 |
|
Первые российские АСКУЭ
Первые отечественные системы АСКУЭ для учета электроэнергии типа ИИСЭ1-48 состояли из счетчиков с датчиками импульсов, напрямую соединенными двухпроводными линиями связи с центральным вычислительным устройством. Система позволяла получить нарастающий итог потребления энергии по фиксированным и запрограммированным на заводе-изготовителе расчетным группам, осуществить дифференцированный по трем зонам суток учет и фиксировать максимум потребляемой мощности по двум временным зонам суток.
Недостатки системы:
- повышенный расход кабельной продукции;
- необходимость перезапуска системы при обрыве связи на любом участке
внутри системы с участием Госстандарта;
- необходимость для проверки правильности работы системы считывать
показания первичных счетчиков и сравнивать с автоматизированным итогом;
- Необходимость внутреннего перемонтажа системы наладчиками при любых изменениях системы учета, состава расчетных групп, коэффициентов трансформации ТТ и ТН и ряд других.
В КТС ИИСЭ2М появились многоканальные счетчики Ф4400М – Ф4405М, цифро-аналоговые измерительные преобразователи с регистрирующими приборами Ф44077, вычислителями на модулях КАМАК.
На рис. 18 представлен вариант многоуровневой региональной автоматизированной системы учета выработки и отпуска энергии, на рис. 19 представлена АСКУЭ для отдельного предприятия, реализованные на КТС “ Энергия“, серийно выпускаемым Пензенским приборостроительным (ПО “Старт“). Данный КТС сменил комплексы технических средств ИИСЭЗ-64, ИИСЭ 2М, СИМЭК, САУКЭ, УТ5000 и другие. Одновременный учет электроэнергии и расходов жидких и газообразных энергоносителей позволяет производить расчет показателей, как в реальном масштабе времени, так и в расчетные периоды (смена, сутки, декада, месяц, квартал, год). Комплекс обеспечивает дискретность задания времени границ тарифных зон суток 30 мин., задание времени границ смены 5 мин. На рис. 18 (1 и 2 Ai, Bi) – устройства сбора данных (УСД) частотно-импульсных сигналов от счетчиков эл. энергии, аналоговых сигналов, от датчиков давления, разницы давлений, температуры, дискретных сигналов состояния эл. оборудования и другой аппаратуры.
СВК – специализированный вычислительный комплекс (первоначально ДВК-3, далее IBM PC – совместимые персональные компьютеры на основе):
· принимают информацию от УДС на специальные платы ввода-вывода по каналу RS232C (до 12 счетчиков эл. энергии). С помощью специально поставленного программного обеспечения СВК вычисляет до 12 параметров по каждому каналу учета, в том числе приращение энергии за 5 и 30 минут, за сутки и другой расчетный период. Данные отдельных каналов можно суммировать, рассчитывая по группе до 80 параметров (для 32-х групп возможно).
· выдают управляющие сигналы («сухой» контакт по одному на группу) в случае
превышения мощности за расчетный период над лимитированной. Массив параметров для расчета оператор задает в диалоговом режиме, параметры хранятся в S-MOS RAM (при исчезновении питания хранение до 12 часов) и защищены от несанкционированного доступа.
Перечень возможных выходных документов АСКУЭ «Энергия»:
- графики 5-, 30-минутных средних мощностей по группе и по каналу за текущие и
предыдущие сутки;
- графики средних суточных, месячных мощностей по группе и по каналу;
- статические графики 30-минутных средних мощностей по группе и по каналу (выборка за 10 суток);
- диспетчерская мнемосхема электрических подстанций и фидеров с указанием 30-минутных потоков активной (реактивной) мощности за любые 30 мин. текущих или 10 прошедших суток;
- анализ эл. потребления по установленным лимитам;
- оперативный анализ по группам и каналам с дискретностью 5 мин;
- описание каналов и групп;
· протокол работы УСД и каналов и др.
Выходной сигнал УСД КТС “Энергия”на нагрузке 1 ком не менее 20 ± 4В и при измерениях нагрузки от 0,5 до 5, 7 ком поддерживается постоянным и передается со скоростью 100 бит/с.
УСД Е443М принимает до 16 числоимпульсных сигналов, обрабатывает и упаковывает их на выходной двоичный код. Кроме того Е443М принимает до 8 дискретных сигналов.
УСД КТС «Энергия» по своей архитектуре обычный программируемый контроллер, в котором: МП К580ВМ 80А, параллельный интерфейс КР 580ВВ55А последовательный порт КР580 ВВ51А, контроллер прерываний КР580ВМ59, системный контроллер КР580ВК28, программируемый таймер КР580ВЧ53, генератор КР580ГФ24, регистры КР580ЧР82. Применяются микросхемы: 155, 555, коммутатор 561, счетчики, серии 176, 140, 1113 (10 разр. АЦП), 573 (ПЗУ и ОЗУ) и др.
