Техническое обеспечение диалоговой подсистемы автоматизированного управления электроресурсами промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Техническое обеспечение диалоговой подсистемы автоматизированного управления электроресурсами промышленного предприятия

Стычук А.А.

В последнее время произошел резкий рост производительности и функциональных возможностей персональных ЭВМ, на базе которых построена диалоговая подсистема автоматизированного управления электроресурсами. Высокие требования к достоверности хранимой информации и оперативности ее обработки обуславливают необходимость адаптации информационной системы к изменяющимся условиям экономического окружения. Вместе с тем реализация имитационного подхода к созданию имитационной модели динамики потребления электроресурсов подразумевает использование высокопроизводительных ЭВМ с наличием большого объема различных видов памяти для хранения необходимой информации. Вследствие этого, при разработке данной системы выдвигаются определенные требования к программным и аппаратным средствам, способным обеспечить необходимую производительность и оперативность обработки информации [4].

В качестве аппаратной платформы сервера и клиентов используются IBM-совместимые персональные компьютеры. Минимальные требования к аппаратному обеспечению приводятся в таблице.

В качестве среды функционирования разрабатываемой автоматизированной информационной системы нами выбрана 32-разрядная операционная система Windows 95/98/ME/2000/XP/2003. К ее достоинствам можно отнести следующее: высокая скорость выполнения программ, благодаря поддержке 32-разрядного кода; виртуализация памяти; графический интуитивный интерфейс пользователя; возможность параллельного выполнения нескольких программ и разделения ресурсов; обеспечения независимости прикладных программ от аппаратных ресурсов ЭВМ; наличие средств обмена данными между различными приложениями.

Таблица 1 - Требования к аппаратному обеспечению

На компьютере установлена машина базы данных фирмы Borland (BDE), а также - СУБД Borland Interbase 6.0. Перечисленные средства позволят в полной мере использовать все возможности спроектированной информационной системы.

В рамках диалоговой подсистемы автоматизированного управления электроресурсами используется автоматизированный приборный энергоучет, сводящий к минимуму участие человека в процессе сбора, обработки и передачи информации и обеспечивающий достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учет, который, в свою очередь, включает автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) и технического учета электроэнергии (АСТУЭ). При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты [1].

Комплекс технических средств реализации диалоговой подсистемы автоматизированного управления электроресурсами имеет следующую структуру: первичные средства коммерческого и технического учета электроэнергии и мощности (счетчики электроэнергии), каналы связи, концентратор (контроллер) данных счетчиков электроэнергии, аппаратное и программное обеспечение сервера сбора и обработки данных, система защиты и контроля достоверности информации.

Основным техническим требованием к системе учета является то, что первичные средства коммерческого и технического учета электроэнергии и мощности, программное обеспечение, автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии должны быть занесены в «Государственный реестр средств измерительной техники» Госстандарта Российской Федерации.

На основании этого можно сформулировать основные требования к счетчикам электроэнергии:

счетчики должны иметь высокую надежность и стабильность метрологических характеристик;

срок службы не менее 20 лет;

счетчики должны иметь импульсный выход типа "сухой контакт" и/или цифровой интерфейсный выход для обеспечения возможности автоматизированного съема информации;

счетчики должны обеспечивать измерение активной, реактивной энергии и усредненной мощности в соответствии с установленными пользователем интервалами интеграции;

счетчики должны обеспечивать сохранность информации при потере питания не менее 40 суток;

счетчики должны иметь возможность внешней синхронизации хода внутренних часов; диалоговый счетчик электроэнергия

счетчики должны сохранять в энергонезависимой памяти информацию обо всех случаях доступа к режиму параметризации и во внештатных ситуациях;

погрешность хода часов счетчиков должна быть не больше ±2 секунды в сутки. Точность хода часов не должна зависеть от частоты опрашивания счетчиков и других внешних факторов.

Требование к каналам связи: каналы связи должны соответствовать нормативному документу «Ведомственные нормы технологического проектирования. Проводные линии связи. Линейно-кабельные сооружения Минсвязи СССР. ВНТП-117-80».

Аппаратное и программное обеспечение сервера сбора и обработки данных должно обеспечивать:

непрерывный мониторинг текущей потребляемой мощности объекта и выдачу сообщений о возможном превышении установленного лимита;

контроль и учет энергопотребления по объекту;

ведение архивов потребляемой мощности;

передачу данных по стандартному протоколу ТСР/ІР;

дистанционная корректировка времени счетчиков и системы;

автоматическое уведомление о нештатных ситуациях;

автоматическое сохранение состояния системы при сбоях и перерывах электропитания и полное восстановление информации при его появлении;

генерация и печать форм отчетности.

