис. 7), предназначенный для жест-ких условий эксплуатации (диа-пазон рабочих температур от –20 до +50 °C). Он также выполнен в ар-хитектуре COM Express – поддер-живаются модули на базе Intel Atom серии E600. Габаритные размеры устройства – 310 × 214 × 65 мм, вес – менее 4 кг.

Панельный ПК «РТКон» осна-щен резистивным сенсорным ди-сплеем с диагональю 10,4 дюйма и обладает защитой уровня IP65 по всей поверхности корпуса. Об-ращает на себя внимание также наличие двух слотов для сим-карт и сразу трех антенных SMA-разъ-емов. В то же время понятно, что на беспроводных коммуникаци-ях и GPS-навигации свет клином не сошелся. Не забыли разработ-

чики, разумеется, и о проводных интерфейсах, и о поддержке акту-альных версий современных опе-рационных систем (Windows, Linux, QNX, VxWorks).

Диапазон применения панель-ных ПК «РТКон» охватывает ши-рокий класс задач в таких областях, как промышленность, энергетика, транспорт и оборонный комплекс. При этом важно отметить рефе-ренсный характер дизайна обеих рассмотренных платформ («Кена» и «РТКон»). Благодаря этому адап-тировать функциональность любой из них к условиям конкретного приложения или проекта можно не только быстро, но и в рамках разумного бюджета.

ЗаключениеК каким же выводам можно

прийти, сравнив наиболее весомые плюсы готовой классики промыш-ленных ПК и разработки платформ по индивидуальному заказу? Основ-ных выводов два. Первый вполне очевиден и заключается в том, что универсального решения, как гово-рится, на все случаи жизни, не суще-ствует. Поэтому, определяясь с выбо-ром в пользу того или иного подхода, первым делом следует принимать во внимание специфику приложения и требования заказчика.

Другой вывод, пожалуй, важнее и состоит в том, что рассмотренные подходы не противоречат друг дру-гу. А это значит, что к их объедине-нию в рамках комплексной страте-гии совместной работы с заказчи-ком уместно присмотреться более внимательно. Подобного рода стра-тегия может, к примеру, предусма-тривать приоритет готовой клас-сики на ранних этапах реализации проекта, а затем, при доводке реше-ния, – смещение в сторону заказ-ного дизайна. В том, что такой путь в некоторых случаях может быть оптимальным, убеждает нынеш-няя, довольно обширная, практика применения промышленных ПК.

О.В. Холодный, менеджер направления,ЗАО «РТСофт», г. Москва,

тел.: (495) 967‑1505,e‑mail: [email protected],

www.rtsoft.ru

73

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014

В обычной ежедневной спешке мы обычно просто не задумываем‑ся, насколько благодаря техниче‑скому прогрессу изменился окру‑жающий нас мир. Многие привыч‑ные вещи, с которыми мы постоянно сталкиваемся дома, на улице, на ра‑боте, не так давно были совершенно другими. Люди старшего поколения хорошо помнят довольно громозд‑кие, «привязанные» проводом к ро‑зетке телефонные аппараты, сде‑ланные в 70–80‑х годах прошлого века. И шумные печатные машин‑ки с тугими клавишами и постоян‑но пересыхающей красящей лен‑той. И то, как непросто было найти на бумажной карте нужную улицу в незнакомом городе. А сегодня… Мы в любой момент и в любом ме‑сте говорим по смартфону, редак‑тируем текст на компьютере и рас‑печатываем его на лазерном прин‑тере, прокладываем оптимальный маршрут в навигаторе…

Но существуют сферы деятель‑ности, где порой кажется, что про‑гресс, если и происходит, то не на‑столько заметно. Например, в элек‑тромонтаже, где для оконцевания проводов с жилами небольших сечений вместо пайки применяет‑ся механическая опрессовка: уже многие десятилетия для этого ис‑

пользуются ручные механические пресс‑клещи. Они могут отличать‑ся по конструкции, быть более или менее удобными, но в любом слу‑чае их рукоятки нужно сжимать. Взял инструмент в руку – и вперед! Хорошо, если требуется сделать за день 20–30 обжимов. А если ве‑дется работа по сборке серийного оборудования, например шкафов релейной защиты и автоматики?

Ведь при такой работе, бывает, приходится выполнить несколько сотен обжимов наконечников в те‑чение смены. Хорошо бы, конечно, иметь для этого руки, как у кибор‑га, но в реальной жизни эти опера‑ции выполняют совершенно обык‑новенные монтажники. И монтаж‑ницы, между прочим, тоже.

Казалось бы, существует вариант решения – стационарные пресс‑

KLAUKE-MICRO совмещает в себе функции механических пресс-клещей и электрического инструмента, таким образом позволяя выполнять работу по монтажу точно и без чрезмерного мышечного напряжения, способного привести к ошибкам от усталости.

ЗАО «ЮНИТ МАРК ПРО», г. Москва

KLAUKE-Micro. Электрические пресс-клещи меняют традиционный взгляд на технологию монтажа

Рис. 1. Инструмент KLAUKE-Micro с наконечниками для оконцовки

74

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014

устройства. Но они, увы, годятся не для всех случаев. Технологи го‑ворят: когда нужно вести монтаж непосредственно внутри шкафа, то альтернативы ручным пресс‑клещам просто нет. Однако теперь можно сделать существенную по‑правку: ее не было до последне‑го времени. Потому что в апреле 2014 года на выставке в Ганновере известная немецкая компания‑про‑изводитель KLAUKE представила новый ручной электрический акку‑муляторный инструмент, получив‑ший наименование KLAUKE‑Micro (рис. 1), способный заменить тради‑ционные механические пресс‑кле‑щи практически во всех случаях их применения.

Чем же интересен этот инстру‑мент? Ну, в первую очередь тем, что в нем для обжима кабельного наконечника используется мощ‑ность миниатюрного встроенного электродвигателя. При этом усилие обжима весьма впечатляющее – 15 килоньютонов, то есть примерно 1,5 тонны. Инструмент отличается от всех существующих инструмен‑тов такого типа очень скромными габаритами и небольшим весом. По размеру он немногим больше обычных механических пресс‑кле‑щей с храповым механизмом. Да и масса у него всего 960 граммов. Он легко и удобно удерживается

рукой на весу (рис. 2), чему в нема‑лой степени способствуют его эрго‑номические параметры – сбаланси‑рованность и удобное место хвата с мягкими резиновыми вставками. Собственно, уже это делает инстру‑мент KLAUKE‑Micro уникальным. До сих пор никому из производите‑лей не удавалось создавать настолько компактного устройства, которым можно было бы работать на монта‑же внутри электрошкафа, пульта или другого электротехнического устрой‑ства, где плотно размещенная «на‑чинка» существенно ограничивает пространство для маневра.

Но инструменту KLAUKE‑Micro свойственна еще одна важная осо‑бенность – операция опрессовки наконечников на жиле провода про‑исходит в привычном для работы ручными пресс‑клещами режиме, то есть в два этапа. Сначала выпол‑няем позиционирование наконеч‑ника и его механический поджим вручную, просто и практически без усилия нажав на рычажок управ‑ления. А потом уже производим собственно обжим, при котором

усилие обеспечивает электродви‑гатель, работающий от аккумуля‑тора. Такая технология позволяет выполнять опрессовку наконечни‑ков быстро и максимально удобно, без множества повторяющихся му‑скульных усилий. При этом допу‑скается минимум брака из‑за непра‑вильного взаимного расположения наконечника, жилы провода и ма‑триц. Тут нет типичного недостатка, которого можно было бы ожидать от электрического инструмента: на‑жал кнопку, «вжик» – и всё получи‑лось так, как получилось. В инстру‑менте KLAUKE‑Micro ничто не ме‑шает правильно и точно установить наконечник в ячейке матрицы, акку‑ратно заправить в него зачищенную жилу провода, а потом уже сделать «вжик». После этого инструмент автоматически вернется в исходное состояние. Время опрессовки од‑ного наконечника, кстати, состав‑ляет всего 1,5 секунды.

Инструмент KLAUKE‑Micro универсален, поскольку установ‑ленные в нем пресс‑матрицы мож‑но поменять на любые другие из ас‑сортимента сменных матриц «пяти‑десятой» серии KLAUKE (рис. 3).

С этими матрицами можно оконцовывать провода самыми раз‑ными наконечниками. Например, изолированными кольцевыми, ви‑лочными и штыревыми с сечением до 6 мм². А медными трубчатыми наконечниками и соединителями – с сечением до 10 мм². Неизолиро‑ванными наконечниками из ли‑стовой меди с пропаянным швом на хвостовике – тоже до 10 мм². Ну и, конечно же, втулочными – тут сечение может доходить до 50 мм². Матрицы при необходимости ме‑няются в инструменте с помощью отвертки за пару минут.

Электрические пресс‑клещи осна‑щены современным литий‑ионным аккумулятором. У него низкий са‑моразряд, а подзаряжать его можно в любой удобный момент, не опа‑саясь потери емкости. Очень удоб‑но еще и то, что на корпусе аккуму‑

Рис. 2. Опрессовка с помощью инструмента KLAUKE-Micro

Рис. 3. Набор пресс-матриц для KLAUKE-Micro

75

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014

лятора есть индикатор уровня за‑ряда, так что ожидать неожиданной остановки инструмента не прихо‑дится. На одном заряде можно вы‑полнить примерно 300 обжимов на‑конечников сечением 10 мм², а ког‑да аккумулятор все‑таки разрядится, на его зарядку потребуется около 40 минут. Электрическая сущность инструмента проявляется даже в том, что рабочая зона во время выполнения операции освещается мощным светодиодом, встроенным в корпус. Это, несомненно, плюс, поскольку уровень рабочего освеще‑ния не всегда бывает достаточным.

В базовый комплект поставки инструмента KLAUKE‑Micro, име‑ющий артикул EK50ML, входит сам инструмент с аккумулятором, зарядное устройство и фирмен‑ный пластиковый кейс с внутрен‑ней вставкой, разбитой на ячейки (рис. 4). В ячейках можно хранить нужные матрицы или упаковки с наконечниками. В этой комплек‑тации в инструмент уже установле‑ны матрицы для опрессовки изоли‑рованных наконечников с сечени‑ем до 6 мм².

Есть еще один вариант комплек‑тации с артикулом EK50MLL. Это только инструмент с аккумулятором, без матриц, зарядного устройства и кейса. Когда рассматривается во‑прос закупки нескольких инструмен‑тов, то сочетание базового EK50ML с одним или несколькими EK50MLL позволяет сэкономить. При этом для зарядки аккумуляторов 2–3 инстру‑ментов можно будет использовать одно зарядное устройство.

Какие бы замечательные функ‑ции и возможности ни были зало‑

жены в конструкцию инструмента, его реальную полезность и востре‑бованность можно оценить только на практике. Прежде чем вывести на рынок этот инновационный про‑дукт, компания KLAUKE провела ряд тестовых мероприятий по его массовому применению в условиях реального производства на электро‑технических заводах Европы. Резуль‑таты оказались очень позитивными. Более того, в течение первых же трех с половиной месяцев с момента на‑чала продаж через дилерскую сеть завод KLAUKE в Ремшайде полу‑чил более 3000 заказов на свое новое изделие.

Итак, с помощью инструмента EK50ML KLAUKE‑MICRO удает‑

ся многократно снизить усталость мышц ладони и запястья у операто‑ра даже при достаточно продолжи‑тельной и интенсивной работе. По‑этому практически исключаются связанные с утомлением ошибки, а процесс работы становится суще‑ственно менее трудоемким.

Новый инструмент KLAUKE‑MICRO может применяться при производстве монтажно‑сборочных работ на предприятиях, выпускаю‑щих электрошкафы и щиты, на за‑водах, производящих аппаратуру автоматического управления и элек‑тропитания, измерительные прибо‑ры, средства связи, электроприводы, подъемное оборудование, бытовую электротехнику и многое другое.

Рис. 4. Пластиковая упаковка-кейс для инструмента KLAUKE-Micro

А.Н. Бондаренко,бренд-менеджер марки KLAUKE,

компания ЗАО «ЮНИТ МАРК ПРО», г. Москва,официальный дистрибьютор KLAUKE в России,


www.umpgroup.ru

77

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Компания «Технотроникс» за-нимается диспетчеризацией теле-коммуникационных компаний (опе-раторов связи), внедряя на объектах связи систему охраны, мониторинга и дистанционного управления собст-венной разработки. Проанализиро-вав процессы внедрения и эксплуа-тации нашей системы, мы подмети-ли одну неприятную особенность, которую можно назвать «информа-ционным неравенством»: в одном месте (у диспетчера) информации избыток, а в другом (на объекте) – ее дефицит.

Мы подумали: насколько более рациональным и современным ста-нет процесс эксплуатации, если со-трудник, находящийся на объекте, сумеет «наладить диалог» с системой мониторинга! При этом часть ин-формации он будет передавать в сис-тему (например, осуществлять ав-торизацию доступа), а другую часть информации – получать из системы

(состояние датчиков, значение изме-ряемых параметров и т. п.).

«Информационное неравенство»: пример из практики

Опишем типичную ситуацию из нашей практики. На телекомму-никационном предприятии органи-зована система мониторинга произ-водства компании «Технотроникс»

(АПК «Ценсор-Технотроникс»). Эта система объединяет несколько со-тен или даже тысяч разнородных объектов связи: большие и малые АТС, телекоммуникационные кон-тейнеры, шкафы FTTB, распреде-лительные шкафы (РШ), колодцы кабельные смотровые (ККС) и др. На вершину пирамиды помещен диспетчер, к которому стекается

Компания «Технотроникс» разработала приложение TechnotronicsMobile для мобильного телефона, которое в корне меняет технологию обслужива-ния объектов мониторинга. Используя приложение, обслуживающий пер-сонал сможет видеть состояние объектов наравне с диспетчером. Больше не нужно будет при выезде на объект поддерживать связь с диспетчером, чтобы авторизоваться на объекте или убедиться, что объект встал на ох-рану после проведения работ. Всё это и многое другое сотрудник сможет сделать с помощью приложения TechnotronicsMobile на своем телефоне.