УСД опрашивает числоимпульсные входы со счетчиков с частотой 64 Гц, аналоговые входы с периодом не более 10 сек, выходной код для повышения надежности передается дважды с периодичностью 15 сек.
Для небольших предприятий концентратор информации (УСД) и СВК объединяются в один блок “Энергия-микро“, в котором используются микропроцессор К1821 ВМ85 или однокристальная ЭВМ 1816 ВЕ51.
Данный блок может принимать 16 импульсных сигналов или 8 аналоговых, оснащен клавиатурой и индикацией, программируется на месте эксплуатации. Может использоваться и автономно.
Блок может подключаться к телефонному HAYES – совместимому модему для
передачи информации в центр контроля.
Для пространственно рассредоточенных нетелефонизированных объектов, на которых прокладка проводных линий связи экономически невыгодна, разработан КТС “Энергия-радио“ (КТС “Корат“), когда связь в системе организуется радиостанциями “Лен-В“ 1Р21СНА, “Маяк“ 16Р22С1, “Эстакада” 18Р22С2 в диапазоне УКВ.
В процессе эксплуатации обнаруживается потребность иметь информацию по
энергопотреблению большому числу абонентов. Поэтому уже созданы специализированные сетевые программные пакеты для многопользовательского доступа к информации АСКУЭ (до 25 пользователей по ЛВС). Обычно реализуют организацию при методе множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий с ОС Net Ware Lite.
  |
АСКУЭ на основе КТС “ Энергия “ была внедрена на многих предприятиях и
территориальных энергетических сетях России, в том числе в АО “Лукойл-ПНОС“, АО “Минеральные удобрения“, АО “Пермские моторы“, АО “Привод“ и др.
Устройства сбора данных в КТС “Энергия” Е441 М1, Е443, Е443 М1, Е443М2,
УСДУ-16 имели ряд недостатков, которые снижали надёжность работы АСКУЭ:
1. Не имели энергонезависимого ОЗУ и архивации данных;
2. Не было УСПД с цифровыми входами, то есть не было возможности конфигурирования и перепрограммирования цифровых счетчиков;
3. Требуют круглосуточной работы системного блока компьютера на верхнем уровне;
4. Симплексная организация связи между УСД и компьютером не обеспечивает
сохранение информации при повреждении линии связи;
5. Большая погрешность передачи данных, вызванная отсутствием синхронизации между системным временем компьютера и асинхронной симплексной передачей данных УСД.
6. Долгое время в КТС использовалось ПО MS DOS, хотя среда WINDOWS обеспечивает применение многих наработанных графических и других приложений.
В дальнейшем эти недостатки были устранены, но раньше появились ряд КТС АСКУЭ, уже не имевших этих недостатков и более перспективных для применения.
В КТС «Энергия появились:
· УСПД типа Е443М2 (EURO), имеющие память хранения 5-ти минутных значений по 16/32 каналам на глубину до 24-х суток и полудуплексную связь с платой полудуплексной связи (ПДС) на верхнем уровне.
· Появилась возможность автоматической синхронизации УСПД перед каждым опросом.
· внедряется базовое программное обеспечение (версия М1.01) с WINDOVS NT/2000 и применением реляционных СУБД.
Современные АСКУЭ
В России выпускается много комплексов технических средств для АСКУЭ. Часть из них предназначена для контроля и учета электроэнергии (табл. 17). Более предпочтительны АСКУЭ, позволяющие производить учет и контроль всех видов энергоресурсов (табл. 18).
Имеются и другие АСКУЭ, кроме указанных в таблицах:
1 Отдел института «Гипроникель» выпускает КПТС «АСТЕР» на базе оборудования Siemens (ФРГ) и Schneider Electric (Франция).
2 «СПРУТ» - НПП «САБ-Система» г. Ульяновск
3 «КОРОНА» - С.Петербург
4 «Логика» - С.Петербург
5 «Марсел» - ООО «НПП МАРС_ЭНЕРГО» г. С.Петербург
6 «УИС» - НПФ «Неон АВМ» г. Москва
7 « Power 2000» - ЗАО«Мобильные решения» г. Н.Новгород (ИВК Solmo-2 - без УСПД)
8 « Промсвязь»
9 «Компас»
10 НПП ТОР-УГА
11 ИнГИС АСКУЭ
12 «Корона» - ООО «Альбион» -г. Челябинск
13 «ЭКОТЭЛ» - ООО «Фирма РКК» - г. Москва
14 «ТРЭК» - для электротранспорта
15 «ТОРАZ» - г. Воронеж
16 «МСР «Энерго» - г. Москва
17 «Поток-1» г.Ставрополь
18 «Исток» - НПЦ «Спецсистема» г Витебск (Белоруссия)
19 ITEК – г. Киев (Украина)
20 «СИНЕТ» - АО «ИНЕТ» г. Киев
Общим для всех АСКУЭ является:
Ø Использование последовательных интерфейсов на физическом уровне –RS232, ИРПС, RS485, Ethernet с протоколом TCP/IP.
