Автоматизированная информационно-измерительная система «ЭНТЕК» — Особенности автоматизации ЭС

Особенности автоматизации ЭС

Автоматизированная информационно-измерительная система ЭНТЕК (АИИС ЭНТЕК) на базе оборудования ОВЕН предназначена для комплексного решения задач автоматизации электрических сетей (ЭС).

Современная система автоматизации электрических сетей должна решать комплекс задач, одна из которых – обеспечение максимальной энергетической эффективности работы объектов потребления, транспортировки и распределения электрической энергии путем управления, контроля, мониторинга и учета электроэнергии.

Единая система автоматизации электрических сетей должна решать комплекс задач по учету, диспетчеризации и телемеханике ЭС. Для облегчения постановки задач автоматизации РЭА выделим в сетевой структуре транспорта и потребления электрической энергии группы объектов, имеющие общие свойства.

../p>	Наименование объекта	Задачи автоматизации
1.	Электрические подстанции (ПС, РП, РТП, ТП)	контроль нагрузок по всем присоединениям контроль состояния коммутационной аппаратуры контроль аварийных режимов контроль параметров качества электроэнергии контрольный учет электроэнергии (по всем присоединениям) расчетный учет электроэнергии (по отдельным присоединениям)
2.	Распределительные объекты и сети – реклоузеры, пункты учета и секционирования	повышение наблюдаемости и управляемости электрической сети (обеспечивается за счет интеграции пунктов учета и секционирования в систему автоматизации) расчетный учет электроэнергии контроль аварийных режимов
3.	Крупные потребители (основной уровень напряжения – 10 кВ)	расчетный учет и контроль нагрузок на границах балансовой принадлежности внутренний технический учет и контроль распределения электроэнергии и мощности прогнозирование потребления учет для субабонентов диспетчеризация и телемеханика объектов электрохозяйства противоаварийная автоматика контроль и управление максимальной мощностью по одному или нескольким присоединениям потребителя контроль качества электроэнергии
4.	Бытовые и мелкомоторные потребители – многоквартирные жилые дома, деревни, коттеджные поселки, садовые товарищества, магазины, мастерские, автозаправки, объекты ЖКХ и т.п. (основной уровень напряжения – 0,4 кВ)	расчетный учет электроэнергии контроль и автоматика ограничения превышения максимальной мощности с использованием счетчиков со встроенным реле ограничения мощности контроль параметров электроснабжения

При автоматизации объектов потребления, транспортировки и распределения электрической энергии с уровнем напряжением 0,4 – 10(6) кВ необходимо учитывать следующие специфические особенности таких объектов:

наличие большого числа распределенных объектов;
использование различных каналов связи;
необходимость выбора оптимальных по соотношению цена/функциональность технических решений.

Комплексное решение задач автоматизации ЭС

Объединение аппаратной и программной платформ – ОВЕН и ЭНТЕК – позволяет создавать комплексные решения по автоматизации электрических сетей.

С помощью программного обеспечения компании ЭНТЕЛС (SCADA-системы ЭНТЕК и платформы программирования EnLogic) и оборудования ОВЕН можно построить систему автоматизации электрических сетей любого уровня, которая позволит обеспечить:

многотарифный учет электроэнергии;
телемеханику и телеуправление;
управление и перераспределение мощности;
диспетчерский контроль.

Описание системы

1. Возможности АИИС ЭНТЕК

Объединять разнородную информацию в единой оболочке
Создавать распределенные рабочие места, благодаря клиент-серверной архитектуре, SQL-сервер в качестве единой базы данных
Собирать архивную информацию средних получасовых мощностей потребления электроэнергии
Формировать балансы потребления электроэнергии по объектам
Вести оперативный мониторинг текущих параметров электроэнергии – напряжений, токов, мощностей, cos φ
Выполнять контроль и анализ режимов потребления электрической энергии и мощности, отклонений от нормальных режимов
Регистрировать оперативные показатели электрической энергии и событий телесигнализации в базе данных истории
Формировать отчетную документацию, ведомости о расходе электроэнергии, списки ситуаций с нарушением режима потребления электроэнергии по потребителям
Вести базу данных используемого технологического и прочего оборудования
Импортировать и экспортировать оперативную и историческую информации в другие приложения через интерфейсы OPC DA, ODBC, OLE DB

2. Принцип построения АИИС ЭНТЕК

АИИС ЭНТЕК строится по двухуровневому принципу.

