Удаленное управление и мониторинг сложного технического оборудования с использованием беспроводных и проводных интерфейсов. Управление и мониторинг дизель-генераторной установки
Характеристика системы автоматического управления и мониторинга дизельной электростанции, её возможностей и достоинств: панель оператора генераторной установки с функцией удаленного доступа. Обзор системы мониторинга ДГУ Cummins; панелей PCC Cummins.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | научная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.04.2014 |
| Размер файла | 714,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б. Н. Ельцина"
Кафедра автоматики и информационных технологий
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТА
Удаленное управление и мониторинг сложного технического оборудования с использованием беспроводных и проводных интерфейсов. Управление и мониторинг дизель-генераторной установки
Руководитель В.П. Битюцкий
Студент Е.Ю. Девятко
2013
Оглавление
Введение
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
ПАНЕЛЬ ОПЕРАТОРА ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ С ФУНКЦИЕЙ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА
Назначение
Обзор системы мониторинга ДГУ Cummins
Особенности панелей PCC Cummins
Интеграция в систему мониторинга
Система удаленного мониторинга ДГУ Cummins PowerCommand iWatch
Особенности системы PowerCommandTM iWatchTM
Система удаленного мониторинга и управления ДГУ Cummins PowerCommand Network
Особенности системы PowerCommandTM Network
Заключение
Введение
Каждый день мы встречаемся с удаленным мониторингом и управлением различных технических устройств. Помимо производства, где идет управление автоматизированными процессами, мониторинг можно встретить и в повседневной жизни, и порой многие люди уже и не задумываются как, то или иное устройство работает:
· Многие автомобили оборудованы современными автосигнализациями, которые имеют функции удаленного запуска автомобиля, просмотр параметров и характеристик датчиков и даже своевременное оповещение хозяина об какой либо аварийной ситуации не только на пульт управления, но и на сотовый телефон.
· Умные дома, придуманные и реализованные не так давно, уже с огромной скоростью набирают популярность. Возможности такого дома удивляют, но опять же работа такого сложного устройства не возможна без участия человека, поэтому здесь тоже имеет место размещения системы удаленного мониторинга
Мониторинг - непрерывный процесс наблюдения и регистрации параметров объекта, в сравнении с заданными критериями.
Управление - это процесс планирования, организации, мотивации и контроля, необходимый для того, чтобы сформулировать и достичь цели организации.
Более двух лет моя деятельность связанна с автоматизацией дизельных электростанций, поэтому в своей исследовательской работе я решил затронуть вопрос об удаленном мониторинге и управлении дизель-генераторных установок, а именно что это такое и какие технические характеристики и требования нужны для выполнения данной задачи
автоматическое мониторинг дизельная электростанция
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Общее описание
Системы автоматического управления электростанцией, позволяют решить ряд существенных технических вопросов. Основными из них являются следующие: реализация требуемых алгоритмов функционирования электрогенераторных установок, параллельная работа с сетями общего пользования, мониторинг состояния электростанций и внешних сетей, управление дополнительными компонентами электростанции и др. Предлагаемые системы управления обеспечивают возможность удаленного контроля параметров ДГУ или ГПУ, а также позволяет выполнять запуск и останов станции.
Реализация функций контроля и управления возможна как локально (в непосредственной близости от станции), так и удаленно (с использованием сети Internet). Также имеется возможность реализации беспроводной передачи данных на основе технологии EDGE для GSM сетей.
Основные элементы
В состав системы управления входят следующие компоненты:
· Высококачественный цветной LCD дисплей повышенной контрастности и яркости, широким углом обзора, высоким разрешением и диагональю от 7 до 15''
· Высокопроизводительный программируемый логический контроллер с изменяемым числом I/O каналов
· Все необходимые дополнительные элементы приема, обработки и передачи сигналов, а также блоки питания и источник резервного питания
· Микропроцессорное реле защиты внешней сети. Позволяет проводить мониторинг параметров внешней сети и инициировать ее отключение в случаи возникновения аварийных режимов
Дополнительные функции
· Сбор и резервирование значений основных параметров генераторной установки
· Поддержка русского языка
· Формирование нескольких уровней доступа к системе управления
· Встроенный WEB - интерфейс
· Возможность связи с АСУ высшего уровня
· Наличие Ethernet: 10/100 Base-T
ПАНЕЛЬ ОПЕРАТОРА ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ С ФУНКЦИЕЙ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА
Назначение
Данная панель оператора обеспечивает возможность удаленного контроля параметров ДГУ и ГПУ, а также позволяет выполнять запуск и останов станции. Реализация функций контроля и управления возможна как локально (в непосредственной близости от станции), так и удаленно (с использованием сети Internet). Также имеется возможность реализации беспроводной передачи данных на основе технологии EDGE для GSM сетей.