Ø В зависимости от расстояния применение различных линий связи дся сбора и передачи информации – выделенные и коммутируемые телефонные линии с модемами или без них, каналы ЛВС, радиомодемы, GSM-каналы, ВЧ-связь и др.
Ø Скорость передачи данных может изменяться от 100 бод до 115 кбод с частотой опроса от 1,5 сек.
Ø Автоматическая коррекция хода внутренних часов УСПД от одного из источников:
· GPS-приемник , имеющий связь со спутниковой системой;
· По ЛВС с верхнего уровня;
· От другого УСПД, имеющего синхронизацию текущего времени.
Ø Наличие в УСПД встроенных аккумуляторов или Flash-памяти для сохранения программ и данных.
Ø Возможность работы в широком диапазоне температур:
· - 40÷ + 50°С - Миус, Дельта, Энергомера, Пчела.
· - 10÷ + 50°С - Энергия, Альфа-Центр, Ресурс, Эком
· - 40÷ + 85°С - Альфа Мет, Альфа Смарт
АСКУЭ «Энергия» внедрялась на ряде предприятий Пермской области в 1990 – 1996 годах, АСКУЭ «Альфа Мет» была установлена в 1996-1998 годах в «Пермэнерго», «Лукойл-ПНОС». С 2000 года внедряется много систем АСКУЭ:
ü «Альфа Центр»: «Пермская ГРЭС», «Лукойл - ПНОС», «Ависма», «Соликамскбумпром», «Соликамский магниевый завод».
ü «Ресурс»: «Мотовилихинские заводы».
ü «Спрут»: «Пермский ЦБК».
ü «ЭКОМ-3000»: «Березниковская ТЭЦ», «Мостоотряд 123»,
ФГУП «ППФ Гознак», «Пемос», «Пермская пивоваренная компания».
Все эти АСКУЭ предназначены в основном для коммерческого учета электроэнергии. Внедрение АСКУЭ для учета других видов ресурсов впереди.
Отметим требования к используемым компьютерам в АСКУЭ, которые являются общими для всех систем (2005):
· Процессор Р3 и выше;
· ОЗУ не менее 256 мб;
· МСХ памяти и BIOS должны иметь поддержку ECC (Error Check Control)$
· На материнских платах почти не осталось слотов с разъемом ISA;
· Жестких дисков объемом более 20 гб лучше иметь два, что заметно улучшает производительность системы и устойчивость к сбоям – на одном диске ОС, на другом –приложения. Сбой ОС приводит к наиболее тяжелым последствиям для всего комплекса, вплоть до переустановки всего ПО;
Необходимо иметь CD-ROM для поставки базового ПО.
Таблица 18. КТС для учета электроэнергии.