Требования к защите и достоверности информации:

аппаратно-программное обеспечение должно иметь высокую производительность, степень готовности и защиты от несанкционированного доступа;

в счетчиках доступ к памяти, данным, программному обеспечению (ПО) должен защищаться многоуровневым программным паролем и механическим пломбированием;

в памяти счетчиков и компьютера должны сохраняться дата и время последнего программирования функций и параметров, установки и корректировки времени внутренних часов.

Учитывая достоинства и недостатки уже существующих АСКУЭ предлагается система, состоящая из счетчиков с импульсными выходами (ЕвроАЛЬФА, LZQM и др.) и интеллектуального концентратора (контроллера). Такая АСКУЭ позволяет осуществлять оперативный контроль за расходом электроэнергии ввиду использования частотно-импульсных каналов для связи счетчика и контроллера, а также интеграцию с разработанной информационной системой. Передача информации между контроллером и компьютером диспетчера производится по цифровому интерфейсу связи RS-485, обеспечивающему высокую достоверность передачи данных. Применение интеллектуального счетчика также позволяет просматривать информацию о потребленной электроэнергии, а также информацию о ее качестве непосредственно в точке учета. Для ЗАО «Научприбор» нами предложена АСКУЭ на базе микроконтроллера SLC-500. Схема предлагаемой автоматизированной системы учета электроэнергии в рамках диалоговой подсистемы автоматизированного управления электроресурсами приведена на рисунке.

В качестве первичных измерительных преобразователей предлагается использование счетчиков с телеметрическим выходом собственного производства ЗАО «Научприбор», уже имеющихся на данном предприятии. Однако для включения их в проектируемую АСКУЭ необходимо их модернизировать путем установки платы С22 с двумя гальваническими развязанными группами реле (активная и реактивная энергия). В качестве интеллектуальных концентраторов предлагается использовать контроллеры типа SLC 5/03 (Allen Bradley).

Контроллер будет собирать информацию со счетчиков установленных в подразделениях предприятия. Для программирования контроллера необходим пакет RSLogix 500 (Rockwell Software), использующий язык лейдерной логики. Обобщенная информация со счетчиков будет передаваться по цифровому интерфейсу RS-485 на компьютер диспетчера, предварительно преобразованная в сигнал цифрового интерфейса RS232.

В данном случае автоматизированная система учета электроэнергии состоит из трех уровней [5]:

нижний - первичные преобразователи (счетчики электроэнергии) с интерфейсом для подключения к компьютеру;

средний - контроллер со встроенным программным обеспечением энергоучета, осуществляющий непрерывный сбор данных со счетчиков, накопление, обработку и передачу их на верхний уровень;

верхний - персональный компьютер со специализированным программным обеспечением автоматизированной системы учета электроэнергии, интегрированным с разработанной информационной системой и имитационной моделью, осуществляющий сбор информации с контроллера, итоговую обработку как по точкам (вводам), так и по их группам, отображение и документирование данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений по управлению энергопотреблением и энергосбережением.

Предлагаемая АСКУЭ будет выполнять следующие функции:

сбор в автоматическом режиме данных энергопотребления по каждой точке учета;

накопление данных энергоучета в базе данных АСКУЭ на сервере по каждой точке учета с заданной временной дискретностью;

обработка накопленных значений энергоучета в соответствии с действующими тарифами РАО ЕЭС (ОАО «Орелэнерго»): одноставочный, двухставочный и дифференциально-зонный;

отображение измерительной и расчетной информации энергоучета в виде комплекса графиков, таблиц и ведомостей;

сигнализация о нештатных ситуациях;

прогнозирование энергопотребления, используя созданную имитационную модель.

ЛИТЕРАТУРА

Моррис У.Т. Наука об управлении. Байесовский подход. М.: Мир. 304 с.

Блохин А. Н. Задачи принятия управленческих решений на примере региональной газораспределительной организации: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.13.06 / А. Н. Блохин - Тамбов, 2005.

Люгер Дж. Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем. М.: Издательский дом "Вильямс", 2003, 864 с.

Романов В. П. Интеллектуальные информационные системы в экономике: Учебное пособие / Под ред. Н. П. Тихомирова. М.: Издательство "Экзамен", 2003.

Размещено на Allbest.ru