ООО «Технотроникс», г. Пермь

Новая технология обслуживания объектов мониторинга: приложение TechnotronicsMobile

К 2014 году на базе оборудования и программного обеспечения компании «Технот-роникс» успешно работают порядка 250 диспетчерских служб более чем в 200 горо-дах России и стран СНГ. Например, 60 % филиалов самого крупного оператора связи в России – ОАО «Ростелеком» – оснащены системой мониторинга необслуживаемых объектов от «Технотроникса».

Функциональность системы: • охранно-пожарная сигнализация; • контроль параметров жизнеобеспечения объекта (подача электроэнергии, темпе-

ратура, протечка, влажность и др.); • управление оборудованием и его перезагрузка; • трансляция данных с оборудования с интерфейсами RS-485/RS-232/CAN в их ПО; • энергоучет и контроль энергопараметров; • охрана линейно-кабельных сооружений операторов связи.

78

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


разнообразная информация о со-стоянии объектов. Вместе с тем персонал, который обслуживает вышеуказанные объекты, полно-стью отключен от информации, формирующейся системой мони-торинга в результате его же, персо-нала, деятельности. Единственный способ узнать, КАК и ЧТО видит система, – это позвонить диспетче-ру, который и без того очень занят.

Итак, сотрудник X получает за-дание посетить безлюдный объект Y, который мониторится нашей систе-мой, и провести там некоторые рабо-ты. X открывает объект и снимает его с охраны. Далее сотрудник должен авторизоваться, то есть сообщить системе и диспетчеру о том, что на объект проник не злоумышлен-ник, а именно он, X. Если объект относительно крупный и оснащен контроллером нашего производст-ва, реализующим авторизацию «до-мофонным» чип-ключом, то про-цесс идентификации произойдет автоматически. Но на самых мас-совых объектах связи – в распреде-лительных шкафах, шкафах FTTB (широкополосный доступ в Интер-нет), смотровых колодцах – авто-ризации, как правило, нет. У это-го обстоятельства две причины:

во-первых, при большом количест-ве объектов авторизация – дорогое удовольствие, а во-вторых, иногда оборудование для нее некуда крепить (колодцы ККС). А значит, X вынуж-ден звонить диспетчеру.

Предположим теперь, что наш сотрудник должен отрегулировать температуру на объекте, которая, на основании показаний датчика, признана недопустимо высокой. Он изменяет режим работы кондици-онера. А результат этого действия ему не виден, ведь он отображается только у диспетчера. И снова на-чинаются телефонные переговоры. Вот что мы называем «информаци-онным неравенством»!

Знакомьтесь, новая технология TechnotronicsMobile!

Чтобы преодолеть «информаци-онное неравенство», мы разработа-ли новую технологию обслуживания объектов мониторинга, при которой сотрудник, работающий на объекте, подключен к системе мониторин-га и взаимодействует с ней в плане авторизации доступа и получения оперативной информации о функ-ционировании объекта.

В качестве инструмента интер-активной связи мы предлагаем ис-

пользовать служебный сотовый те-лефон сотрудника с установленным на нем приложением Technotronics-Mobile, разработанным в нашей компании. Минимальные требо-вания к телефону, который можно программно трансформировать по-добным образом:

`` наличие мобильной операци-онной системы (в настоящий момент существует версия нашего приложе-ния, работающая под ОС Android. В перспективе планируется вариант для iOS, то есть для айфонов);

`` возможность определения ко-ординат в системе GPS (ГЛОНАСС);

`` доступ в мобильный Интернет.Со стороны сервера диспетчер-

ского центра интерактивную связь организует специальная новая под-система «Связь с TechnotronicsMo-bile», приобретенная пользователем у ООО «Технотроникс». Эта подси-стема включается в состав нашего тра-диционного ПО «Технотроникс.SQL».

Как работает приложение TechnotronicsMobile?

Работу новой системы поясним на конкретном примере. Предпо-ложим, что монтер, получив теле-фон с приложением, направляется на колодец ККС для проведения ра-

Рис. 1. Работа с помощью приложения TechnotronicsMobile: шаги 1, 2, 3

1 2 3Авторизация Выбор типа объекта Первичное позиционирование

79

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Рис. 2. Работа с помощью приложения TechnotronicsMobile: шаг 4

бот. Для подключения к системе ему необходимо будет проделать следу-ющие операции.

Шаг 1. Авторизация в системе.Сотрудник открывает прило-

жение и авторизуется в нем, вводя имя и пароль (рис. 1, шаг 1).

Шаг 2. Выбор типа объекта.Учитывая, какое разнообразие

объектов находится на предпри-ятии электросвязи, необходимо пояснить системе, с каким имен-но типом оборудования будет идти работа (рис. 1, шаг 2). Если за кон-кретным пользователем закреплен только определенный тип объектов (например, колодцы), то выбор до-статочно сделать всего один раз.

Шаг 3. Первичное позициониро-вание на местности.

Это действие производится пер-соналом по прибытии в район про-водимых работ. При позиционирова-нии телефон пользователя передает свои GPS-координаты в централь-ное ПО и получает в ответ коорди-наты всех объектов, находящихся в радиусе одного километра (ради-ус тоже конфигурируется) вокруг точки позиционирования, а также текущий статус этих объектов (для колодцев – закрыт/открыт). В ито-ге наш пользователь видит карту

местности с нанесенными на нее условными обозначениями объек-тов (в нашем случае – колодцев) и их состояния (рис. 1, шаг 3).

Шаг 4. Выбор конкретного объек-та, авторизация, работа с объектом.

Действие совершается в тот мо-мент, когда пользователь подошел к объекту вплотную. Он нажимает пальцем на условное обозначение конкретного объекта на экране, появляется окно с информацией о нем: координаты объекта, состоя-ние в настоящий момент (открыт или закрыт), время последней авто-ризации и др. (рис. 2, слева). Нажав на окно с информацией, пользова-тель извещает ПО диспетчерского центра о своем выборе. В ответ он получает сообщения (показанные на рис. 2 в центре и справа) и по-следовательно отвечает на них.

Результаты работы приложения TechnotronicsMobile

Что произойдет в результате действий нашего монтера?

1. Автоматическая авторизация максимально дешевым способом. Монтер авторизуется в центральном ПО, и диспетчер увидит факт и ре-зультат авторизации (фамилию мон-тера) без каких-либо манипуляций

с его, диспетчера, стороны. А это зна-чит, что вопрос с авторизацией мож-но решить на сотнях и даже тысячах объектов самым дешевым спосо-бом – просто выдать обслуживающе-му персоналу телефоны с приложе-нием Technotronics Mobile.

2. Получение информации об объекте в режиме онлайн. Монтер увидит всю информацию о текущем состоянии объекта. В случае с ко-лодцами она невелика – отражается только факт вскрытия люка и темпе-ратура внутри колодца. Зато по окон-чании работ сотрудник сможет само-стоятельно закрыть колодец, увидеть, что объект встал на сигнализацию, и покинуть объект с чувством выпол-ненного долга.

Разумеется, если объект, на ко-торый вышел сотрудник, сложнее, то доступная информация о его со-стоянии будет более весомой (сиг-налы, измерения и т. п.).

Читая данную статью, некоторые коллеги могут задаться вопросами: «Почему авторизация и работа с при-ложением является многоступенча-той? Для чего необходимо предвари-тельное позиционирование? Почему нельзя сразу встать непосредственно у объекта и послать его координа-ты?». Дело в том, что с помощью

4 Выбор конкретного объекта, авторизация, работа с объектом

80

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


GPS (ГЛОНАСС) координаты опре-деляются с погрешностью. В зави-симости от рельефа местности эта погрешность может достигать сотен метров. А это значит, что велик риск элементарно перепутать объекты и свести весь замысел к нулю. По-этому предварительно определя-ется район присутствия, а дальше сам пользователь указывает на кон-кретный объект на экране. В таком случае ошибка определения исклю-

чена. И кстати, предварительное по-зиционирование – вовсе не лишний шаг. Ведь пользователь получает справочную информацию, облегча-ющую поиск конкретного объекта на местности. К тому же он видит оперативную обстановку, результат работы коллег, если работает бри-гада, и т. п.

В заключение хотелось бы доба-вить пару слов о таком неочевидном козыре новой технологии, как по-

вышение профессиональной психо-логической мотивации сотрудников. Не секрет, что по мере ухода кабель-щиков и монтеров-«зубров» и прихо-да на их место молодежи, престиж-ность такого занятия, как обслужи-вание шкафов или колодцев, падает. В этих условиях оснащение молодых сотрудников современным инстру-ментом, практически гаджетом, по-высит их самооценку и даст стимул к работе.

А. Я. Раскин, технический директор,ООО «Технотроникс», г. Пермь,


www.ttronics.ru

Охрана, мониторинг и дистанционное управление для различных объектов

Компания «Технотроникс» разработала контрол-леры-«удлинители», функциональность которых мож-но настроить по желанию заказчика. Благодаря своей функциональной гибкости контроллеры АЯКС-LAN и АЯКС-GSM могут быть использованы для монито-ринга параметров, охраны и дистанционного управ-ления на самых различных промышленных объектах. Например, они идеально подходят для мониторинга серверных и центров обработки данных. Контрол-леры различаются, в первую очередь, каналом связи с центром: АЯКС-LAN передает данные по Ethernet, а АЯКС-GSM работает по GSM. При соответствую-щей настройке портов контроллеры способны обеспе-чивать выполнение следующих задач:

`` контроль температуры;`` управление климатом;`` контроль питания;`` перезапуск зависшего каналообразующего обору-

дования;`` дистанционное снятие показаний с электросчет-

чиков;`` управление различным оборудованием как по ко-

манде из центра, так и в автоматическом режиме;`` охрана с авторизацией доступа;`` контроль пожара;`` контроль протечки и влажности;`` и другое.

Конструктив контроллеров АЯКС-LAN и АЯКС-GSM

Контроллеры выпускаются в виде управляемого удлинителя с блоком розеток. Такой конструктив поз-воляет с легкостью решить две задачи: организации пи-тания (контроллер нужно просто включить в розетку) и управления сторонним оборудованием (оборудование нужно включить в управляемую розетку контроллера).

Технические характеристики

Контроллер АЯКС-LAN имеет:1) шесть универсальных портов ввода-вывода, кото-

рые по желанию заказчика можно настроить, как:

Порты ввода / вывода АЯКС-LAN Функции портов

Дискретный порт Подключение датчика вскрытия двери, протечки

Измерение напряженияИзмерение температуры, влажности, напряжения на вы-ходе аккумулятора

Счетчик импульсов Учет потребляемых ресурсов (электроэнергии, воды, тепла)

Вход «Вибрация» Подключение импульсного датчика удара/вибрации

Измерение сопротивления Контроль целостности кабелей / шлейфов

Управление нагрузкой Включение / выключение / перезагрузка оборудования

Вход «Авторизация»Авторизация доступа путем считывания ключей iButton, proximity-карт

Индикатор «на охране» / «снято с охраны»

Индикация охраны / отсутствия охраны объекта

2) вход «Температура» для подключения датчика температуры;

3) выходы «Управление оборудованием» для вклю-чения/выключения/перезагрузки различного оборудо-вания. Управление осуществляется автоматически и по команде из центра. Также в контроллер встроен узел пин-гования IP-адреса сервера центра мониторинга для пере-запуска зависшего каналообразующего оборудования.

Техническое исполнение АЯКС-GSM несколько отличается. Кроме того, АЯКС-GSM имеет дополни-тельную функцию: если на объекте пропадает пита-ние, контроллер отправляет соответствующее аварий-ное СМС-сообщение в программное обеспечение ди-спетчерского центра.

83

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Продукция компании MICRORISCКаков рецепт современных ра-

диомодулей? Помимо современных решений и продуманной конструк-ции, допускающей возможность технической модернизации и прог-раммного обновления, они должны отличаться надлежащим исполнени-ем. Некачественные элементы или сборка способны загубить на корню все достоинства, которые заложил в устройство разработчик. Риск еще больше, если изделие выпускается небольшой серией и малоизвестным производителем: ведь проконтроли-ровать качество продукции (а, как известно, большинство ее делается в Китае) очень сложно. Порой по-влиять на завод-изготовитель просто невозможно.

Во многом такая ситуация сло-жилась из-за конкуренции цен на современном рынке компонен-тов для автоматизации. Однако, во-преки расхожему мнению, низкая цена вовсе не обязательно дает из-делию явное преимущество. Мно-гие предпочтут прибор, собранный в Европе, который ценится куда выше, чем тот же прибор, сделанный в Китае, – ценится во всех смыслах:

и обладает популярностью как каче-ственный продукт, и дороже стоит.

А есть ли золотая середина? К счастью, есть!

Примером гармоничного со-отношения качества и стоимости продукции является компания MICRORISC – крупный чешский производитель беспроводных ра-диорешений (868/433 МГц) с под-держкой MESH-сетей, полностью готовых к интеграции и внедрению в системы телеметрии и связи.

Головной офис этой фирмы рас-положен в Чешской Республике, а филиалы – в США, Китае, Герма-нии и Польше. Отдел исследований и разработок MICRORISC сущест-вует уже 10 лет и в настоящее время насчитывает 30 человек. Компания имеет свыше 20 патентов на изобре-тения, а также собственную облач-ную платформу IQRF.Cloud.

Продукция MICRORISC исполь-зуется в самых разных сферах:

`` в телеметрии, для удаленного сбора показаний измерительных при-боров и энергоучета;

`` при автоматизация здании и со-оружений, в том числе для системы «умного дома»;

`` в системах управления осве-щением улиц и системах «умного города»;

`` в интеллектуальных транс-портных системах;

`` в промышленности;`` в автоматизированных системах

инвентаризации, контроля и управ-ления движением товаров.

Из-за своего географичес кого положения компания, несомненно, спо собна выигрывать в цене на рос-сийском рынке у ведущих западных брендов, при том что по качеству продукции, благодаря своему евро-пейскому подходу к производству, она успешно с ними конкурирует.

Казалось бы, подобное соотно-шение цены и качества способно сделать любую компанию фавори-том. Но, как известно, рынок кон-сервативен. И пробиться на нем прежде неизвестной иностранной компании, даже если она выпускает отличную продукцию по разумной цене, достаточно сложно. В такой ситуации логично скооперироваться с дистрибьюторской фирмой, дав-но известной в данной стране, – это даст ощутимое преимущество в бит-ве за клиента.

На рынок России и стран СНГ выходит новый игрок – крупная чешская компания MICRORISC, разрабатывающая и производящая беспроводные ра-диорешения с поддержкой MESH-сетей. В статье описаны технические осо-бенности радиомодулей, которые выпускаются под торговой маркой IQRF.

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург

Интеллектуальные радиомодули IQRF: полностью готовые решения для интеграции

84

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Компании «ЕвроМобайл» и MICRORISC подписали дистри-бьюторское соглашение о поставках радиомодулей, которые производят-ся под торговой маркой IQRF. Те-перь эти радиомодули начнут свое шествие по России и странам СНГ. Ниже мы познакомим читателя с этой продукцией и брендом IQRF.

Технические особенности радиомодулей IQRF

Сегодня беспроводная связь вхо-дит как в повседневную жизнь, так и в промышленность. Перед разра-ботчиками постоянно встает необ-ходимость соединить два разных цифровых устройства, а это не всегда возможно сделать напрямую. Дешев-ле и проще всего это сделать с по-

мощью радиомодулей – небольших устройств со схемой на кристалле, ра-ботающих на бесплатных радиочасто-тах, «посредников», которые испол-няют роль приемника и передатчика сигнала и помогают установить ра-диоканал между цифровыми устрой-ствами – в том числе устройствами от разных производителей, с разными техническими особенностями.

Поэтому радиомодуль должен отличаться свойствами, облегчаю-щими интеграцию. И поэтому разра-ботчики компании MICRORISC при создании радиомодулей ставят перед собой несколько принципиальных задач. Первая – это простота и ско-рость внедрения устройств без про-граммирования. Радиомодули этой компании полностью готовы к ис-

пользованию, не требуют допол-нительных внешних компонентов и легко интегрируются с система-ми. Кроме того, устройства обла-дают встроенной операционной системой с собственным запатен-тованным протоколом DPA, что значительно упрощает и ускоряет организацию беспроводной сети.

Вторая задача – это высокая про-изводительность, устойчивость и на-дежность изделий, то есть то самое европейское качество, о котором мы писали выше.

И наконец, дополнительные рас-ширенные функции управления сетью.

Платформа IQRF, разработан-ная фирмой MICRORISC, основа-на на приемо-передающих модулях со встроенной операционной систе-мой, работающих на частотах 433, 868 и 916 МГц, – это отличные ра-диочастотные характеристики. Их радиус действия – до 500 м. Они под-держивают режим Immunity, при ко-тором во время приема сигнала про-веряется его качество. Наконец, они позволяют с помощью программы выбрать частоту, канал и скорость передачи данных. Тем самым дости-гается сверхнизкое энергопотребле-ние: в режиме Sleep – 380 наноам-пер; во время приема и маршрутиза-ции – 25 микроампер.

Все изделия серии TR являются двунаправленными, то есть обеспе-чивают распространение сигнала в двух противоположных направле-ниях, это дает большую производи-тельность, высокую степень безо-пасности и большую надежность.

Радиомодули IQRF поддержи-вают MESH с различными видами

`S Радиомодули IQRF – современное решение

Таблица. Характеристики радиомодулей IQRF серии TR

Характеристика/модель TR52D TR55D TR56DTR62D

(со встроенным беспроводным протоколом M-Bus)

TR72D

Частотный диапазон, МГц868 или 916

(выбирается программно)433

868 или 916 (выбирается программно)

868 или 916 (выбирается программно);

433 (реализовано специальными аппаратными средствами)

868,30 и 868,95 868 или 916 (выбирается программно)

Питание, В 3,1…5,3 3,0…3,4 3,0…3,4 3,1…5,3 3,1…5,3

Энергопотребление

Режим Sleep – 1,9 µAВ режиме передачи – 1 мА.

Дополнительно, если один или два LED-индикатора включены, –

2 мАRX-режим – 13 мА (стандартно)

TX-режим – 14…24 мA (в соответствии с выходной

мощностью RF)

Режим Sleep – 380 нАВ режиме передачи – 1 мА.


2 мАRX-режим 13 мА (стандартно)



Режим Sleep – 380 нАВ режиме передачи – 1 мА.


2 мАRX-режим 13 мА (стандартно)



Режим Sleep – 1 µAРежим передачи – 6,2 мА

RX-режим – 19 мАTX-режим – 36 мА

Режим Sleep – 1,9 µAРежим передачи – 1 мА.


2 мАRX-режим – 10 мА (STD)

TX-режим – 8…22 мА (в соответствии с выходной


A/D конвертер, бит 10, два входа 10, четыре входа 10, четыре входа – 10, два входа

Диапазон рабочих температур, °C

-40…+85 -40…+85 -40…+85 -40…+85 -40…+85

Размеры, мм 25,0 × 14,9 × 2,0 27,4 × 14,9 × 2,0 15,2 × 14,9 × 2,0 25,0 × 14,9 × 3,0 25,0 × 14,9 × 2,0

85

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


`S Радиомодули серии TR: 72D, 62D и 56D

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург,тел.: (800) 555-7576,

e-mail: [email protected]

маршрутизации (Full MESH, Reduced MESH, Optimized MESH, Tree и т. д.) до 65 000 точек и обеспечивают самый быстрый сбор данных в беспроводной MESH-сети – замер в одной точке за-нимает всего 0,12 секунды!

Обзор продуктовой линейкиПри работе с продукцией IQRF

в распоряжении разработчиков и про-изводителей имеется все необходимое для создания М2М-устройств для приема и передачи данных.

Помимо устройств, компания предлагает пользователям комплекты для разработки и отладки модулей.

Один из комплектов – DS-START-03. Это базовый набор для разработки, отладки и программи-рования приложений, создающихся на продукции IQRF. Комплект пол-ностью программируется на языке Си. DS-START-03 включает в себя аппаратное и программное обеспе-чение с примерами деморесурсов и документацию, необходимую для

начала работы с IQRF. Также ком-плект предоставляет возможность для работы с модулями нового по-коления серии DCTR, что делает его универсальным продуктом, отвеча-ющим самым последним требова-ниям к разработке приложений для приема/передачи данных.

Второй комплект – DS-WMBUS-01. Предназначен для настройки и от-ладки радиомодулей IQRF серии TR-62D (с поддержкой протокола M-Bus).

Оборудованиe ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» под торговой маркой «НЕВА» успешно эксплуатируется на более чем 500 энергообъектах в большинстве регионов России.

ПТК «НЕВА» сегодня — это:- Регистрация аварийных событий;- Телемеханика, СОТИ АССО;- Противоаварийная автоматика;- Мониторинг и диагностика генераторов и трансформаторов;- Диспетчеризация электроснабжения промышленных предприятий;- Автоматизированное управление электротехническим оборудованием.

194354, Россия, Санкт-Петербургул. Есенина, д. 5 «Б»Тел./факс: (812) 320-0099, 591-6245E-mail: [email protected]

для энергообъектов всей страны!

88

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Один коммутатор, один кабель для передачи электроэнергии и данных

Успешное внедрение новых технологий в промышленные производственные систе-мы невозможно без надежной передачи данных и такого же надежного снабжения электроэнергией. Новые коммутаторы eCon технологической группы HARTING, вы-полняющие целый ряд важных функций, позволяют, помимо прочего, использовать технологию Power over Ethernet для энергоснабжения промышленного оборудования.

ЗАО «ХАРТИНГ», г. Москва

В промышленном производст-ве все чаще используются визуаль-ные системы, поскольку контроль и управление с помощью системы камер повышают гибкость техно-логических процессов и качество продукции. Наряду со стабильной и эффективной передачей данных для работы визуальной системы тре-буется надежное снабжение элек-

троэнергией. Новые коммутаторы Ha-VIS eCon, разработанные тех-нологической группой HARTING, представляют собой комплексное ре-шение, которое позволяет передавать данные и электроэнергию с помо-щью одного устройства, попутно уменьшая объем кабельных соедине-ний и снижая затраты. В настоящее время выпущено более 200 вариан-

тов данных устройств. Такое раз-нообразие позволяет выбрать ком-мутатор, идеально подходящий для кон кретной задачи. Два различных компактных исполнения корпуса га-рантируют оптимальное использова-ние пространства в распределитель-ном шкафу.

Благодаря своей компактной форме коммутаторы семейства

89

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


eCatalogue

Ha-VIS eCon 3000 допускают очень высокую плотность компоновки на монтажной шине в распредели-тельном шкафу, в то время как ком-мутаторы семейства Ha-VIS eCon 2000 отличаются исключительно плоской конструкцией. В результа-те серия eCon обеспечивает эффек-тивную конструкцию системы.

Power over Ethernet в качестве системы питания

Технология PoE (от англ. Power over Ethernet – «питание по Ether-net») позволяет передавать как дан-ные, так и электроэнергию по од-ному и тому же кабелю, а именно по стандартному кабелю Ethernet. Коммутаторы, которые таким пу-тем осуществляют снабжение ко-нечных устройств электроэнергией, обозначаются как PSE (от англ. Power Sourcing Equipment – «пи-тающее оборудование»), а питае-мые конечные устройства – как PD (от англ. Powered Device – «питае-мое устройство»). Согласно стан-дарту, действующему в настоящее время, PoE обеспечивает снабже-ние конечных устройств мощно-стью не менее 25,5 Вт.

Коммутаторы Ha-VIS eCon, при-надлежащие к новейшему поколе-

нию устройств, поддерживают теку-щий стандарт и могут подавать пол-ную мощность PoE+ на четыре порта одновременно. В сумме каждый ком-мутатор способен отдавать конечным устройствам 100 Вт. Таким образом, наряду с питанием IP-телефонов и точек подключения к локальной беспроводной сети обеспечивается питание системы камер с высоким разрешением.

Быстрое переоснащениеИмеющиеся системы можно бы-

стро переоборудовать, поскольку для энергоснабжения больше не требует-ся отдельный кабель. Это позволяет снизить стоимость и трудоемкость монтажных работ. Кроме того, уже имеющееся оборудование, как пра-вило, можно переоснастить и ис-пользовать дальше. Добавить нужно только коммутаторы PoE. Помимо технологий, реализованных в соот-ветствии со стандартом PoE+, ком-мутаторы серии Ha-VIS eCon могут включать в себя встроенный транс-форматор постоянного напряже-ния. В этом случае для питания коммутаторов можно использо-вать 24 В постоянного тока вместо необходимых обычно 54 В посто-янного тока. Специальные штеке-ры RJ45 для передачи мощности не требуются, однако при выборе компонентов/систем кабельных соединений пользователь должен обратить внимание на их пригод-ность к промышленному примене-нию, и прежде всего – на пригод-ность к использованию техноло-

гии PoE. Технологическая группа HARTING, специализирующаяся на производстве оборудования для промышленных сетей передачи дан-ных, разработала особые компонен-ты RJ45, шнуры и кабели с высоким значением предельно допустимой силы тока и высокой виброустой-чивостью, рассчитанные на приме-нение в широком диапазоне тем-ператур. Эти компоненты проходят специальную проверку, цель ко-торой – выяснить, насколько они пригодны для работы по технологии PoE/PoE+. Тем самым потребителю гарантируется их долгий срок служ-бы и безопасность в использовании.

Новые коммутаторы eCon технологи-ческой группы HARTING выполняют множество новых функций, в част-ности используют технологию Power over Ethernet для энергоснабжения промышленного оборудования.

Вкратце

• Технология Power over Ethernet (PoE) позволяет передавать дан-ные и электроэнергию по кабелю Ethernet.

• Простое переоснащение имеющих-ся систем.

• Коммутаторы Ha-VIS eCon обеспе-чивают передачу данных и электро-энергии с помощью одного устройст-ва, что уменьшает объем кабельных соединений и снижает затраты.

ЗАО «ХАРТИНГ», г. Москва,тел.: (495) 995-9993, (812) 327-0281,

e-mail: [email protected],www.HARTING.ru

90

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Кроме возможности контроли‑ровать объемы потребления, выяв‑лять неучтенные расходы и скрытые потери, система автоматизирован‑ного комплексного учета ресурсов обеспечивает прозрачность и своев‑ременность расчетов между пользо‑вателями и поставщиками, а также организацию управления потребле‑нием, результатом чего становится эффективность – экономия ресур‑сов и денег потребителей. Причем все это возможно на уровне как отдельной квартиры, ТСЖ, УК, так и квартала, микрорайона, го‑рода. В целом проникновение ком‑плексных систем диспетчеризации в России, по оценкам экспертов, не превышает 7 % от общего числа многоквартирных домов.

Технически диспетчеризация уз‑лов учета – это доукомплектование их средствами вывода и передачи ин‑формации о значениях параметров процессов энергоснабжения по раз‑личным каналам с использованием «облачных» технологий в системы сбора данных. В крупных городах при строительстве новых зданий со своими узлами энергоучета ор‑ганизуются локальные сети. Од‑нако зачастую объекты, которые

требуется подключить к уже суще‑ствующим или вновь создаваемым системам, расположены в трудно‑доступных местах либо установка и обслуживание проводных линий сопряжены с большими затратами. В таких ситуациях логичное реше‑ние – организовать передачу дан‑ных через сотовые сети с использо‑ванием технологий GPRS и 3G.

В 2014 году холдинг «Тепло‑ком» представил на рынке собст‑венную разработку – модуль пе‑

редачи данных МПД‑1, который по соотношению цена/качество не имеет аналогов на рынке.

В МПД‑1, кроме работы с си‑стемами опроса в режиме ТСР‑клиента, реализован ТСР‑сервер, логически подключенный к од‑ному из последовательных портов (RS‑232 или RS‑485). Это позво‑ляет реализовать опрос прибора любой системой вне зависимости от протокола передачи по последо‑вательному порту. Второй последо‑вательный порт в это время может использоваться для других задач, так как интерфейсы RS‑232 и RS‑485 являются аппаратно‑независимы‑ми. Традиционная служба обмена сообщениями СМС в МПД‑1 ис‑пользуется для передачи дополни‑тельной информации, например о параметрах GSM‑сети, выключе‑нии прибора, о нештатных ситуа‑циях на узле учета.

