10.04.2009. Принципы построения системы АСДУ

Основные принципы построения объединенной АСДУ:

- использование единой структурированной кабельной сети (СКС) здания;

- создание структурированной иерархической системы управления и сбора ин­формации;

- концентрация и распределение информации в соответствии с потребностями и полномочиями;

- комплексная автоматизация учета и обработки информации контрольно-изме­рительных приборов;

- интеграция с автоматизированными системами управления и информацион­ными системами;

- применение оборудования инженерных систем со встроенными функциями мониторинга и управления;

-унификация оборудования и информационного обеспечения, типизация про­ектных решений.

Объединенная АСДУ — распределенная система, содержащая цен­тральный сервер АСДУ и модули распределенного ввода/вывода. С модулями рас­пределенного ввода/вывода по информационной сети связаны датчики контроля и измерения, устройства управления узлами и агрегатами систем инженерного обору­дования здания. При этом сервер АСДУ оснащен программным обеспечением с функциями централизованного сбора данных мониторинга, их обработки и выдачи управляющих сигналов на устройства управления узлами и агрегатами систем ин­женерного оборудования здания.

В объединенной АСДУ присутствует как минимум одно автоматизированное рабочее место диспетчера, которое связано по локальной вычислительной сети с сервером АСДУ или по выделенному каналу — с соответствующим контроллером. Это обеспечивает локальный мониторинг и управление узлами и агрегатами по крайней мере одной функционально самостоятельной частью инженерного обору­дования здания, например АСКУЭ. Дополнительные АРМ диспетчеров, АРМ руко­водителей и станции мониторинга систем безопасности связаны между собой и с сервером АСДУ по локальной вычислительной сети.

При разработке объединенной АСДУ и ее дальнейшей эксплуатации применя­ется программное обеспечение систем сбора данных и диспетчерского управления SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Производителей SCADA-систем достаточно много, в том числе:

- CitectScada, разработчик — корпорация Citect (Австралия);

- TraceMode, разработчик — AdAstra Research Group, Ltd (Россия);

- WinCC, разработчик — фирма Siemens (Германия);

- EBI, разработчик — фирма Honeywell (США, австралийское отделение);

- InTouch, разработчик — фирма Wonderware (США).

ПО на базе SCADA-систем позволяет просматривать в динамическом режиме состояния систем, оборудования и отдельных узлов, вносить управляющие воздей­ствия, формировать отчетную документацию. Используя графический редактор специализированного ПО SCADA, можно создавать на экране дисплея мнемосхемы, которые необходимы для отображения контролируемых процессов. При создании мнемосхем программист может воспользоваться готовыми элементами из библио­теки графических символов. Если библиотека пакета не содержит необходимого элемента, то программист может сам создать элемент и занести его в библиотеку.

Каждый объект мнемосхемы на экране дисплея может быть представлен как ди­намический, т.е. менять цвет, мигать, изменять размеры, свое расположение и т.д. Для этого необходимо, чтобы этот объект был связан через базу данных с конкрет­ным адресом в управляющем контроллере. С помощью ПО на базе SCADA-систем можно задавать команды управления конкретным элементом объекта автоматиза­ции (например, краном, двигателем, задвижкой, вентилем и т.д.).

Если мнемосхема объекта автоматизации не размещается на одном экране дис­плея, то программист может создать несколько мнемосхем, которые могут вызы­ваться оператором для просмотра и управления объектом и возвращаться к перво­начальной мнемосхеме или к любой другой, доступ к которой разрешен. Количест­во мнемосхем ограничено только объемом жесткого диска компьютера.

При отображении мнемосхемы на экране дисплея в динамическом режиме сис­тема автоматически связывается с управляющим контроллером инженерного обо­рудования (контроллером нижнего уровня) через базу данных. Для связи с контрол­лерами основных фирм-изготовителей имеется набор драйверов для наиболее рас­пространенных контроллеров с нестандартными протоколами обмена. В случае от­сутствия в списке необходимого драйвера можно создать его самостоятельно, при­менив построитель драйверов (опция программного пакета SCADA-систем).

Оператор может наблюдать за текущими значениями контролируемых парамет­ров, состояниями аварийных и других объектов, осуществлять при необходимости ручное управление, изменять коэффициенты регулирования и т.д. Управление объ­ектом автоматизации оператор может осуществлять с помощью манипулятора типа «мышь», с функциональной клавиатуры, со стандартной клавиатуры или со специального пульта управления.

Для работы с контроллерами нижнего уровня создается база данных, которая представляет собой перечень аналоговых и дискретных сигналов. Каждый сигнал мо­жет быть определен как «только для чтения», «только для записи» или «для чтения/за­писи». Это означает, что контроллеры, для которых определен сигнал «только для чтения», могут только мониторировать оборудование, а контроллеры, для которых оп­ределены сигналы «только для записи» или «для чтения/записи», могут управлять или мониторировать и управлять оборудованием. Каждый сигнал имеет свой адрес, по ко­торому происходит обращение сервера АСДУ к контроллеру нижнего уровня. Количе­ство элементов в базе данных определяется необходимым количеством контролируе­мых и управляющих сигналов. Перечень этих сигналов задается техническим задани­ем, доступ к элементам базы осуществляется со стороны управляющих контроллеров.

Внедрение автоматизированных систем мониторинга и управления позволяет по­лучить вполне ощутимый экономический эффект. Например, использование цифровых приборов учета электроэнергии приносит экономию 3% только за счет повыше­ния точности снимаемых данных. В случае же применения многотарифных электро­счетчиков экономия возрастает до 10%. Использование частотных приводов дает ежемесячную экономию электроэнергии до 20% (применительно к тем технологиче­ским установкам, где используется подобный привод). Применение систем оптими­зированного потребления тепла (с рециркуляцией теплоносителя) дает экономию до 30%. Использование систем управления освещением и отоплением с применением EIB дает экономию по сравнению с традиционными системами до 60%.

Кроме непосредственной экономии средств, применение автоматизированных систем мониторинга и учета приносит и большой косвенный экономический эф­фект потребителю, так как значительно снижаются или исключаются совсем штрафные платежи поставщику ресурсов за нарушения договорных обязательств (превышение лимита расхода ресурса, превышение температуры обратной сетевой воды, занижение значения cosφ при потреблении электроэнергии и др.). Эти нару­шения являются следствием несвоевременного получения потребителем информа­ции о текущем состоянии инженерных систем, уровне потребления конкретных ре­сурсов и неполноты получаемых данных.