Береженого АСУ бережет

Результат от экономии электроэнергии — это не только уменьшение затрат на энергоресурсы. Это еще и снижение стоимости продукции, а чем она дешевле, тем более конкурентоспособна.

В прежние времена систему точного учета энергопотребления предприятие внедряло по собственному усмотрению. Но вот уже несколько лет весь объем добываемых, производимых, перерабатываемых, транспортируемых, хранимых и потребляемых энергетических ресурсов подлежит обязательному учету в соответствии с Федеральным законом «Об энергосбережении». В этой ситуации закономерно, что рынок соответствующих автоматизированных систем стал пополняться разработками отечественных инжиниринговых компаний.

В целом системы управления энергоснабжением можно разделить на две группы:

• АСКУЭ — автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии;
• АСДУ — автоматизированные системы диспетчерского управления.

Обычно большинство систем разрабатываются при реализации конкретного проекта. А раз так, то технические решения, положенные в их основу, оптимизированы для специфических условий.

Так, АСКУЭ в основном используют счетчики со счетно-импульсным выходом, а также контроллеры учета, хранения и выдачи информации. Для такой архитектуры характерен информационный аскетизм, ограничивающий предоставляемую информацию отчетами о потребленной энергии и профилями нагрузки по потребителям и группам. Вызывает трудности расчет максимальной потребленной мощности, самодиагностика счетчиков отсутствует.

В свою очередь АСДУ из-за привязки к конкретному проекту плохо поддаются тиражированию, на которое потребуются значительные трудозатраты, сопоставимые с вложениями на первоначальную разработку. Дело в том, что каждый проект, как показывает практика, отличается требованиями к функциональности системы, линиям коммуникаций, и т. п. Свой отпечаток на технические требования к системе накладывают не только масштаб проекта, но даже климатические условия на объектах автоматизируемого предприятия. Следовательно, без существенной доработки качественное тиражирование подобных АСДУ маловероятно.

Однако есть другой путь. В качестве базового программного обеспечения можно использовать универсальные программные пакеты SCADA/MMI, которые не привязаны к какому бы то ни было отраслевому решению, но содержат в своем составе инструментарий, необходимый для создания качественной прикладной системы. При таком подходе вполне реально создать оптимальную для конкретного предприятия систему управления, выбрав подходящие по цене, функциональности и мощности компоненты ПО. Основной недостаток данного варианта — чрезвычайно продолжительное и трудоемкое внедрение, в ходе которого разработчики вынуждены будут выполнять «с нуля» те же настройки и операции.

Возможна ли «золотая середина», т. е. готовое решение, которое основывалось бы на хорошо «подгоняемом» средстве разработки? Практика показывает — да. АСУ управления энергоснабжением промышленных предприятий всех масштабов Е1 фирмы ИКТ не только выполняет функции учета энергоресурсов, но и помогает в оперативном диспетчерском управлении энергосистемой. Специалистам ИКТ пригодился опыт, полученный во время работы с различными проектами, а изучение рынка систем АСДУ в России способствовало выработке основных требований к оптимальной АСДУ электроснабжения.

Прежде всего, это должно быть законченное отраслевое решение с примерами, шаблонами, прототипами построения реальной системы, учитывающими все ее функциональные разделы; желательна некоторая избыточность составляющих, что позволит при внедрении сделать правильный выбор.

Не менее важно, чтобы инструмент для настройки и последующего администрирования обеспечивал быстрые темпы внедрения и развития системы с минимальными трудозатратами (в том числе по подготовке персонала). Рутинная работа по проектированию и настройке должна быть максимально автоматизирована.

Средства разработки следует передавать заказчику для самостоятельного развития системы в будущем.

И конечно же, подсистема коммерческого учета должна соответствовать правилам учета электрической энергии и иметь сертификат.

Все четыре требования были использованы и в процессе разработки системы Е1.

Контроль потребления электроэнергии

Одним из важных компонентов пакета «Е1-Энергоучет» является система коммерческого учета и оперативного контроля потребления электроэнергии (сертифицирована и занесена в Государственный реестр средств измерения). Она обеспечивает:

Рис. 1

• создание и редактирование шаблонов форм отчетных документов;
• создание и просмотр отчетов по учету электроэнергии и максимальной мощности;
• анализ (в графическом виде) профилей нагрузок (рис. 1) с указанием тарифных зон и проверкой достоверности данных;
• краткосрочный прогноз потребления мощности и сигнализацию при возможном превышении заявленного максимума;
• составление баланса энергопотребления;
• оперативную диагностику оборудования системы учета (рис. 2); выявление нештатных ситуаций, попыток несанкционированного считывания информации и перепрограммирования счетчиков.