В МПД‑1 обеспечена поддерж‑ка работы одновременно в двух и более системах сбора данных, с возможностью передачи данных на восемь IP‑адресов (обслужива‑ющая организация, потребитель, аварийная служба и т. п.). МПД‑1 может работать с несколькими ти‑

Крупномасштабные проекты по установке узлов учета ресурсов сегодня реализуются по всей России. Это происходит в рамках исполнения Феде-рального закона № 261 «Об энергосбережении» и является первым зве-ном на пути повышения энергоэффективности хозяйства страны. Одним из элементов сложной системы, включающей поставку и учет ресурсов, регулирование потребления и сбор данных, является организация ста-бильной и безопасной передачи информации от приборов, регистрирую-щих потребление энергии, с помощью «облачных» технологий в системы коммерческого учета, а также в базы данных управляющих компаний или товариществ собственников жилья, аварийные и сервисные службы, лич-ные кабинеты пользователей.

Холдинг «Теплоком», г. Санкт-Петербург

«Облако» в… подвале

SS Необходимая составляющая узла учета ресурсов – модуль передачи

данных «Теплокома»

91

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


пами серверов – сервером опроса и сервером сообщений. Прибор «Теплокома» обладает функцией мо‑ниторинга состояния объекта и ин‑формирования о нештатных ситуа‑циях, что позволяет применять его в системах сигнализации (с датчика‑ми затопления, проникновения, за‑дымления). МПД‑1 способен и сам управлять оборудованием: в случае возникновения аварийной ситуа‑ции (например, повышения дав‑ления в системе выше предельно установленного) прибор может как отправить соответствующее сооб‑щение на сервер системы управле‑ния, так и самостоятельно отклю‑чить питание приборов. К выхо‑дам МПД‑1 можно подключить, например, двигатели насоса или запирающие клапаны. Тогда в слу‑чае каких‑то отклонений от задан‑ных параметров прибор сам сможет включать или выключать насосы, открывать или закрывать клапаны.

МПД‑1 можно использовать для организации аварийной сигнали‑

зации. Например, при установке приборов учета на объектах ставятся дополнительные датчики – затопле‑ния, пожара. Датчики подключаются к МПД‑1, и в случае затопления ин‑формация поступает на диспетчер‑ский пульт управляющей компании либо напрямую в соответствующую аварийную службу. Кроме того, под‑ключив к прибору датчик откры‑тия двери, можно облегчить работу сотрудников служб эксплуатации: открываем дверь подвала – на 30 се‑кунд включается свет, что дает воз‑можность, например, сантехнику дойти до основного выключателя. В случае несанкционированного проникновения в помещение или открытия ящика автоматики МПД‑1 передаст информацию в соответству‑ющую оперативную службу.

Кроме встраивания узла учета в систему автоматического сбора данных и регулирования с любой периодичностью (вплоть до онлайн‑режима), МПД‑1 позволяет органи‑зовать дистанционное управление

отдельными параметрами узла учета. Например, модем можно настроить так, что в случае 10‑секундного звон‑ка на него с того или иного номера телефона он сможет приоткрыть или прикрыть запирающие клапаны в за‑висимости от задач звонившего.

МПД‑1 оборудован закрытым корпусом, удобным для крепления на DIN‑рейку и слотами для исполь‑зования двух сим‑карт, что обеспе‑чивает стабильность работы модема, который способен переключаться в автоматическом режиме с одной сети на другую или использовать вторую сеть в качестве резервной. К дополнительным характеристикам МПД‑1 можно отнести возможность комбинированного питания и низ‑кое энергопотребление. Модуль пе‑редачи данных Холдинга «Теплоком» оптимально сочетает в себе высокую производительность, малые размеры и доступную стоимость, что делает его отличным GSM/GPRS‑модулем для систем автоматического снятия показаний счетчиков.

Холдинг «Теплоком», г. Санкт-Петербург,тел.: (800) 250-0303 (бесплатный звонок по России),

e-mail: [email protected],www.teplocom-holding.ru

93

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


До недавнего времени в России уделялось недостаточно внимания телеметрии, сбору данных, их об‑работке, телеуправлению на насос‑ных станциях. Работа часто велась на устаревшем оборудовании, в слу‑чае поломки его просто заменяли на другое без особого выяснения об‑стоятельств. Лишь с середины 1990‑х начали предприниматься существен‑ные шаги по внедрению автоматиза‑ции и контроля в отрасли.

С ростом интенсивности экс‑плуатации нефтяных скважин воз‑никла необходимость в совершен‑ствовании средств автоматизации управления насосными станциями. Для этого компанией ООО «НПО Техноприбор», специализирующей‑ся в области разработки, изготовле‑ния, системной интеграции и по‑ставки сложных видов приборной продукции и систем управления, была разработана система погруж‑ной телеметрии Scopos.

Основное назначение систе‑мы – телеметрия данных, то есть их удаленный сбор и обработка, а так‑же применение в качестве вспомо‑гательной системы управления на‑сосными станциями в аварийных ситуациях для разгрузки вычисли‑

тельных мощностей основной сис‑темы управления.

Система состоит из двух частей – наземной и погружной. Погружной блок устанавливается на электродви‑гателе и отслеживает следующие па‑раметры:

`` давление пластовой жидкости (давление на приеме насоса);

`` давление на выходе насоса;`` температуру электродвигателя;`` температуру пластовой жид‑

кости;`` вибрацию электродвигателя;

Система Scopos предназначена для удаленного сбора и обработки данных на насосных станциях нефтяных скважин и служит на нефтегазодобыва-ющих предприятиях в различных странах. В аварийных ситуациях может использоваться в качестве резервного компонента основной системы управления. В статье описана функциональность системы, особенности ее аппаратного и программного обеспечения.

ООО «НПО Техноприбор», г. Смоленск ООО «Токомет», г. Москва

Система погружной телеметрии Scopos для нефтяных скважин на базе панельного ПЛК с CODESYS V3

Рис. 1. Внешний вид наземного блока телеметрии

94

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


`` сопротивление изоляции;`` расход и др.

Наземная телеметрия обрабаты‑вает посылаемые ей данные и на их основе контролирует деятельность насосной станции (рис. 1).

За логику наземной части и обра‑ботку данных, поступивших с блока погружной телеметрии, отвечает на‑земный блок с панельным контрол‑лером СПК‑207 компании ОВЕН, который программируется в среде CODESYS V3.

Применение CODESYS позво‑лило существенно сократить сро‑ки разработки, повысить надеж‑ность прикладного программного обеспечения. Программа написана по технологии объектно‑ориентиро‑ванного программирования (ООП) (рис. 2). Это позволяет легко адап‑тировать ее к требованиям заказчика без переделки работающего кода.

Система Scopos применяется в различных странах, и такая возмож‑ность оказывается востребованной на практике. Программа в CODESYS полностью аппаратно‑независима. В некоторых применениях требуются панели оператора большего размера, иногда возникают иные дополни‑тельные потребности. В этом слу‑чае можно установить панельный ПЛК другого производителя, на‑пример серии DC2000 компании Berghof. Программное обеспечение при этом не меняется.

Scopos предоставляет пользо‑вателю множество гибких настро‑

ек по обработке входных данных (рис. 3). Оператор может настроить каждый из семи основных парамет‑ров на один из трех режимов мони‑торинга, причем независимо друг от друга:

1. «Выключено»;2. «Блокировка». При превы‑

шении максимального или ми‑нимального значения параметра (в зависимости от того, какой пара‑метр отслеживается) система через заданное время передает станции команду на останов мотора насоса. Оператор имеет возможность на‑строить задержки выключения;

3. «Автовключение» – самый гибкий по настройке режим. На‑страивается задержка выключения, время до попыток включения, ко‑личество этих попыток, тип авто‑включения (по времени, по значе‑нию считываемого параметра или комбинированный). В режиме ав‑товключения по времени система будет проверять значение парамет‑ра с заданным интервалом необ‑ходимое количество раз. В режиме автовключения по значению по‑пытка включения будет предпри‑нята сразу же, как только параметр достигнет нормального значения, вне зависимости от того, через ка‑кое время оно будет достигнуто. Комбинированный режим сочета‑ет в себе работу двух предыдущих, количество попыток включения не ограничено.

Программное обеспечение па‑нели способно отображать нагляд‑ные графики значений основных

Рис. 2. Окно среды разработки CODESYS

Рис. 3. Окно уставок одного из параметров Рис. 4. Окно графиков отслеживаемых параметров

95

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


А. И. Баранов, инженер,И. А. Брокарев, техник,

ООО «НПО Техноприбор», г. Смоленск,тел.: (4812) 382-931,

e-mail: [email protected],

С. Н. Изофатов, инженер,ООО «Токомет», г. Москва

параметров – давления, температу‑ры, вибрации – за последний час, два часа, шесть часов, день и так далее (рис. 4).

При необходимости можно провести подстройку входящих значений основных параметров с помощью меню коррекций.

Система ведет хронологическую запись полученных значений всех па‑раметров, как основных, так и второ‑степенных, в формате, совместимом с ПО Microsoft Excel. Кроме того, во внутреннюю память контролле‑ра записываются значения уставок и графики, отображаемые на экране самой панели. Реализована воз‑можность копирования хронологии на USB‑флеш‑накопитель, просмотр значений параметров и построение их графиков в зависимости от вре‑мени в ПО Microsoft Excel на персо‑нальном компьютере. Естественно, оператору доступна возможность на‑стройки системного времени.

Разработчики непрерывно совер‑шенствуют программное и аппарат‑ное обеспечение Scopos. В процессе эксплуатации может потребовать‑ся изменить текущее программное обеспечение, добавить в него новые функции или изменить уже сущест‑вующие. Для этого реализовано об‑новление программного обеспечения системы с USB‑флеш‑накопителя. Необходимо просто вставить его в со‑ответствующий разъем на лицевой стороне наземного блока телеметрии, система автоматически произведет обновление нужных файлов, не пре‑кращая своей работы, и перезагру‑зится уже с новым ПО. Все уставки и графики при этом сохраняются.

Scopos поддерживает работу в сети по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS‑485 в режиме Slave. Система может взаимодейст‑вовать со SCADA‑системами по OPC через интерфейсы Ethernet или через RS‑485.

К настоящему времени создано свыше пятидесяти систем Scopos, которые введены в эксплуатацию и успешно применяются не только на российских месторождениях, но и в Боливии, Венесуэле, Китае.

НПО «Техноприбор» – един‑ственная организация Смоленска, работающая более 50 лет в области промышленной автоматизации. На‑учно‑исследовательский институт «Техноприбор» был создан в 1961 году и стал первым НИИ в городе Смолен‑ске. Сегодня НПО «Техноприбор» – динамично развивающаяся органи‑зация, открытая как для сотрудни‑чества с новыми партнерами, так и для расширения сотрудничества с партнерами, проверенными вре‑менем, в сфере промышленной ав‑томатизации, которая в условиях нынешней экономической и тех‑нической ситуации является одним из важнейших, приоритетных на‑правлений.


Стоимость размещения баннера (468 х 60) или текстовой информации в новостной рассылке сайта журнала «ИСУП» с прямой ссылкой на сайт рекламодателя:

(495) 542-03-68, [email protected]

Количество рассылок Период Стоимость (руб.)

1 Любой 2500

4 В течение месяца 8500

8 В течение месяца 14 000

24 В течение года 32 000

97

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


К основным задачам, решаемы м в рамках любой АСУ ТП независимо от отрасли ее применения, относятся противоаварийная защита и автоматическое регу лирование. Вместе с тем в сфере управления технологическими процессами в настоящее время наблюдается тенденция перехода от централизованных систем управления (ЦСУ) к распределенным системам управления (РСУ), характерными признаками которых являются распределенная (физически) система ввода/вывода сигналов и децентрализованная (выполняемая по месту) обработка данных и управление. Это объясняется рядом преимуществ, которыми обладают РСУ по сравнению с ЦСУ.

Специально для распределенных систем управления технологическими объектами в 2012 году научнопроизводственное предприятие «КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ» в рамках развития комплекса ПАССАТ [1] разработало блок автоматического регулирования малогабаритный (БАРМ), обеспечивающий индивидуальное автоматическое управление исполнительными механизмами, такими как запорная и регулирующая арматура, клапаны, электродвигатели, насосы, нагревательные элементы и т. п.

Основой при разработке БАРМ (рис. 1) послужил «большой» блок

автоматического управления (БАР), созданный предприятием ранее по заказу Белоярской АЭС [2] и использующийся для автоматического регулирования клапанов турбины [3].

БАРМ является проектнокомпонуемым изделием, в состав которого входят:

`` модуль базовый регулятора малогабаритный (далее – МБРМ);

`` мезонины аналогового ввода и дискретного (цифрового) ввода/вывода (до четырех мезонинов);

`` программное обеспечение (далее – ПО).

На МБРМ постоянно реализованы:

`` шесть дискретных каналов ввода (тип канала – ввод 24 В или «сухой контакт» (СК) – выбирается путем установки джамперов на соответствующие разъемы МБРМ);

`` два дискретных канала вывода (тип каналов – вывод 24 В или «открытый коллектор» (ОК) – устанавливается в зависимости от требований в конкретной ситуации).

Подключение к технологическому объекту осуществляется через соответствующие контакты разъема «ХР7» МБРМ.

Блок предназначен для непрерывного, круглосуточного функционирования с учетом работ по техническому обслуживанию.

Конструктивно блок выполнен по ГОСТ 28601.3. Габаритные размеры: высота – 3U, ширина – 4 НР.

Блоки устанавливаются в блочные каркасы, выполненные по ГОСТ 28601.3.