Нижний уровень – это шкафы учета на базе оборудования ОВЕН, которые располагаются на распределенных объектах.

На верхнем уровне на АРМ диспетчера устанавливается прикладное программное обеспечение на базе SCADA-системы ЭНТЕК.

Связь с верхним уровнем осуществляется по Ethernet, радиоканалам, GSM/GPRS. Протокол обмена – телемеханический протокол МЭК 60870-5-101/104 с функциями передачи аварийных сообщений и архивной информации.

Шкафы учета ШУК-У и телемеханики ШУК-УТ на базе приборов ОВЕН

На базе приборов ОВЕН созданы типовые шкафы учета и телемеханики, которые устанавливаются непосредственно на объекте и предназначены для обеспечения функций сбора, хранения, архивирования и передачи данных на верхний уровень. Шкафы ШУК-У, ШУК-УТ имеют компактное исполнение, рабочий диапазон температур: -40…+55 °С, невысокую стоимость. В состав типового шкафа входят контроллер, модули ввода/вывода, устройства сбора данных, GSM/GPRS-модем, блок питания, автомат, розетка, датчик вскрытия, управляемый термоэлемент и др. Счетчики (Меркурий, СЭТ-4ТМ или другого типа), а также модули аналогового и дискретного ввода/вывода подключаются по RS-485 к контроллеру шкафа.

Используемое в шкафах оборудование ОВЕН

Модули МВА, МВУ, МДВВ или Мх110
Контроллеры – ОВЕН ПЛК100 (ОВЕН ПЛК304 или ОВЕН ПЛК308) с поддержкой платформы EnLogic
GSM/GPRS-модем ОВЕН ПМ01
Блок питания – ОВЕН БП07Б-Д3 24В

АРМ учета и телемеханики

Автоматизированное рабочее место диспетчера РЭС оборудовано сервером, на котором установлена SCADA-система ЭНТЕК и прикладное ПО системы диспетчеризации и телемеханизации.

3. Программное обеспечение системы

Системное программное обеспечение – SCADA-система ЭНТЕК

Прикладное ПО верхнего уровня, работающее под управлением SCADA-системы ЭНТЕК, которое обеспечивает выполнение следующих задач:

связь с объектами нижнего уровня, передачу команд управления из диспетчерского пункта на контролируемые объекты;
визуализацию параметров режима работы как всей системы в целом, так и отдельных объектов;
сбор архивной информации средних получасовых мощностей потребления электроэнергии;
формирование балансов потребления электроэнергии по объектам;
оперативный мониторинг текущих параметров электроэнергии – напряжений, токов, мощностей, cos φ;
контроль и анализ режимов потребления электрической энергии и мощности, отклонений от нормальных режимов;
регистрацию оперативных показателей электрической энергии и событий телесигнализации в базе данных истории;
регистрацию истории, аварийных и технологических событий;
формирование отчетной документации, ведомостей о расходе электроэнергии, списка ситуаций с нарушением режима потребления электроэнергии по потребителям;
контроль доступа на подстанции из диспетчерского пункта;
просмотр истории (тренды), формирование отчетной документации;
контроль работы каналов связи и диагностику оборудования.

Встроенное ПО нижнего уровня (на базе контроллеров ОВЕН) обеспечивает:

сбор, хранение и передачу информации с объектов на верхний уровень;
сбор всей первичной информации с датчиков и приборов учета;
передачу оперативно-диспетчерской информации из мест сбора информации на верхний уровень управления и контроля (в диспетчерский пункт);
ведение технологических архивов по электроэнергии и др.;
выдачу аварийной сигнализации в случае превышения уставок технологических параметров.

4. Платформа EnLogic

EnLogic – это технологическая платформа для программирования микропроцессорных контроллеров с открытой архитектурой и реализации коммуникационных шлюзов и конвертеров протоколов. Платформа EnLogic поддерживается в контроллерах ОВЕН: ПЛК100, ПЛК304, ПЛК308 (операционная система Linux). EnLogic является базовой составляющей SCADA-системы ЭНТЕК и в ее составе отвечает за все коммуникации с модулями ввода/вывода, контроллерами, обработку данных по технологическим алгоритмам пользователя. Контроллеры ОВЕН с исполнительной системой EnLogic могут опрашивать сети распределенных модулей ввода/вывода и различных счетчиков и поддерживают стандартные протоколы (Modbus RTU, МЭК 870-5-101/104, DNP3).