Основные возможности
· Высококачественный цветной LCD дисплей повышенной контрастности и яркости, широким углом обзора, высоким разрешением и диагональю от 7 до 15''
· Отображение основных параметров станции и возможность ее запуска и останова
· Возможность подключения нескольких генераторных установок к одной сенсорной панели и объединение в единую сеть
· Наличие последовательных портов, USB интерфейсов, слота для SD карт
· Поддержка 8 языков, включая русский
· Несколько уровней доступа к данным
· Архивирование данных
· Встроенный WEB браузер
Основные технические характеристики
· Тип дисплея: сенсорный TFT
· Процессор: 32-битный, RISC 400 МГц
· Flash-память: 128 Мб
· DRAM: 64 Мб
· Ethernet: 10/100 Base-T
· Последовательные порты: COM1 (RS-232/485 2w или 4w), COM2 (RS-232)
· Напряжение питания: 24 VDC
· Ток потребления: 300 мА
В качестве наглядного примера возьмем дизель-генераторную установку фирмы “Cummins”.
Обзор системы мониторинга ДГУ Cummins
Дизель-генераторные установки (ДГУ) компании Cummins комплектуется панелями управления серии Power Command Control. Почти все панели управления поддерживают внутренний закрытый протокол Cummins - PCCNet.
В данном разделе рассмотрены возможные варианты мониторинга, которые могут быть легко интегрированы в уже существующую систему.
Каждая панель управления имеет программируемые входные и выходные реле, которые позволяют обеспечить отображение неисправностей, а также сопрягать ДГУ с внешними устройствами. Количество входов панели варьируется от 2 до 8, количество выходов от 2 до 16. Кроме этого панели управления могут комплектоваться внешней панелью светодиодной сигнализации.
Особенности панелей PCC Cummins
|
№ |
Модель PCC |
Конфигурируемые входы |
Конфигурируемые входы |
Протокол |
Интерфейс |
|
|
1 |
1301 |
2 |
2 |
Modbus RTU (slave) |
RS-485 |
|
|
2 |
1.Х |
4 |
2 |
Modbus RTU (slave) |
RS-485 |
|
|
3 |
2100 |
8 |
16 |
LonWorks* |
RS-485 |
|
|
4 |
2.Х |
4 |
4 |
Modbus RTU (slave) |
RS-485 |
|
|
5 |
3100 |
4 |
10 |
LonWorks* |
RS-485 |
|
|
6 |
3200 |
4 |
10 |
LonWorks* |
RS-485 |
|
|
7 |
3201 |
4 |
10 |
LonWorks* |
RS-485 |
* - При установленной дополнительной сетевой плате, появляется возможность мониторинга по витой паре. Опционально возможна установка конвертера протоколов LonWorks -> Modbus RTU.
Показатели измерений ДГУ передаются оператору, через коммуникационные протоколы панели управления. Среди этих показателей:
1. все электрические показатели - ток, напряжение, частота, мощность;
2. параметры двигателя - давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения;
3. сигналы о тревогах - код ошибки, статус тревоги, статус ДГУ;
4. статистика - количество стартов, отработанные моточасы.
Интеграция в систему мониторинга
Дальнейшая интеграция дизель-генераторной установки в существующую систему мониторинга в большой степени зависит от самой системы. Одним из наиболее распространенных способов интеграции системы является возможность использования протокола Modbus. С помощью транслятора протокол Modbus RTU преобразуется в Modbus TCP и по локальной сети передается либо непосредственно в SCADA систему, либо в поставляемый ОРС сервер.
На данном этапе мониторинга целесообразно добавить, к отслеживаемым показателям, данные о системе жизнеобеспечения дизель-генераторной установки. Среди них состояние открытия воздушных клапанов, статус пожарной и охранной сигнализации, температуру в помещении, состояние автоматических выключателей, наличие топлива в системе и т.п. При установке ДГУ, в удалении от пульта оператора, возможна опциональная комплектация GSM модемом. В случае отсутствия обшей системы управления, возможен вариант мониторинга ДГУ с использованием WEB-интерфейса или установка ОРС сервера в качестве опрашивающего сервера, для просмотра данных в табличном виде.
Для удаленного мониторинга системы компания Cummins предлагает следующие решения.
Система удаленного мониторинга ДГУ Cummins PowerCommand iWatch
Система PowerCommandTM iWatchTM - построена на базе сервера i.LONTM 100 фирмы Echelon и обеспечивает отображение информации о параметрах генераторов посредством HTTP-протокола в сети Интернет. В качестве клиента для мониторинга используется обычный интернет-браузер. В системе реализована функция одновременного доступа к странице мониторинга нескольких авторизованных пользователей, а также возможность ограничения доступа к странице неавторизованных пользователей, с помощью установки паролей доступа.
При использовании системы iWatchTM появляется возможность получать информацию о состоянии ДГУ и дополнительного оборудования, в том числе данные о двигателе, генераторе, панелей переключения нагрузки.
Особенности системы PowerCommandTM iWatchTM:
· Мгновенный доступ к информации о работе ДГУ и контролю состояния основных параметров системы.
· Понятный интерфейс системы.
· Расширенное конфигурирование всех параметров, в том числе параметров доступа к системе.
· Возможность просмотра статусных и аварийных сообщений, а также сообщений о заданных оператором специальных параметрах работы и журнала зарегистрированных событий.
· Рассылка аварийных и статусных сообщений по электронной почте.
· Возможность мониторинга не зависимо от местонахождения дизель-генераторных установок.