Блок обеспечивает:`` прием дискретных (цифро

вых) сигналов;`` прием унифицированных ана

логовых сигналов от датчиков физических величин;

Блок БАР-М, разработанный научно-производственным предприятием «КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ» для распределенных систем управления тех-нологическими объектами, обеспечивает индивидуальное автоматическое управление исполнительными механизмами. В статье описаны техниче-ские особенности и функциональность данного устройства.

ООО НПП «КОМПЛЕКСЫ и СИСТЕМЫ», г. Пенза

Блок автоматического регулирования малогабаритный – мал да удал

Рис. 1. Блок автоматического регулирования малогабаритный (БАР-М)

98

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


`` запитку четырех датчиков «сухой контакт» напряжением (24 ± 4) В постоянного тока;

`` формирование унифицированных сигналов управления исполнительными механизмами технологического объекта, определенных проектом;

`` автоматическое регулирование по дифференциальному, пропорциональному и интегральному законам (ПИДрегулирование), технологические защиты и блокировки;

`` дистанционное управление;`` взаимодействие с другими

устройствами по одному и/или двум каналам интерфейса RS485;

`` контроль состояния фидеров питания с выдачей соответствующей информации по каналам сетевого интерфейса RS485;

`` управление режимами работы при помощи кнопок, расположенных на панели блока;

`` прочность изоляции аналоговых и дискретных гальванически развязанных каналов ввода/вывода не менее 1500 В;

`` индикацию режимов работы с помощью светодиодов, расположенных на панели блока.

Электропитание блока осуществляется от источника постоянного тока напряжением (24 ± 2) В по одному или двум независимым фидерам.

Мощность, потребляемая блоком, составляет не более 10 Вт.

В качестве вычислителя БАРМ был выбран микроконтроллер (МК) STM32 производства компании STMicroelectronics. МК этой серии в настоящее время являются стандартом дефакто 32битных микроконтроллеров. STM32 построен на основе ядра ARM CortexM3. Высокая производительность при низком потреблении, характерном для ARM, делают данный микроконтроллер практически идеальным для создания РСУ.

Микроконтроллер имеет достаточное количество контактов для подключения аналоговых и дискретных гальванически развязанных каналов ввода/вывода. Все ка

налы обладают прочностью изоляции не менее 1500 В.

Несмотря на наличие встроенных в МК 12разрядных АЦП аналоговые каналы реализованы на базе мезонинов аналогового ввода из состава комплекса ПАССАТ, что дало возможность обеспечить более высокие метрологические характеристики.

На рис. 2 приведена упрощенная структурнофункциональная схема блока.

Программное обеспечение блока состоит из двух частей:

`` метрологически значимой;`` прикладной базовой.

Метрологически значимая часть обеспечивает выполнение следующих функций:

`` прием данных по каналам аналогового ввода в условных единицах;

`` перерасчет полученных данных в единицы физических величин (мА, В, Ом, °C и пр.);

`` проведение градуировки и калибровки (при наличии одного или

Рис. 2. Структурно-функциональная схема БАР-М

Элементы индикации

Разъем XP1 JTAG JT

AG

USA

RT3,

3 В

Ми

крок

онтр

олле

р

STM

32F1

03G

Кварцевый резонатор 32 МГц

Кварцевый резонатор 8 МГц

Элементы управления

(кнопки)

Пре

обра

зова

тель

на

пряж

ения

5 В

в

3,3

В

Пре

обра

зова

тель

на

пряж

ения

24

В в

5 В

Узел

кон

трол

я ф

идер

ов

Вилк

а XP

7DC/DC преобразователь

Трансивер RS-485

Трансивер RS-485

Кан

ал в

ыво

да 2

4 В

по

стоя

нног

о то

ка

(«от

кры

тый

колл

екто

р» –

ОК

)

Кан

ал в

вода

24

В по

стоя

нног

о то

ка

(«су

хой

конт

акт»

– С

К)

Мез

онин

Каналы аналогового

ввода

Каналы дискретного

вывода

Каналы дискретного

ввода

Запитка датчиков

Каналы интерфейса

RS-485

1 фидер 24 В

2 фидер 24 В

99

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


нескольких каналов аналогового ввода/вывода);

`` формирование массива результатов измерений.

Прикладная базовая часть обеспечивает:

`` автоматическое управление (технологические защиты и блокировки);

`` дистанционное управление;`` ручное управление;`` автоматическое регулирование;`` конфигурирование алгоритма

работы изделия с помощью сервисных средств;

`` установку параметров функционирования изделия;

`` поддержку аппаратных средств изделия (индикаторы, кнопки, таймеры, каналы дискретного и аналогового ввода/вывода, каналы сетевого взаимодействия);

`` функционирование в соответствии с записанными конфигурационными данными алгоритма работы изделия и установленными параметрами его функционирования;

`` сетевое взаимодействие по каналам интерфейса RS485 со скоростью 1 Мбит/с.

При разработке и корректировке ПО БАРМ специалисты предприятия используют инструментальную среду MDKARM professional version 4.60.0.0.

При реализации и корректировке алгоритмов обработки сигналов и управления специалисты про ектной или эксплуатирующей ор ганизации применяют дизайнер алгоритмов – графический FBDредактор, обеспечивающий наглядное представление и позволяющий пользователюнепрограммисту создавать алгоритмы с последующим их преобразованием в конфигурационный файл. Затем конфигура

ционный файл загружается в память блока. После этого устройство функционирует в точном соответствии с заданной конфигурацией.

Редактор обеспечивает создание алгоритмов из графических блоков, каждый из которых представляет математическую функцию или операцию. Поддерживается свыше 50 функциональных блоков, состав которых непрерывно расширяется.

БАРМ является средством измерения, внесен в Государственный реестр под № 5077612 (Свидетельство Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии об утверждении типа средств измерений RU.С.34.033.А № 47626). Измерительные каналы блока формируются на основе мезонинов аналогового ввода из состава комплекса ПАССАТ.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности каналов аналогового ввода (0–5 мА, 4–20 мА, 0–100 мВ, 0–1 В, 2–10 В, ±20 мВ, ±50 мВ, ±5 В, 0–20 мВ, ±10 мВ, 0–50 мВ) составляют ±0,1 %.

Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности, вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10 °C в диапазоне рабочих температур от плюс 1 до плюс 40 °C каналов аналогового ввода, составляют ±0,05 %.

На БАРМ получен патент на изобретение № 2487385.

В настоящее время на базе БАРМ построены средства автоматизации системы контроля и управления электрообогревом оборудования (СА СКУ ЭО) энергоблока № 4 Белоярской АЭС (используются до 4500 БАРМ), система автоматического регулирования температу

ры натрия (Na) индикатора водорода автоматического (используются 16 БАРМ). Особенностью СА СКУ ЭО является то, что БАРМ, объединенные в контроллеры, установлены непосредственно в электротехнические шкафы (НКУ РУ), что позволило существенно сократить количество оборудования и кабелей [4]. Разработано техническое предложение по созданию системы автоматического регулирования (САР) клапанов турбины энергоблоков №№ 3 и 4 Кольской АЭС.

Учитывая гибкость технических и программных решений, примененных при проектировании БАРМ, правомерно сделать вывод, что РСУ, построенные на основе БАРМ, способны решать задачи автоматического управления и мониторинга в самых разных областях промышленности, транспорта, энергетики.

Литература1. Мякишев Д. В., Тархов Ю. А., Сто-

ляров К. А. Что такое ПАССАТ? // ИСУП. 2010. № 1

2. Мякишев Д. В., Тархов Ю. А., Сто-ляров К. А., Учайкин Н. Н., Южаков А. П., Матафонов В. П. Блок автоматического регулирования из состава комплекса ПАССАТ // Автоматизация & IT в энергетике. 2010. № 11.

3. Мякишев Д. В., Тархов Ю. А., Сто-ляров К. А., Учайкин Н. Н., Южаков А. П., Матафонов В. П., Рябкин В. М. Аппаратура автоматического регулирования клапанов турбины на основе средств комплекса ПАССАТ // Автоматизация в промышленности. 2011. № 2.

4. Мякишев Д. В., Раввич Т. К., Тар-хов Ю. А.,Учайкин Н. Н. Интеллект спускается вниз, или Как заставить работать в одной упряжке коня и трепетную лань // Автоматизация в промышленности. 2013. № 2.

Б. Е. Абезгауз, ведущий специалист-программист,Д. В. Мякишев, к. т.н., доцент, генеральный директор –

главный конструктор,С. Ю. Сергеев, главный метролог,

Ю. А. Тархов, заместитель главного конструктора по схемотехнике,

Н. Н. Учайкин, заместитель главного конструктора по проектам,

НПП «КОМПЛЕКСЫ и СИСТЕМЫ», г. Пенза,тел.: (8412) 44-7637,

e-mail: [email protected],www.comp-sys.ru

101

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


По мере роста и развития про‑мышленных и информационных ин‑фраструктур растут требования к их надежности. К сожалению, одним из узких мест в решении этого во‑проса остается качество электропи‑тания. Сложнейшее обору дование, как промышленное, так и в сфере информационных технологий, – станки с программным управлени‑ем, телекоммуникационные сети, серверы – чувствительно к колеба‑ниям напряжения электросети. Вы‑ражаясь сухим языком математики, электропитание есть условие необ‑ходимое, хотя и недостаточное.

В области систем гарантирован‑ного электропитания наибольшую надежность при сохранении при‑емлемого для предприятия уровня затрат могут обеспечить модульные системы источников бесперебойно‑го питания (ИБП). Их силовая часть построена на параллельной работе нескольких инверторов с возмож‑ностью оперативной замены. Раз‑берем возможности подобной сис‑темы на примере модульного ИБП СИП380А МД (рис. 1) производства ЗАО «Связь инжиниринг».

На основе СИП380А МД мож‑но собрать любую конфигурацию для однофазной или трехфазной электросети мощностью от 10 до 500 кВА. Габариты стандартных бло‑

ков модульной системы соответст‑вуют вместимости 19‑дюймового те‑лекоммуникационного шкафа, куда

устанавливается от 5 до 10 силовых или батарейных блоков. Возмож‑ности расширения системы этим не ограничиваются. До четырех та‑ких собранных блоков ИБП способ‑ны работать в параллельном режиме и использовать внешние батарейные кабинеты для увеличения времени автономной работы системы. В рам‑ках одной модульной системы поль‑зователь настраивает количество си‑ловых модулей для резервирования, но при этом в случае перегрузки ре‑зервные модули могут быть временно задействованы для питания подклю‑ченного оборудования. Такая гибкая система резервирования не только повышает уровень доступности обо‑рудования, но и служит страховкой от пиковых превышений потребляе‑мой мощности, характерных для промышленных электроустановок.

Немаловажный фактор при вы‑боре оборудования защиты элек‑тропитания – это удобство разме‑щения. Чтобы обеспечить высокую плотность размещения мощно‑сти, корпус устройства реализован в формате стандартной телекомму‑никационной стойки с кабельными вводами от основания. Таким обра‑зом, входная и выходная система пи‑тания может быть заведена от пола, и система гарантированного элек‑тропитания размещается на мини‑

Серия источников бесперебойного питания СИП380А МД позволяет строить модульные системы, обеспечивающие гарантированное электропитание оборудования в соответствии с самыми строгими требованиями.

ЗАО «Связь инжиниринг», г. Москва

Модульные системы гарантированного электропитания

Рис. 1. Модульный ИБП СИП380А МД производства компании «Связь

инжиниринг»

102

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


мальном расстоянии от оборудо‑вания. Другим важным фактором компактности системы является выходной коэффициент мощности, иными словами, то, какую актив‑ную мощность, измеряемую в ват‑тах, можно получить на выходе. Для СИП380А МД коэффициент составляет до 0,9, что обеспечивает подключение оборудования боль‑шей мощности при тех же габари‑тах ИБП.

При разработке серии СИП380А МД были учтены все современные требования по управлению и мони‑торингу. На фронтальной панели (рис. 2 и 3) расположен сенсорный

дисплей, позволяющий контроли‑ровать и настраивать все параметры электросети и ИБП. Дополнитель‑но каждый силовой модуль осна‑щен собственным цифровым ЖК‑дисплеем для повышения удобст‑ва и надежности. Система может передавать данные как локально через порты USB, RS‑232/485, так и удаленно, посредством установки во внутренний слот карты SNMP. Для соединения со специализи‑рованными промышленными ин‑терфейсами может быть использо‑ван интерфейс «сухие контакты», дискретно передающий состояния ИБП и электросети.

Подводя итоги нашего обзора модульной системы СИП380А МД, можно отметить, что при задании двух силовых модулей резервиро‑вания обеспечивается уровень до‑ступности 99,999 %. Это позволяет добиться такой степени надежности электропитания оборудования, ко‑торая соответствует самым высоким требованиям для центров обработки данных. Инвестируя в модульную систему гарантированного элек‑тропитания, предприятие не только защищает от повреждения обору‑дование, стоимость которого зача‑стую на порядок выше, но и сни‑жает риски его простоя.

ЗАО «Связь инжиниринг», г. Москва,тел.: (495) 544-2190,

e-mail: [email protected],www.sipower.ru

Рис. 2, 3. СИП380А МД: цифровой жидкокристаллический дисплей на силовых модулях повышает удобство эксплуатации

www.isup.ru


Сайт, знакомый каждому специалисту

103

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Батареи, включенные летом, это случай из анекдотов, популярных во времена застоя. Обогрев в жаркую погоду у многих вызывает непонима-ние и улыбку. А зря! В повседневной жизни такое, конечно, вряд ли кому-нибудь понадобится. Но в промыш-ленности, а особенно в современных системах управления с аппаратурой, расположенной в металлических шкафах, это насущное требование, выполнить которое необходимо ради безопасности и долговечности устройств.

Дело в том, что теплая погода совершенно неспособна защитить оборудование от выпадения конден-сата и коррозии внутри закрытого электротехнического шкафа! Опас-ность представляет не температура сама по себе, а ее колебания, кото-рые при высокой относительной влажности заставляют «запотевать» нежные электронные и электриче-ские компоненты. Эти колебания могут быть вызваны сменой дня и ночи, солнечной активностью и разными атмосферными явлени-ями – дождем, ветром и др. Самое опасное – ночное понижение тем-пературы летом и в межсезонье.