В EnLogic реализован механизм ведения архивов контроллера. Поддерживаются оперативные архивы, формируемые на основе оперативно опрашиваемых контроллером данных, и исторические архивы, формируемые из архивов внешних устройств - счетчиков и т.п. Данная особенность позволяет применять EnLogic в задачах учета энергоресурсов.

Для связи с контроллером, работающим под управлением исполнительной системы EnLogic, используются встроенные средства SCADA-системы ЭНТЕК, которые позволяют организовывать обмен по каналам RS-485 и Ethernet, а также по каналам сотовой связи GSM/GPRS/EDGE/CDMA/WiMAX. При необходимости интеграции с ПО сторонних производителей доступ к оперативным параметрам контроллера можно осуществить по интерфейсу OPC DA, используя бесплатный EnLogic OPC-сервер, или получать данные от контроллера по стандартному телемеханическому протоколу МЭК 870-5-104. Это позволяет использовать контроллер ОВЕН с исполнительной системой EnLogic как универсальный шлюз для получения данных от большого числа различных устройств.

Контроллер с исполнительной системой EnLogic может опрашивать большое число различных модулей ввода/вывода, счетчиков, измерительных преобразователей и пр. Данные от контроллера может получать любое программное обеспечение верхнего уровня – SCADA-системы АСУТП, системы телемеханики и т.п. Можно получать данные напрямую от контроллера по стандартному протоколу МЭК 870-5-104 по любому каналу TCP/IP, или используя бесплатный сервер OPC DA, который поддерживает любые каналы связи - TCP/IP, SkyLink, GSM, выделенная линия.

Аппаратной основой для универсального шлюза может служить любой, поддерживаемый платформой EnLogic контроллер. Например, контроллер ОВЕН ПЛК308 (или ОВЕН ПЛК304), обладающий большими коммуникационными возможностями:

5 портов RS-232/ RS-485 для подключения внешних модулей.
3 порта RS-232 – один из них полномодемный.
2 порта Ethernet, с полной поддержкой протокола TCP/IP.

Подобная функциональность позволяет рассматривать контроллер ПЛК308 с исполнительной системой EnLogic в качестве универсального шлюза для сбора данных от внешних устройств. Кроме того, контроллер может производить вторичную обработку оперативных данных по любым алгоритмам, задаваемым пользователем.

Для малосигнальных объектов возможно применение конвертера ОВЕН ПЛК100. В отличие от ПЛК308, этот конвертер протоколов имеет небольшое количество портов, однако, зачастую этого достаточно для реализации всех необходимых задач.

1 порт RS-485 для подключения внешних модулей;
2 порта RS-232;
1 порт Ethernet, с полной поддержкой протокола TCP/IP.

5. Преимущества совместного использования системы АИИС ЭНТЕК и оборудования ОВЕН

Бюджетное решение (невысокая стоимость оборудования и программного обеспечения компании)
ЭНТЕК - решение российских производителей, гарантирующих своевременную техническую и сервисную поддержку
Наличие всех необходимых сертификатов
Минимизация затрат на внедрение системы за счет применения типового комплекта оборудования для решения задач телемеханики, диспетчеризации, учета на всех уровнях управления.
Расширенный температурный диапазон (-40…+60 °С) позволяет применять систему на всех объектах электросетевого предприятия
Возможность интегрировать оборудование различных производителей (УСПД, счетчиков электрической энергии, измерителей и др.)
Обеспечение выполнения закона №261-РФ об энергоэффективности
Возможность масштабирования системы и ее поэтапного наращивания
Использование стандартных протоколов обмена, применяемых в электроэнергетике
Возможность организации передачи данных по любым каналам связи
Удобный и интуитивно-понятный интерфейс, четко ориентированный на задачи электроэнергетики
Простота настройки и эксплуатации
Большая референтность внедрений

6. Возможные применения ЭНТЕК

На сайте компании ОВЕН представлены различные варианты применения ЭНТЕК: