Микропроцессорные средства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Вычислительная техника получила широкое применение в системах управления технологическим и контрольно-испытательным оборудованием, транспортными средствами, космическими аппаратами, бытовыми приборами и т.д. Малые размеры, масса и энергоемкость микропроцессоров позволяет встраивать их непосредственно в объект управления. На базе микропроцессоров создаются различные типы электронно-вычислительная машина (ЭВМ), контроллеров, программаторов и других устройств автоматики и вычислительной техники [1].

Вычислительная техника охватывает множество сведений о: микропроцессорах и микроЭВМ, информационно-логических основах электронно-вычислительной техники, типовых логических элементах и узлах ЭВМ, структуре и функционировании процессоров, периферийных устройствах ЭВМ, тенденциях в развитии архитектуры и аппаратного обеспечения ЭВМ, алгоритмизации и основах программирования. В ней рассматриваются методы совершенствования электронных вычислительных средств: конвейеризация обработки, распараллеливание операций, компьютеры с сокращенным набором команд, векторные процессоры и др. [1].

1. Функции терминалов

Защита и управление

Серия UR обладает самыми полными и усовершенствованными алгоритмами защиты на рынке, так как уникальные запатентованные алгоритмы защиты в терминалах этой серии обеспечивают не имеющей себе равных период безотказной работы системы и ее надежности. Для поддержки функций защиты и управления в терминалах имеются различные виды и формы входов / выходов. Предусмотрены также статические твердотельные реле с высокой коммутационной способностью, быстрым срабатыванием и временем возврата для выполнения задач прямого отключения. [2].

2. Мониторинг и измерение

Терминалы обладают широкими возможностями мониторинга и измерения, в том числе и основными функциями цифрового аварийного регистратора. Измеряемые величины: синхронные векторы, векторы тока и напряжения, симметричные составляющие тока и напряжения, активная, реактивная и полная мощность, коэффициент мощности, энергия и частота, действующее среднеквадратическое значение тока за период. Терминалы также производят: осциллографирование, регистрацию событий, регистрацию данных, записи о КЗ, мониторинг цепей отключения. [2].

Заложенная в терминалы серии UR непрерывная самодиагностика позволяет обеспечить высокую степень надежности системы защит. [2].

3. Программирование

Терминалы поставляются с эффективными программными инструментами, что позволяет настроить функции защиты и управления в соответствии с требованиями заказчика. Использование гибкой логики FlexLogic™ значительно упрощает конфигурирование терминала, сводит к минимуму потребность в дополнительных промежуточных реле и проводных соединениях, и в то же время даже сложные схемы делает легкими для воплощения. Эту логику, определяющую взаимодействие входов, элементов и выходов, можно программировать в условиях эксплуатации, последовательно преобразовывая логические уравнения. Распределенная гибкая логика предоставляет возможность использовать входы / выходы удаленных устройств в дополнение к аппаратным, а через порты осуществлять связь с другими терминалами. [2].

Определяемые пользователем защитные функции возможно выполнить на элементах FlexElement™. Элемент гибкой логики можно запрограммировать таким образом, чтобы он реагировал на: любое измеряемое терминалом значение, любой сигнал или разность любых двух сигналов, величину или скорость изменения входного сигнала, например повышение напряжения обратной последовательности, низкий коэффициент мощности, разница температур и другие. Использование FlexElement™ позволяет наилучшим образом запрограммировать терминал в соответствии с требованиями. [2].

В терминалах серии UR заложены стандартные кривые МТЗ с выдержкой времени. Для тех случаев когда необходимы другие кривые, пользователь, при помощи средств FlexCurves™ может получить желаемую характеристику срабатывания.

4. Каналы связи

Терминалы серии UR предоставляют широкий выбор каналов связи и протоколов, поддерживающих новые и существующие инфраструктуры связи. Возможности выбора передачи данных по сети включают оптоволокно Ethernet c возможностью резервирования, порты RS422, RS485, интерфейсы G.703 и C37.94. [2].

Терминалы поддерживают протоколы связи МЭК 61850, UCA 2.0, DNP 3.0, Modbus, МЭК 60870-5-104 и протокол EGD (Ethernet Global Data). Эти протоколы обеспечивают легкое встраивание в систему автоматизации, они интегрированы в терминал, что исключает возможность применения внешних конверторов протоколов. [2].

Терминалы серии UR обладают свойством передачи данных с прямых входов / выходов, которое обеспечивает обмен двоичными данными между несколькими терминалами по выделенному оптоволокну через порт RS422 или интерфейс G.703. [2].

Используя оптоволоконные соединения и свойства прямых входов / выходов можно без дополнительного коммутационного оборудования присоединять к сети устройства UR, расположенные на расстоянии до 100 км.

GE Energy является разработчиком и производителем компонентов и программного обеспечения для построения систем АСУ ТП для энергообъектов, а также систем мониторинга, управления и диагностики высоковольтного трансформаторного оборудования FARADAY™tMEDIC, Intellix® и HYDRAN® (нижеприведенный материал подготовлен на основании справочных публикаций GE Energy, Канада). [2].