Теперь вопрос: при каком пере-паде температуры летом образуется конденсат? Ответ на него напрямую зависит от влажности воздуха. Чем выше относительная влажность, тем меньший перепад температуры требуется, чтобы появился конден-сат. Человек в теплую погоду чув-ствует себя комфортно при влаж-ности от 60 до 75 %. Электрические

и электронные компоненты – сов-сем другое дело. Пока относитель-ная влажность не достигнет 60 %, конденсация не угрожает обору-дованию. Свыше 65 % такая опас-ность становится критической даже при минимальной температурной амплитуде. Например, при относи-тельной влажности свыше 80 % до-статочно, чтобы ночью похолодало всего на 4 °C, для того чтобы на обо-рудовании выпала роса.

Иными словами, если в ваших краях относительная влажность пре-вышает 60 %, то прохладная ночь, сменившая жаркий день, солнце, зашедшее за тучу, гроза, разразивша-яся после зноя, – всё это будет про-воцировать образование коварных капель и день за днем методично разрушать оборудование в металли-ческом шкафу.

В то же время известно, что в России менее 10 % городов нахо-дятся в климатической зоне с от-носительной влажностью ниже 65 %. Более чем в 90 % городов от-носительная влажность составляет от 66 до 90 %. Это означает, что защита от выпадения конденсата необходима практически для всех электротехнических шкафов на-ружного исполнения.

К чему приводит конденсат? Не только к коррозии. Вот пере-чень его последствий:

`` возникновение открытой дуги, вплоть до короткого замыкания;

`` ток утечки и искрение;`` окисление контактов;`` пробои на электронных платах;

`` изменение сопротивления кон-тактов;

`` неопределимые блуждающие токи;

`` ухудшение изоляционных свойств;

`` коррозия рабочих групп элек-трических и электронных компо-нентов.

Мировой лидер в производст-ве инновационного оборудования климат-контроля для электротехи-ческих шкафов компания STEGO обосновала необходимость обогре-ва воздуха в металлических шкафах весной и осенью и разработала но-вые модели и сочетание оборудо-вания. Именно работа нагревателя в теплый сезон сможет предотвра-тить выпадение конденсата. Про-цесс нагрева воздуха обеспечивает защиту от достижения так называе-мой точки росы –температуры, при которой пар в охлаждающемся воз-духе доходит до состояния насыще-ния и выпадает в виде капель.

STEGO рекомендует исполь-зовать для защиты от выпадения конденсата и коррозии два вида оборудования – нагреватель и гиг-ростат. Если кратко охарактеризо-вать их работу, нагреватель повы-шает температуру воздуха внутри электрощита по команде гигроста-та, который реагирует на значения относительной влажности, включая и выключая нагреватель.

Теперь рассмотрим подробнее технические особенности и прин-цип действия этих инновационных устройств.

Конденсация губительно действует на электрические и электронные компо-ненты. Поэтому нагревать воздух в распределительных шкафах необходимо не только зимой, но и в теплое время года. Для борьбы с конденсацией и кор-розией компания STEGO предлагает инновационные устройства: нагреватели с вентилятором, механические и электронные гидростаты и гидротерм. В ста-тье описан принцип действия этих устройств и их технические особенности.

ООО «СТЕГО РУС», г. Мытищи Московской области

Устройства STEGO для борьбы с конденсацией в шкафах с оборудованием

104

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Нагреватели STEGO имеют ши-рокую линейку мощностей – от 5 до 1200 Вт. Инновационные модели нагревателей снабжены пластико-вым защитным кожухом (пласти-ковым корпусом), который защи-щает соседние (из расположенных сбоку, по горизонтали) компонен-ты от возможного перегрева. Такое преимущество позволяет сократить место для установки нагревателя и габарит всего электрощита в це-лом. К примеру, модели нагрева-телей 2014 года с вентиляторами на 50 и 100 Вт (рис. 1) имеют самые маленькие одинаковые габаритные размеры на рынке. Использование таких нагревателей обеспечит тре-буемый подогрев воздуха, в то вре-мя как вентилятор поможет под-держивать одинаковую температуру во всех точках электрошкафа.

Прибор управления для нагре-вателя – гигростат. STEGO произ-водит на выбор несколько вариан-тов гигростатов – механические (рис. 2) и электронные, а также комбинированный прибор гигро-терм. Шкала настроек механиче-ских гигростатов серии MFR 012 и электронных гигростатов серии EFR 012 позволяет менять уставки от 35 до 95 %. На практике такая ре-гулировка требуется редко, поэтому компания STEGO выпустила гиг-ростаты с фиксированной настрой-кой на 65 % (рис. 3) и рекомендует их широко применять. Во-первых, настройка выполнена на требуемую величину относительной влажности в 65 %. Во-вторых, фиксированная настройка – это защита от человече-ского фактора, то есть никто не смо-жет навредить и завысить темпера-туру включения нагревателя. Допол-нительное преимущество гигростата с фиксированной настройкой – это цена: он почти вполовину дешевле механического аналога.

Возникает вопрос: можно ли устройство, применяющееся для обогрева оборудования зимой, с вы-годой использовать для защиты от конденсации в теплое время года? Или надо использовать два нагрева-теля – по одному для каждого сезо-на? Ответ: один нагреватель подой-дет для обоих случаев. В процессе эксплуатации приборов выяснилось, что нагреватель, применяемый для обогрева электрических и электрон-ных компонентов зимой, имеет мощ-ность, которой с запасом хватает для летнего периода. Поэтому компания STEGO предлагает использовать это же устройство для защиты от вы-падения конденсата. К нему только требуется добавить универсальный прибор регулирования по температу-ре и влажности – гигротерм ETF 012 (рис. 4). В таком сочетании (нагрева-тель + гигротерм) электрощит будет надежно защищен от трех климати-ческих факторов: от холода зимой, от конденсата и влажности в теплый сезон.

Для того чтобы заказчику было удобно рассчитать технические па-

раметры антиконденсатного нагре-вателя, на сайте компании STEGO в разделе «Сервисное обслужива-ние» имеется страница «Online рас-чет», где, кроме стандартных ввод-ных данных о габаритных размерах шкафа, температуре воздуха и пр., можно добавить опцию «расчет на-гревателя для защиты от выпадения конденсата», которая потребует значений относительной влажно-сти воздуха внутри и снаружи элек-трощита.

Представительство STEGO в Рос-сии оказывает потребителям техни-ческую поддержку. Специалисты компании выполнят расчет для кон-кретного случая и предоставят ре-комендации для оптимального со-четания по стоимости такого ком-плекта оборудования.

ООО «СТЕГО РУС», г. Мытищи Московской области,тел.: (495) 255-0788,

e-mail: [email protected],www.stego.de\ru

Рис. 1. Нагреватель CS 028 с вентилятором в пластиковом корпусе

Рис. 3. Электронный гигростат EFR 012: слева – с настройкой, справа –

с фиксированной уставкой 65 % относительной влажности

Рис. 4. Электронный гигротерм ETF 012 с внешним датчиком

Рис. 2. Механический гидростат MFR 012

107

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


Программное обеспечение в со-временной промышленности с недав-них пор стало приобретать решаю-щее значение. В частности, это свя-зано с тем, что качество «железа» у ведущих производителей элек-тронного оборудования находится приблизительно на одном уровне, и потребитель в первую очередь обращает внимание на характери-стики, заложенные в это обору-дование программистами. Что уж говорить о важности SCADA, про-граммных комплексов, на которых построены системы управления громадными объектами со слож-нейшей структурой.

Журнал «ИСУП» уже знакомил своих читателей с разработками аме-риканской компании ReLab Software LLC – известного в мире поставщика прикладных программ для энерге-тики (см. «ИСУП». 2012, № 5 и 2013, № 1). Сегодня мы расскажем еще об одном программном продукте этой фирмы – ClearView SCADA-HMI. Особо хочется отметить, что эта SCADA многократно и успеш-но подтверждала свою актуальность и надежность на предприятиях высо-чайшей технологической сложности.

Основная информация о SCADAПрограммный пакет ClearView

(чье название можно перевести с ан-глийского языка как «хорошая види-мость» или «полная ясность») – это в первую очередь высоконадежная и производительная SCADA, кото-рая позволяет быстро и легко созда-вать автоматизированные системы контроля и управления технологиче-скими процессами.

Программа имеет простой и ин-туитивно понятный интерфейс, обла-дает высочайшей производительно-стью и широкими возможностями по визуализации и обработке прини-маемой информации.

Приступая к визуализации тех-нологических процессов, разработ-чик может воспользоваться десят-ками готовых объектов, встроенных в ClearView, в том числе специализи-рованными, применяемыми в элек-троэнергетике (выключатели, транс-форматоры, генераторы и т. д.). Кроме этого, разработчику доступ-ны и прочие объекты – шкалы, кнопки, переключатели, дисплеи – все, что нужно для того, чтобы со-здаваемый проект был удобен, эр-гономичен и функционален.

Управление объектами SCADA производится с помощью скрип-тового языка, который дает воз-можность корректировать их со-стояние, менять положение, цвет, форму, надписи и многое другое. Скрипты ClearView SCADA – это чрезвычайно мощное и гибкое средство управления, которое поз-воляет контролировать и изменять тысячи параметров без ущерба для производительности системы.

Признанное решение для автоматизации подстанций

С 2005 года ClearView SCADA установлена и работает на сотнях объектах по всему миру. Например, на основе ClearView реализованы проекты по контролю и управле-нию объектами на таких предпри-ятиях, как EC Gdansk (Польша), NamPower (Намибия), Dal Electrik

Программа ClearView зарекомендовала себя как высоконадежная и произ-водительная SCADA на многих подстанциях мира. Более того: на ней по-строены энергетические системы целых стран. Сегодня поставщик этого программного продукта – американская компания ReLab Software LLC – представляет его в России, приглашая ведущих инженеров и руководите-лей отделов АСУ ТП посетить очный семинар, который состоится в октябре 2014 года.

ООО «Д С «БАРС», г. Москва

Полная ясность в системе управления. Программа ClearView SCADA-HMI

На наши вопросы отвечает Николай Станиславович Грибакин, руководитель бизнес-направления ООО «Д С «БАРС».

ИСУП: Расскажите, пожалуй-ста, подробнее о скриптах ClearView SCADA. Почему они названы «мощным сред-ством управления»? И чем здесь ваша SCADA выгодно отличается от остальных?Н. С. Грибакин: Действитель-но, скрипты ClearView – это очень мощный инструмент. С их помо-щью можно производить мате-матические вычисления, управ-лять внешними и внутренними тегами, менять свойства объек-тов «на лету». Внутренняя архи-тектура ClearView позволяет ис-пользовать скрипты так, что их применение не снижает произво-дительности системы. Проекты с тысячами строк кода – вполне нормальное дело. Именно скрип-ты придают ClearView SCADA ту гибкость и функциональность, ка-кой может похвастать не каждый программный продукт.Кроме того, в отличие от многих других SCADA, ClearView поддер-живает несколько типов скриптов:

• Server Scripting – скрипты, ко-торые работают во всей сети ClearView-SCADA;

108

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


(Турция), Motor Oil (Греция), Xcel Energy (США), Tengiz Chevron Oil (Казахстан), CONCO (Юж-ная Африка). Достаточно сказать, что энергосистемы некоторых стран целиком построены на базе ClearView SCADA. Однако, несмо-тря на то что это решение является настолько мощным и надежным, оно подходит и для автоматизации совсем небольших объектов.

Программный пакет ClearView SCADA поставляется в виде раз-личных компонентов, которые можно приобрести по отдельности. Таким образом, даже для неболь-ших проектов удается добиться стоимости, которая оказывается ниже стоимости конкурирующих SCADA-систем.

Устройство SCADAClearView SCADA обладает воз-

можностью принимать данные от устройств посредством встроен-ного ОРС-клиента. Это стандартное и надежное решение по сбору данных позволяет подключать к ClearView SCADA устройства, передающие ин-формацию по различным протоко-лам, таким как Modbus, IEC-60870-5-101/104, IEC-61850 MMS и т. д.

Настройка ОРС-тегов в ClearView SCADA занимает совсем немно-го времени. При этом их можно менять не только внутри SCADA, но и в Excel через операции им-порта/экспорта базы внутренних и внешних переменных. Это значи-тельно уменьшает время разработки проектов и избавляет разработчика

от долгого рутинного труда, связан-ного с изменением массива тегов.

Все необходимые компоненты SCADA, такие как алармы, трен-ды, взаимодействие с различными базами данных (MySQL, Oracle), реализованы в ClearView SCADA на высочайшем уровне. Надеж-ная работа всех компонентов под-тверждается сотнями инсталляций программного обеспечения компа-нии ReLab Software.

Основные преимущества пред-лагаемого решения:

`` низкая стоимость;`` удобство настройки и эксплуа-

тации;`` простой доступ к данным ап-

паратуры;`` высокий уровень надежности

и безопасности;`` высокопроизводительная и на-

дежная работа с базами данных;`` широкие возможности по со-

зданию пользовательских скриптов;`` возможность подключения до-

полнительных компонентов, расши-ряющих функциональность системы;

`` возможность создания резер-вированной системы сбора и обра-ботки данных;

`` мультиязычный интерфейс;`` зуммирование мнемосхем;`` ГИС (опционально);`` раскраска линий.

Лицензирование и стоимость ClearView SCADAВ отличие от многих других

SCADA на ClearView SCADA-HMI очень просто получить лицензию. В самой элементарной конфигу-

`S Однолинейная схема подстанции с возможностью управления выкатными элементами

• Client Scripting – глобальные скрипты для конкретного ав-томатизированного рабочего места;

• Screen Scripting – локальные скрипты конкретного экрана;

• Object Scripting (Wizard) – скрипты конкретного объекта, которые могут управлять его поведением.