Рис. 2

Подсистема оперативного диспетчерского управления

При управлении системой необходимо отслеживать последовательность развития событий, все действия оператора, тренды физических величин. Для этого служит «историческая» база данных, последующий просмотр и анализ которых позволяет выполнять:

Рис. 3

• мониторинг схемы электроснабжения (рис. 3);
• оперативный контроль токов, напряжений и других физических величин;
• оперативное управление главной схемой электроснабжения предприятия на основании бланков переключений.

Кроме того, система сообщает оператору о возникновении тревожной ситуации.

Информационная подсистема

Для специалистов ремонтной службы, электролаборатории и т. п. предназначена информационная подсистема, обеспечивающая:

• ведение базы данных основного оборудования подстанций;
• ввод в систему данных о произведенном техническом обслуживании и ремонте оборудования;
• просмотр отчетов событий для оборудования, установленного на устройствах;
• генерацию нарядов на проведение работ.

Управление системой

Для конфигурирования системы и при последующем управлении используется АРМ администратора системы. Данные о системе электроснабжения предприятия вносятся на языке объектов, причем каждому объекту системы электроснабжения (подстанция, присоединение и т. п.) ставится в соответствие набор сведений, необходимых для функционирования модели этого объекта в системе. Таким образом, процесс конфигурирования системы состоит в добавлении объектов в базу данных и задании их свойств. В зависимости от необходимых функций объект может иметь несколько «ракурсов» (данные для системы учета, для диспетчерской и информационной систем). Такой подход позволяет производить настройку, генерировать и получать отчеты (рис. 4), извлекать информацию из системы, используя реальные имена объектов: имя подстанции, обозначение присоединения и пр.

Рис. 4

Для защиты метрологических величин системы от несанкционированного доступа и нежелательных корректировок предусмотрен многоступенчатый доступ к текущим данным и параметрам настройки: механические пломбы, электронные ключи, индивидуальные пароли и программные средства для защиты файлов и баз данных. Система предоставляет надежные средства авторизации доступа на основании настраиваемых привилегий различных групп пользователей.

Совместимость

Структура системы «Е1-Энергоучет» и разработанные стандартные интерфейсы обеспечивают ее эффективную стыковку с другими информационно-управляющими системами и АСУТП предприятия. Данные по учету могут быть оперативно переданы в корпоративную информационную систему для дальнейшей обработки (рис. 5), скажем, в модулях планирования производства, технического обслуживания и ремонта оборудования.

Рис. 5

Система Е1 работает с большим перечнем измерительного оборудования ведущих отечественных и зарубежных производителей, выполняя автоматический сбор данных со счетчиков, диагностику оборудования, накопление, хранение, обработку и отображение информации. Модульность структуры системы позволяет оптимизировать ее конфигурацию в зависимости от масштаба предприятия и решаемых задач.

Внедрение

Внедрение любой автоматизированной системы требует определенного времени. Для Е1 можно представить такую последовательность этапов:

• обследование предприятия и формирование технического задания — от 1 недели;
• конфигурирование аппаратного и программного обеспечения, закупка аппаратных средств и базового ПО — от 1 месяца; поставка — 2 месяца;
• монтаж и настройка системы — от 1 до 3 месяцев при ведении монтажа в условиях действующего производства.

В качестве базового ПО для реализации модуля диспетчерского управления в системе Е1 был применен пакет SCADA RTAP/Plus корпорации Hewlett-Packard, для которого разработан набор программ и настроек, обеспечивающий получение отраслевого решения. В итоге создана законченная система, легко масштабируемая, адаптируемая под конкретные требования и, что немаловажно, интегрируемая в другие информационно-управляющие системы и АСУТП предприятия.

Благодаря высокой точности измерения энергопотребления такие системы, как «Е1-Энергоучет», следят за правильностью расчетов с поставщиками и дают возможность оперативно корректировать работу технологических установок во избежание перерасхода электроэнергии. В свою очередь диспетчерское управление позволяет сократить эксплуатационные расходы и нежелательный простой производственного оборудования.

Об авторе