| Тип АСКУЭ | УСПД | Интерфейсы, протоколы | Разработчик - изготовитель | Комментарий | ||
| ТОК, ТОК-С | До 128 имп. каналов | ЗАО «АМРИТА» г. Пенза | Аналогична КТС «Энергия» по электроэнергии | |||
| МИУС | Micro РС ф. Octagon Systems До 56 сч-ов с имп. и код. выходом | До 256 УСПД | Г. Таганрог Ростовской обл. ОКБ «МИУС» | Территориально-распределенная АСКУЭ Безбумажн. оплата за энергию | ||
| Энергомера | УСПД-164-01 имп. и кодовые счетчики | Полевая шина СANbus (2000) | «Энергомера» г Ставрополь | |||
| ПС-500кв | Контроллеры «Mega Data» Ф. Shluemberger Industies (Венгрия) на I87C51, Z80180 | СУБД «Interвase Server» v.1.1.680 | ||||
| Телескоп | Контроллеры Нейва ТК8, 1616, 84 Маркерный доступ с ХОСТ-РС (Можно через цепь из 5-ти контроллеров) | Клиент- SQL Сервер Однопользовательская с СУБД «Paradox» | Средства телемеханики НПФ «Прорыв», ИФ «Проком» | Распределенно-территориальная АСКУЭ Широко радиомодемы | ||
| Пирамида | Сикон С1, Сикон С10 (1993 – Пирамида, 2000 - Сикон) | Profibus | ИТФ «Системы и технологии» Г. Владимир | На основе микроконтроллеров SAB ф. SIEMENS (RISC процессоры) | ||
| Альфа Мет | Мультиплексор МПР16-2М До 31 счетчика | MS DOS v.6.0 и выше | Эльстер Метроника (АВВ Метроника) г. Москва | Вытеснены АСКУЭ Альфа Центр | ||
| Альфа Смарт | RTU –300, 310, 320 на основе контроллеров SMART I/O, IUC32, VME Ф. DEP Modular Computers c МП Motorolla 68302, 68360, 68340 | -До 256 входов в RTU-325 (пром. компьютеры с форматом РС/104 - 2002) -В т.ч. Profibus WEB- серверы(2004) | ||||
| Альфа Центр | Однопользов. и многопользов. одноуровневые и многоур. ИВК как центры сбора и обработки «клиент-сервер» СУБД Oracle (2001), OC UNIX, Windows NT/2000 |
Таблица 19. КТС для учета всех видов энергоресуров
| Тип АСКУЭ | УСПД | Интерфейсы, протоколы | Разработчик - изготовитель | Комментарий | |
| Энергия | Симплексный протокол | ПО «Старт» Г. Заречный Пензенской обл. | |||
| Энергия + | Полудуплексная связь | ПО "Энергия+" 6.0 Windows NT/2000/XP СУБД MS SQL 7.0). | |||
| Дельта | Micro PC до 768 датчиков опрос до 1,5 сек. | Сервер связи Файл-сервер АРМы MS DOS, ОS/2 (WINDOWS NT c 2001) | НИИАИТ совместно с Пензаэлектро (г. Пенза 1996) | Учет и оперативно-диспетчерское управление | |
| Ресурс | 1.Мультиплексор УСПД-16М – до 16 имп. вх. (полудуплекс RS485) 2. Ресурс-WN – до 32 имп. вх. 3. Ресурс-GLH – до 15 теплосчетчиков и т.д. 4. Ресурс- UF2 – качество эл. энергии 5. Ресурс – до 256 имп. или цифр. входов | TCP/IP До 20 рабочих станций | НПП «Электротехника» (г. Пенза 1998) | ПО «Ресурс- SQL» «Клиент – Сервер БД» с СУБД «MS SQL Server 2000» | |
| Телескоп | Контроллеры Нейва ТК8, 1616, 84 | Маркерный доступ с ХОСТ-РС (Можно через цепь из 5-ти контроллеров) Клиент- SQL Сервер Однопользовательская с СУБД «Paradox» | Средства телемеханики НПФ «Прорыв», ИФ «Проком» | Распределенно-территориальная АСКУЭ Широко радиомодемы | |
| Омь Мир | Омь-1 для АСДУ/АСКУЭ Омь-10 для АСКУЭ-БП Омь-40 для АСКУЭ (системы телемеханики ТУ до 36, ТС до 224, ТИ до 128 сигналов) | RS485, ИРПС – 0,3 – 115 кбод УКВ, ВЧ-связь по ЛЭП – 100 бод Радиоканал, телеф. линия: с полосой 0,3-3,4 кгц –300 ÷2400 бод, с уплотненныс спектром 2,4-3,4 кгц –до 300 бод | НПО «МИР» Г. Омск | ОС «Windows» ЛВС из 5-ти АРМов. | |
| Пчела | Специализированные контроллеры | IP- протоколы на вехнем уровне Структуры «клиент – сервер» | НПФ «Телемеханик» Екатеринбург | Распределенная АСКУЭ на предприятиях Свердловсэнерго | |
| Карат-Эльф | Вычислители Карат-М, ЭЛЬФ для эл.энергии, воды, теплоты. Интерфейсные модули для сбора и передачи данных | Последовательные интерфейсы RS232, ИРПС, RS485, М-BUS, оптопорт | НПП «Уралтехнология» Екатеринбург | Однопользовательское ПО «Карат-ЭкспрессII» БД «Fox Pro DBF» | |
| Эком | ЭКОМ-3000 –промышленный компьютер с набором модулей вв/выв (до 48 вх) ЭКОМ-4000: -комплексная автоматизация; -встроенный WEB-сервер | До 255 УСПД и до 100 клиентов Открытые протоколы Modbus RTU, Ethernet, Internet | ООО «Прософт - Е». Екатеринбург | Сервер опроса, Сервер данных, АРМы СУБД «MS SQL Server 7.0” или «Paradox» | |
| Vecon | На основе Эком-3000 | Vecon Ltd Г. Кольчугино Владимировской обл. | СУБД «ORACLE» |