Каждый скрипт выполняется как отдельный процесс, что обеспе-чивает исключительную эффек-тивность и производительность.Нет необходимости в компиля-ции проекта и скриптов. Преи-мущество такого подхода в том, что один экран проекта можно редактировать в то время, как другой экран находится в рабо-чем режиме (run-time).ClearView поддерживает возмож-ность импортировать сторонние объекты, написанные на C++ и VB, которые значительно расши-ряют функциональность SCADA.Скрипты ClearView поддержива-ют элементы управления ActiveX (как графические, так и неграфи-ческие).ИСУП: Энергосистема ка-ких стран построена на ос-нове программы ClearView SCADA-HMI?Н. С. Грибакин: ClearView при-менятся во всем мире, но если говорить об энергосистеме цело-го государства, то назовем Нами-бию (энергосетевую компанию NamPower) и Сербию. Также ClearView получила широкое рас-пространение на энергетических объектах Саудовской Аравии, Бра-зилии, США.ИСУП: Насколько слож-но пользователям освоить ClearView SCADA-HMI собст-венными силами, без вашей обучающей работы?Н. С. Грибакин: Базовые прин-ципы разработки не сильно от-личаются от других SCADA. Есть, разумеется, и отличия, ко-торые довольно просто понять и изучить, если открыть любой из прилагающихся к ПО демон-

109

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


рации одно автоматизированное рабочее место требует установ-ки клиентской и серверной части SCADA – нет никаких ограниче-ний на количество тегов.

Стоимость серверной ча-сти ClearView SCADA составляет 6600 долл. (НДС не облагается). Клиентская часть SCADA стоит 1650 долл. (НДС не облагается).

Демоверсию ClearView SCADA можно скачать с официального сай-та компании ReLab Software или с сайта «Д С «БАРС» – официаль-ного дистрибьютора ReLab в России и СНГ. Действие бесплатной демо-версии ограничено 14 днями. Дру-гих ограничений в демоверсии нет.

ОбучениеКомпания ReLab Software про-

водит обучающую работу со специ-алистами.

Если у вас есть желание луч-ше узнать возможности програм-мы ClearView SCADA-HMI, всегда можно запросить проведение бес-платного вебинара, который будет назначен на удобное для вас время.

Кроме того, ReLab Software пред-лагает посетить один из своих очных семинаров. Ближайший семинар, рассчитанный на ведущих инженеров и руководителей отделов АСУ ТП, состоится в Москве 14–15 октября 2014 года. Занятие бесплатное. За-регистрироваться для участия мож-но на сайте компании «Д С «БАРС» по адресу: www.asutp.dcbars.ru.

Первый день семинара пройдет в конференц-зале гостиницы «Но-вотель Москва Центр». На второй день состоится экскурсия в офис компании «Д С «БАРС», где будут разбираться конкретные проекты и участники семинара получат от-веты на свои вопросы.

Участники семинара познако-мятся с программным обеспечением ClearView, научатся создавать фун-кциональные и надежные проекты визуализации объектов промышлен-ных предприятий на примере созда-ния системы контроля и управления электрической подстанции.

Семинар проведет исполни-тельный директор компании ReLab Software Михаил Шулим.

страционных проектов. Проана-лизировав, как устроено взаимо-действие компонентов, можно достаточно быстро разобраться в том, как самостоятельно созда-вать проекты визуализации и об-работки данных. Если возникают вопросы, можно открыть справоч-ную документацию и довольно бы-стро найти все ответы там.ИСУП: Снабжена ли ваша программа русскоязычным справочником в помощь пользователям (так назы-ваемый «хелп»)?Н. С. Грибакин: Да, разумеет-ся: SCADA поставляется с пол-ным иллюстрированным ру-ководством, которое поможет начать работу с ПО быстро и эф-фективно. В настоящий момент это руководство написано на ан-глийском, но большое количество иллюстраций и скриншотов дела-ет его понятным даже тому, кто не очень силен в иностранных языках. Русификация руковод-ства по эксплуатации находится в ближайших планах. Разумеется, само ПО поддерживает разработ-ку на русском (поддерживаются кириллические шрифты). Также весь интерфейс оператора может быть изменен на русский.ИСУП: Вопрос в связи с обо-стряющейся ситуацией на мировом рынке: какова ве-роятность того, что ClearView SCADA-HMI из-за санкций откажется поддерживать пользователей из России?Н. С. Грибакин: Компания ReLab Software имеет тесную связь с Рос-сией – ее основатели закончили московские вузы много лет назад. Так что у нас полное взаимопони-мание по всем вопросам. Знаком того, что ReLab Software не будет являться инициатором ввода огра-ничений на поставки ПО, может являться тот факт, что исполни-тельный директор ReLab Software лично прилетает в Москву в конце октября, чтобы провести семинар по этой SCADA.

ООО «Д С «БАРС», г. Москва,тел.: (495) 942-6610 (доб. 4052),

e-mail: [email protected],asutp.dcbars.ru

`S Программа ClearView схематически изображает панели солнечных фотовольтажных станций и учитывает данные по облачности, поступающие с метеостанций.

Автоматически подсчитывается, как эта облачность может сказаться на выработке энергии. На нижнем рисунке три инверторные подстанции деактивированы

110

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


1 По данным исследования РБК.research «Энергосбережение: приборы учета – 2013».

Холдинг «Теплоком», крупней-ший в России производитель прибо-ров учета тепловой энергии1, получил аккредитацию в области обеспечения единства измерений и официально подтвердил свою компетентность выполнять работы и оказывать услу-ги по поверке средств измерений. По данным федеральной службы «Россаккредитация», на сегодняш-ний день аккредитацию на оказа-ние услуг по поверке средств из-мерений имеет порядка 4,5 тысячи организаций. При этом произво-дителей приборов учета среди них единицы.

«Законодательство предъявляет серьезные требования при аккре-дитации предприятий, которые за-нимаются производством приборов учета. Это требования и к структуре бизнеса, и к финансовой отчетно-сти, и к ведению учета», – коммен-тируют в федеральной службе.

Аттестат аккредитации в области обеспечения единства измерений получило одно из подразделений холдинга – ЗАО «Теплоком-Инжи-ниринг», занимающееся проекти-рованием и разработкой приборов учета.

Чтобы получить право осуществ-лять поверку, предприятие провело масштабную работу: были спроек-

тированы, построены и модернизи-рованы проливочный и поверочные стенды, закуплено дополнительное оборудование высокого класса точ-ности. Все необходимое для проведе-ния поверки оборудование аттестова-но в качестве эталонов. Нужно отме-тить, что Холдинг «Теплоком» имеет на сегодняшний день крупнейшую в Европе проливную: на производст-ве установлены три расходометри-ческие проливные установки, зани-мающие площадь 600 м², с возмож-ностью единовременной загрузки 1200 приборов учета. Суточный

выпуск продукции составляет 350–400 штук. Реализуется калибровка и поверка электромагнитных, уль-тразвуковых и турбинных расходо-меров.

«Аккредитация подтверждает вы-сокий уровень доверия государствен-ных органов к нашей деятельности, в том числе к внутренним процессам в компании, к объективности и чест-ности результатов работы наших спе-циалистов, – комментирует генераль-ный директор Холдинга «Теплоком» Андрей Липатов. – Мы ведем себя открыто и с рынком, и с сотрудника-

Производитель приборов учета тепловой энергии получил право поверять измерительные приборы. Для российского рынка это уникальная ситуа-ция, которая является показателем доверия государства к деятельности компании и выпускаемой ею продукции, а также признания высокого уровня компетентности сотрудников холдинга.

Холдинг «Теплоком», г. Санкт-Петербург

Поверку доверили «Теплокому»

SS Крупнейшая проливная в Европе

111

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ми, и с государственными система-ми. Мы предпочитаем прямые пути, непрерывное развитие и честное пар-тнерство».

На предприятии были подготов-лены высококвалифицированные специалисты: они прошли обучение и повышение квалификации по по-верке и калибровке средств измере-ний и получили соответствующие удостоверения – аттестаты экспертов по метрологии. Репутация Холдинга «Теплоком» на рынке является га-рантией независимости сотрудников метрологической службы предприя-тия от любого внешнего или внутрен-него коммерческого, финансового, административного или другого дав-ления, способного оказать влияние на результаты поверки. Сегодня во-семь сотрудников холдинга имеют аттестацию экспертов по метрологии в Санкт-Петербурге и в Калуге.

Холдинг «Теплоком», г. Санкт-Петербург,тел.: (800) 250-0303 (бесплатный звонок по России),

e-mail: [email protected],www.teplocom-holding.ru

SS Петербургская команда экспертов по метрологии: Артем Алин, Маргарита Иванова, Константин Румянцев, Вадим Савкин, Александр Агуреев

С 1 июля 2014 года российское пред-ставительство компании Advantech – Advantech Russia – расширяет гарантийные обязательства для продуктовой линейки «Промышленные системы удаленного вво-да/вывода» до 5 лет. Данная линейка вклю-чает в себя беспроводные модули ввода/вы-вода, модули ввода/вывода с интерфейсом RS-485 и промышленные Ethernet-модули ввода/вывода. Новая пятилетняя гарантия распростра-няется на все продукты линейки промышленных систем удаленного ввода/вывода, отгруженных после 1 июля представительством Advantech Russia. Особо отметим, что расширенная пятилетняя гарантия не распростра-няется на продукцию, отгруженную до 1 июля 2014 года.

Начало и продолжительность гарантийного срокаГарантийный срок исчисляется с отмеченной в

счете-фактуре даты отгрузки. Для линейки продукции «Промышленные системы удаленного ввода/вывода» стандартный гарантийный срок на компоненты и экс-плуатацию товара составляет пять лет.

Часто задаваемые вопросыВопрос 1: На какие продукты распространяется но-

вая гарантия? Ответ: Новая гарантия распространяется на ли-

нейку продукции «Промышленные системы удаленно-го ввода/вывода»: беспроводные модули ввода/вывода

(серия ADAM-2000), модули ввода/вывода с интерфейсом RS-485 (серии ADAM-4000/4100, ADAM-5000/485), промышленные Ethernet-модули ввода/вывода (серии ADAM-5000/TCP, ADAM-6000/6100/6200).

Вопрос 2: Когда и как начинает действо-вать новая 5-летняя гарантия?

Ответ: Новая 5-летняя гарантия дейст-вительна для продуктов, отгруженных после

1 июля 2014 года подразделением компании Advantech Russia.

Вопрос 3: Имеет ли гарантия обратную силу? Ответ: Нет. Гарантия не распространяется на про-

дукцию, отгруженную до 1 июля 2014 года. Вопрос 4: Означает ли это, что 5-летняя гарантия

покрывает существующие заказы?Ответ: Гарантийный срок начинается с даты отгруз-

ки продукции. Если отгрузка продукции датирована 1 июля и более поздним сроком, то на данную продук-цию распространяется 5-летняя гарантия.

Представительство компании«Адвантек Ко., Лтд.», г. Москва,


www.advantech.ru

Новые гарантийные обязательства на продукцию компании Advantech

112

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014

НОВОСТИ

Компания Advantech представляет UNO‑2483G – новую линейку промышленных встраиваемых компьютеров серии UNO на базе процессо‑ров Intel 4‑го поколения, поддерживающих модульную технологию Advantech iDoor и от‑казоустойчивый интерфейс Gigabit Ethernet. Компьютеры UNO‑2483G оснащены высоко‑производительными материнскими платами, совместимыми с процессорами Intel 4‑го поко‑ления. Для полноценного выполнения само‑го широкого спектра задач SCADA‑приложе‑ний и систем видеонаблюдения можно выбрать один из трех процессоров – Core i7‑4650U, Core i3‑4010U или Celeron 2980U.

Промышленный встраиваемый компьютер UNO‑2483G можно успешно применять в систе‑мах видеонаблюдения благодаря четырем портам Gigabit Ethernet сетевой карты Intel, поддерживаю‑щим технологии непрерывной доступности (Fault Tolerance), агрегирования каналов (Lnk Aggregation) и распределения нагрузки (Load Balancing), что поз‑воляет обеспечить резервирование сетевых соеди‑нений. Благодаря применению последней техно‑логии Intel AMT один из портов Ethernet позволяет инженерам получать удаленный доступ к компью‑теру UNO‑2483G даже в том случае, если с помо‑щью операционной системы доступ невозможен. Новая технология Advantech iDoor позволяет значи‑тельно расширить функциональность UNO‑2483G на базе модульной концепции. Модули системы iDoor добавляют следующие возможности: под‑держку полевых протоколов, таких как Profibus, Profinet, EtherCAT и Powerlink; расширение памяти для хранения данных; поддержку дополнительных

каналов аналогового и дискретного ввода/вывода; поддержку глобальных (WAN), городских (MAN) и локальных (LAN) сетей посредством Wi‑FI, GPS, GPRS и LTE; а также поддержку вспомогательных модулей, таких как датчики температуры и яркости, «умных» счетчиков и т. д.

Промышленные встраиваемые компьютеры UNO‑2483G отличаются высокой производи‑тельностью графической подсистемы благода‑ря графическому процессору Intel HD Graphics 4400, ОЗУ DDR3 8 Гб и поддержке H.264, VC‑1, MPEG2, WMV и DivX. Компьютер также оснащен двумя видеоинтерфейсами VGA и HDMI, позво‑ляющими подключать до двух мониторов одно‑временно. При этом интерфейс HDMI поддержи‑вает максимальное разрешение 4096 × 2034 точек. UNO‑2483G имеет два порта USB 2.0, два пор‑та USB 3.0 и два слота расширения Mini‑PCIe. Кроме того, промышленный встраиваемый компьютер UNO‑2483G поддерживает последнюю версию программного обеспечения WebAccess 7.2, протокол IPV6 и ПО SUSIAccess и Advantech DiagAnywhere.