Интегрированная система управления подстанцией - iSCS, разработанная компанией General Electric, строится как распределенная и территориально рассредоточенная трехуровневая система, базирующаяся на дублированной локальной вычислительной сети, на основе оптоволокна и витой пары. [2].

К нижнему уровню относятся устройства, которые непосредственно связаны с объектами контроля и управления. С их помощью обеспечивается сбор информации и выдача команд управления. В качестве таких устройств применяются микропроцессорные контроллеры D25 (рисунок 3). [2].

Рисунок 3 - Микропроцессорный контроллер D25

Также к устройствам нижнего уровня относятся: система РЗА, tMEDIC и другие системы, например технологическое видеонаблюдение. [2].

Устройства нижнего уровня обеспечивают

· сбор и первичную обработку аналоговой и дискретной информации;

· осциллографирование токов и напряжений;

· выдачу команд управления;

· технический контроль электроэнергии;

· присвоение метки времени;

· самодиагностику.

Средний уровень образуют средства локальной вычислительной сети, объединяющие рабочие станции системы, а также дублированное центральное вычислительное устройство системы на базе высокопроизводительного контроллера D200 (рисунок 4), предназначенное для дополнительной обработки информации, поступающей от устройств нижнего уровня и интегрированный подсистем. Система как правило строится так, что два устройства D200 работают в режиме «горячего» взаимного резервирования. [2].

Рисунок 4 - Контроллер D200

Устройства среднего уровня обеспечивают

· передачу информации на устройства верхнего уровня с дополнительной обработкой;

· передачу команд управления от устройств верхнего уровня на устройства нижнего уровня;

· синхронизацию компонентов системы.

Верхний уровень образуют два взаимно резервированных высокопроизводительных сервера, а также локальные автоматизированные рабочие места. [2].

Устройства верхнего уровня обеспечивают

· интерфейс оператора и инженеров подстанции;

· ведение архивов;

· формирование отчетов;

· анализ осциллограмм;

· удаленный доступ;

· обмен информацией с диспетчерским пунктом.

Структурная схема АСУ ТП подстанции приведена на рисунке 5. [2].

Системы мониторинга, управления и диагностики высоковольтного трансформаторного оборудования представлены подразделением GE Energy тремя торговыми марками: HYDRAN®, Intellix®, FARADAY™tMEDIC. [2].

Рисунок 5 - Структурная схема АСУ ТП подстанции

Датчики системы HYDRAN® (рисунок 6) представляют собой экономичное, но мощное устройство мониторинга трансформаторов.

Рисунок 6 - Датчик системы HYDRAN®

Они обеспечивают в режиме реального времени измерение влаги и газов-индикаторов в трансформаторном масле. Опционально, в комплексе с внешними датчиками и математическими моделями трансформатора могут обеспечить мониторинг любого маслонаполненного электрооборудования с целью обнаружения зарождающихся повреждений. [2].

Система мониторинга Intellix MO150 (рисунок 7) включает все необходимое для решения большинства преобладающих видов отказа оборудования: встроенную систему датчиков, модели для выполнения анализа и средства обработки данных. Она отличается большим количеством контролируемых параметров и большим количеством моделей диагностики. Например, используется модель износа изоляции, вычисляющая показатель износа в соответствии с указаниями IEEE или IEC, модель эффективности охлаждения, выполняющая мониторинг реальной эффективности системы охлаждения и другие. [2].

Рисунок 7 - Intellix MO150

Система мониторинга трансформаторов FARADAY™tMEDIC наиболее полная и развитая система управления и диагностики трансформаторного оборудования. Эта система осуществляет комплексный мониторинг и интерактивную диагностику состояния при помощи набора датчиков, включая HYDRAN®, а также обладает возможностью интегрироваться в системы автоматизации подстанций и обеспечивать связь с другими интеллектуальными электронными устройствами. Пакет FARADAY™ tMEDIC™ способен выполнять мониторинг и онлайновую диагностику, позволяя обнаруживать большую часть самых распространенных аварийных ситуаций - это помимо таких мгновенных катастрофических явлений, как удар молнии. В большинстве случаев обнаружение происходит еще до того, как агрегат подвергнется катастрофическому отказу; тем самым исключается дорогостоящая замена, затраты на ликвидацию последствий аварии и внеплановый останов. Раннее обнаружение потенциальных проблем с трансформатором является жизненно важным для продления срока службы ключевых трансформаторов, принося значительные деловые и эксплуатационные преимущества. [2].

Таким образом, современные средства релейной защиты GE Multilin, и средства мониторинга и автоматизации GE Energy, разработанные специально для применения в электроэнергетике, позволяют построить безопасную, надежную и экономически эффективную систему автоматизации практически для любого энергообъекта. [2].

Заключение

В настоящее время в российской энергетике одной из важнейших задач является повышение экономической эффективности энергообъектов и всей энергосистемы в целом. Единственным решением этой задачи является внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами подстанций (АСУ ТП ПС) магистральных и распределительных сетей.

Список источников

автоматизированный подстанция терминал трансформатор

1. Кузин А.В., Жаворонков М.А. Микропроцессорная техника. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - С. 3,273.

Размещено на Allbest.ru