Advantech анонсирует UNO‑2483G на базе процессоров Intel 4‑го поколения

и поддержкой функций iDoor

Представительство компании«Адвантек Ко., Лтд.», г. Москва,

тел.: (495) 644‑0364,e‑mail: [email protected],

www.advantech.ru

113

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ИСУП: Что вас подтолкнуло к раз-работке нового решения?О. В. Рудаков: В последние годы в раз-витии электроэнергетики наблюдается одна важная тенденция: происходит объ-единение электросетевой и информаци-онной инфраструктур. Сети становятся сложней, в геометрической прогрессии растут объемы информационных по-токов, отражающих состояние элек-тросетевых объектов и позволяющих управлять ими, проводить мониторинг их технического состояния, контроли-ровать качество электроэнергии, вести ее коммерческий учет. Предприятиям приходится увеличивать количество

дорогих интеллектуальных электрон-ных устройств, которых с каждым днем на объекте становится все больше, а цена их все выше. Зачастую такие устройства поддерживают различные стандарты передачи данных, и совместить их меж-ду собой довольно сложно. Такой путь начинает тормозить развитие электро-энергетики, а значит, и промышленности в целом. Это касается не только России, но и любых промышленно развитых стран. На наш взгляд, настал момент, когда необходимо пересмотреть принци-пы построения энергетической инфра-структуры, сами подходы, а не совер-шенствовать какое-либо оборудование в старой парадигме.

В конце августа 2014 года мир узнал о новом прорывном решении. При содействии Министерства энергетики России в лице Российского энергетического агентства на международной выставке CIGRE‑2014 во Франции было продемонстрировано совместное техническое решение российских компаний «ЛИСИС» и «Профорек». Решение предназначено для автоматизации подстанций по технологии «Цифровая подстанция» и включает в себя оптические измерительные трансформаторы тока и напряжения, а также программный комплекс, реализующий все функции защиты и управления подстанцией и функционирующий на универсальных серверных платформах.К преимуществам решения относятся: снижение стоимости проектирования, оборудования, строительства и эксплуатации электрических подстанций; повышение безопасности и надежности системы; сокращение сроков строительства; типизация проектных решений и переход к модульным подстанциям высокой заводской готовности; возможность перехода к необслуживаемым подстанциям. Об этой уникальной разработке мы поговорили с генеральными директорами обеих компаний – Олегом Вячеславовичем Рудаковым (ЗАО «Профотек») и Давидом Владимировичем Кишиневским (ООО «ЛИСИС»).

ЦИТАТА: Мы считаем, что смогли уйти от сложившихся стереотипов построения инфраструктуры управления энергообъектом и создать по-настоящему инновационное, прорывное решение.

114

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ИСУП: В чем заключался ваш под-ход?Д. В. Кишиневский: Предпосылкой к появлению нашего решения стало ак-тивное развитие технологии «Цифровая подстанция», а именно появление стан-дартов, описывающих информационную модель такой подстанции, протоколы обмена между ее элементами и оборудо-вание, поддерживающее эти протоко-лы. Суть нашего подхода – изменение архитектуры построения систем защиты и управления подстанциями, основан-ных на цифровой обработке данных. Применение протокола 61850, описан-ного в технологии «Цифровая подстан-ция», позволяет получить единый циф-ровой поток данных, характеризующий

состояние управляемого объекта (под-станции). Это позволяет нам абстраги-роваться от существующей парадигмы построения системы защиты и управле-ния, при которой каждая функция ав-томатизации выполняется отдельным устройством, и перейти к программ-ной платформе, размещенной на уни-версальных аппаратных устройствах и имеющей свободное распределение функций. Таким образом, появляется возможность получать решения, имею-щие как полностью распределенную, так и централизованную архитектуру. Кроме

того, применение единой программной платформы, обеспечивающей реализа-цию и взаимодействие функций на ос-нове международного стандарта, позво-лит в дальнейшем видоизменить рынок аппаратных устройств для построения систем защиты и управления подстанци-ей и перейти к рынку функциональных алгоритмов. По сути, мы создали про-граммную среду, подобную Apple или Android, для построения систем автома-тизации электрических подстанций.Мы считаем, что смогли уйти от сложив-шихся стереотипов построения инфра-

структуры управления энергообъектом и создать по-настоящему инновацион-ное, прорывное решение.Основные элементы, которые позволи-ли нам его спроектировать, базируются на собственных разработках двух компа-ний: на цифровых оптических измеритель-ных трансформаторах компании «Профо-тек» и цифровой системе автоматизации и контроля компании «ЛИСИС».ИСУП: Расскажите, пожалуйста, поподробнее об измерительных трансформаторах.Рудаков О. В.: По сути, наша система состоит из устройств, выполняющих пер-вичные, основные измерения парамет-ров электросети и формирующих циф-ровой поток информации, передаваемой по оптическим кабелям в систему защиты и управления, реализованную на базе про-граммной платформы iSAS@Work, функ-ционирующей на промышленных серве-рах. В качестве источника информации для системы мы используем цифровые оптические измерительные трансформа-торы, разработанные и производимые компанией «Профотек».Цифровые оптические измерительные трансформаторы являются альтернативой традиционным измерительным транс-форматорам, их назначение – высоко-точное измерение мгновенных значений тока, напряжения и их фазовых харак-теристик, выдача измеренных значений по цифровому интерфейсу для использо-вания вторичным оборудованием – счет-чиками коммерческого учета, приборами телеметрии, контроля качества электро-энергии, релейной защиты и автоматики. Разработанные нашей компанией цифро-вые оптические измерительные трансфор-маторы – это инновационные устройства, которые и обеспечивают полностью циф-ровые измерения с минимальным уровнем погрешности, которого сегодня можно добиться. При интеграции со структурой подстанции они позволят оптимизировать архитектуру систем измерения, защиты, управления и контроля качества электро-энергии. Цифровые оптические измери-тельные трансформаторы – это базис для построения цифровой подстанции.ИСУП: А что собой представляет второй элемент вашего иннова-ционного решения?Кишиневский Д. В.: Разработка компа-нии «ЛИСИС» – это программно-техни-

По сути, мы создали программную среду, подобную Apple или Android, для построения систем автомати‑зации электрических подстанций.

На наш взгляд, настал момент, когда необходимо пе‑ресмотреть принципы построения энергетической инфраструктуры, сами подходы, а не совершенство‑вать какое‑либо оборудование в старой парадигме.

Д. В. Кишиневский, генеральный директор ООО «ЛИСИС»

115

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ческий комплекс iSAS, обеспечивающий полный цикл создания центра системы управления подстанцией: его проекти-рование, испытания, наладку, сопрово-ждение и, наконец, эксплуатацию.Этот программно-технический комплекс автоматизации электрических подстанций на базе унифицированной технологиче-ской платформы обеспечивает унифика-цию всех функций защиты, управления, измерений и контроля в пределах под-станции с помощью программных моду-лей, легко переносимых на любые аппа-ратные платформы и функционирующих под управлением операционной системы Linux.Сегодня ПТК iSAS реализует полный спектр функций автоматизации подстан-ций 35–220 кВ на единой платформе в со-ответствии с концепцией «Цифровая под-станция», а значит, и стандартом МЭК 61850 (то есть с использованием шины процесса для передачи данных). К этим функциям относятся:

• измерение; • управление; • релейная защита и автоматика; • регистрация аварийных событий и процессов;

• автоматическое регулирование; • технический и коммерческий учет энергоресурсов;

• контроль качества электроэнергии.Программно-технический комплекс iSAS позволяет реализовать все функции управ-ления и защиты подстанции с произвольно компонуемой архитектурой и функцио-нальной структурой – от набора комплек-сов уровня присоединений до единого ин-тегрированного комплекса подстанции.ИСУП: Какие выгоды предостав-ляет внедрение вашего решения?Рудаков О. В.: Предложенное нами решение является принципиально но-вым для электроэнергетики. Оно поз-воляет создать полностью цифровое, надежное комплексное решение для ав-томатизации, контроля, коммерческого учета и релейной защиты подстанции. Цифровой формат передачи данных осу-ществлен в соответствии с требованиями стандарта МЭК 61850.Если говорить о технических преимуще-ствах нашего решения, то к ним можно отнести следующее.Во-первых, его отличает уникально вы-сокая точность измерений, единых для всех получателей данных.

Во-вторых, наше решение просто вне-дрить. Около сотни шкафов с вторичным оборудованием можно заменить сервером iSAS@Work. Измерительная часть являет-ся полностью цифровой и имеет гораздо меньшие масса-габаритные параме-тры, чем традиционные измерительные трансформаторы, что позволяет прово-дить модернизацию объекта, не останав-ливая надолго работу комплекса элек-трораспределительного оборудования.Третье преимущество – надежность и ка-чество. За счет применения полностью цифрового первичного измерительного оборудования и цифровых методов об-работки и управления на совершенно новый уровень поднимаются методы са-модиагностики всей системы, а приме-нение оптических кабелей для передачи информации полностью исключает по-мехи и искажения при передаче данных.

Цифровые методы передачи и обработки данных позволяют обеспечить надежное и многоуровневое резервирование всех систем.Следующая важнейшая особенность – безопасность. Высоковольтная часть не требует обслуживания, имеет высокую пожаро- и взрывобезопасность. Для соеди-

нения первичной высоковольтной части со вторичными устройствами используют-ся только волоконно-оптические кабели, которые за счет полной гальванической развязки гарантируют безопасность персо-нала, а заодно и дорогостоящего вторично-го оборудования.Ну и наконец, соответствие стандартам. Все компоненты работают по междуна-родному стандарту МЭК 61850, что ведет к упрощению технических решений.

Сегодня ПТК iSAS реализует полный спектр функ‑ций автоматизации подстанций 35–220 кВ на единой платформе в соответствии с концепцией «Цифро‑вая подстанция», а значит, и стандартом МЭК 61850 (то есть с использованием шины процесса для пере‑дачи данных).

Разработанные нашей компанией цифровые оптиче‑ские измерительные трансформаторы – это инноваци‑онные устройства, которые и обеспечивают полностью цифровые измерения с минимальным достижимым на сегодняшний день уровнем погрешности.

О. В. Рудаков, генеральный директор ЗАО «Профотек»

116

Жур

нал

“ИСУ

П” №

4(5

2)_2

014


ИСУП: А что можно сказать об эко-номической выгоде?Рудаков О. В.: Наше решение позволяет снизить затраты на всех стадиях жизнен-ного цикла электрической подстанции – от проектирования и строительства до эксплуатации.

На этапе строительства затраты сокра-щаются, во-первых, за счет уменьшения количества оборудования и медных про-водников, а во-вторых, за счет того, что снижается трудоемкость проектирова-ния, монтажа и наладки оборудования.При эксплуатации применение цифро-вых интеллектуальных устройств и необ-служиваемых цифровых измерительных трансформаторов на высоковольтной части позволяет значительно уменьшить как количество обслуживающего пер-сонала на подстанции, так и расходы на само обслуживание.

Дополнительная экономия достигает-ся за счет снижения расходов на повер-ку: ведь у цифровых трансформаторов увеличен межповерочный интервал, да и сама процедура поверки упрощена. Кроме того, снижаются потери электро-энергии, во-первых, благодаря увеличе-нию точности измерений, а во-вторых,

из-за того, что отпадает необходимость нормировать нагрузку вторичных цепей.Применение устройств с высокой степе-нью резервирования функций и взаимо-заменяемостью уменьшает сроки замены оборудования в случае ремонтных работ или регламентного обслуживания, что позволяет практически без остановок эксплуатировать объект.ИСУП: Но если потребность в об-служивании так сильно сокра-щается, означает ли это, что на основе вашего решения мож-но построить необслуживаемый объект?Рудаков О. В.: Именно так! Комплекс-ное решение компаний «Профотек» и «ЛИСИС» позволяет создать оптималь-ную структуру «Цифровой подстанции»: надежную, экономически выгодную, с возможностью реализации функции ди-станционного управления, которая в ито-ге позволит перейти к необслуживаемой подстанции.Хочу дополнительно отметить, что полное соответствие международным стандар-там позволяет применять наше решение не только на российском, но и на между-народном рынке.Если вы уже сегодня хотите узнать, ка-ким будет лицо энергетики в ближайшем будущем, приглашаем вас ознакомиться с описанием нашего решения на сайте: www.op2tech.com. Там же будут разме-щены итоги выставки CIGRE в Париже.ИСУП: Что бы вы хотели пожелать читателям нашего журнала?О. В. Рудаков: Прежде всего – инте-ресных проектов и поиска новых реше-ний, не стоять на месте, создавать инно-вации своими руками.Д. В. Кишиневский: И обязательно с оптимизмом смотреть в будущее!

Комплексное решение компаний «Профотек» и «ЛИ‑СИС» позволяет создать оптимальную структуру «Цифровой подстанции»: надежную, экономически выгодную, с возможностью реализации функции ди‑станционного управления, которая в итоге позволит перейти к необслуживаемой подстанции.

Наше решение позволяет снизить затраты на всех ста‑диях жизненного цикла электрической подстанции – от проектирования и строительства до эксплуатации.

Главный редакторЗам. главного редактора

Старший редакторИнтернет-проект

КорректорАдминистратор

Редакционная коллегия

Телефон:Факс:

Почтовый адрес:

WEB-сайт:E-mail:

С.В. Бодрышев А.И. ЗинченкоМ.И. Клим А.В. БодрышевА.М. ГлицкинаН.М. ЯковлеваВ.А. ВеревкинФ.Н. КостомаровС.П. ФельдманА.С. Соколов В.В. КулешовС.В. ГореевС.А. Дмитриев

(495) 542-03-68(499) 191-68-07

115432, Москва, Лобанова ул. 2/[email protected]

Подписано в печать 10.09.14. Формат 60 х 88 1/8.

Бумага кн.-журн.Печать офсетная.

Заказ № 92877

Отпечатано в типографии ООО «Издательский дом «Мысль»

Материалы, опубликованные в настоящем журнале, не могут быть полностью

или частично воспроизведены без письменного разрешения редакции. Мнение редакции не всегда совпадает

с мнением авторов материалов.За достоверность сведений, представленных

в журнале, ответственность несут авторы статей и рекламодатели.

Все упомянутые в публикациях журнала наименования продукции и товарные знаки

являются собственностью соответствующих владельцев.

Издательский дом «Мысль»

Журнал зарегистрирован в Министерстве РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций.

Свидетельство о регистрации ПИ № 77-17690

Оригинал-макет подготовлен в ООО «Издательский дом «Мысль».

Журнал выходит шесть раз в год.

© ИД «Мысль», 2014

magazine isup 4(52) 2014

Documents