Система удаленного мониторинга и управления ДГУ Cummins PowerCommand Network
PowerCommandтм Network позволяет управлять работой всей системы резервного электропитания и осуществлять удобный мониторинг любых параметров, в том числе при параллельной работе нескольких ДГУ. При работе дизель-генераторной установки данные об основном и дополнительном оборудовании электростанции в непрерывном режиме обрабатываются и анализируются.
Предлагаемое решение работает по протоколам технологии Echelon LonWorksTM, объединяющей систему управления в единое целое посредством витой пары. Значения всех статусных и аварийных сообщений могут быть запрограммированы и сохраняются автоматически в журналах событий на компьютере диспетчера.
Особенности системы PowerCommandTM Network:
· Возможность конфигурирования системы, с дальнейшим расширением и последующей модернизации в соответствии с новыми требованиями и условиями эксплуатации.
· Возможность получения информации в режиме реального времени, за счет мониторинга через Интернет.
· PowerCommandтм Network легко интегрируется в среду Microsoft Windows при помощи комплекта программного обеспечения PowerCommandтмSoftware, что делает работу оператора удобной и привычной. С помощью программных пакетов обеспечивается локальный или дистанционный мониторинг и управление, сбор данных в реальном времени, архивация данных и генерация отчетов. Сетевые версии пакетов обеспечивают возможность сетевой и функциональной интеграции с BMS-системами зданий.
· Распределенная сетевая технология на базе открытого стандарта Lonworks, заложенная в основу PowerCommand, позволяет добиться высокой надежности, существенно снизить затраты на прокладку кабелей и обеспечивает возможность интеграции в рамках единой системы диспетчеризации инженерного оборудования различного функционального назначения и различных производителей.
· Оповещения об аварийных и статусных сообщениях могут отправляться на предварительно заданные телефонные номера, пейджеры и e-mail. Описание сообщения может быть отправлено в явном виде или в виде алфавитно-цифрового кода.
· Все коммуникационные соединения выполняются обычным неэкранированным проводом типа “витая пара”, что не требует существенных затрат и обязательного привлечения высококвалифицированного персонала для монтажа.
· Использование коммуникационного модуля GenSet Communication Module, предназначенного для подключения панели управления ДГУ к протоколу LonWorksтм удаленного мониторинга и управления. Модуль имеет собственные инструменты конфигурирования, позволяющие получать дополнительную информацию о состоянии системы.
· В случае отсутствия встроенной панели ДГУ, а также для подключения к автоматической панели переключения или другого оборудования системы к LonWorksтм-сети удаленного мониторинга и управления применяют коммуникационный модуль Controls Communication Module. Цифровые входы платы могут быть сконфигурированы в соответствии с конкретной задачей для реализации процедуры автоматической отправки данных.
· Выносная панель удаленного мониторинга - сетевое устройство, отображающее основные параметры функционирования системы, путем наглядной светодиодной и звуковой индикации.
· Использование модуля ввода-вывода Digital I/O Module, для принятия и обмена сигналами, поступающими из дополнительного оборудования в LonWorksтм-сеть. Все параметры работы устройства поддаются конфигурированию.
· Сетевой шлюз Network Gateway Module предназначен для обеспечения подключения персонального компьютера с установленным программным обеспечением PowerCommandтм Software для Windows к сетевому каналу LonWorksтм посредством встроенного интерфейса RS-232. Для предотвращения возможности несанкционированного входа в сеть предусмотрена система авторизации при подключении к каналу LonWorksтм.
· Использование распределительного модуля Junction Box Terminator Module обеспечивает удобный монтаж и ветвление цепей питания оборудования и шины данных.
· Сериальный коммуникационный интерфейс Single-Site - PSCM предназначен для подключения панели управления ДГУ PowerCommandтмControl к компьютеру посредством шины RS-232. Сериальный интерфейс Single-Site позволяет производить мониторинг и управление дизель-генераторной установкой с использованием PowerCommandтм Software для Windows локальной версии. Для конфигурирования работы используется специальный инструментарий- PowerCommandтм Serial Configuration Tool.
Заключение
В ходе исследовательской работы были представлены характеристики, возможности и достоинства систем управления и мониторинга дизельной электростанции.
Так же в заключении перечислим плюсы, которые предоставляет данная система:
· Своевременное и быстрое оповещение оператора дизель-генераторной установки (далее ДГУ) об авариях и неисправностях системы.
· Исключается потребность в постоянном контроле за ДГУ дежурного электрика и дизелиста-моториста.
· Постоянный учет электроэнергии и дизельного топлива.
· Удаленное управление установкой (возможно, при наличии сети INTERNET, из любого уголка земного шара), т.е. необязательное нахождение в непосредственной близости к ДГУ что также исключает травмоопастность.
· Своевременное оповещение о проведении технического обслуживания ДГУ, что значительно увеличивает срок службы установки.
· Защита от взлома и кражи оборудования.
И это далеко не весь список достоинств, а только самые значительные.
У системы так же есть и недостаток, такой как стоимость самого оборудования и стоимость ввода системы в эксплуатацию и обслуживание, но вышеперечисленные достоинства полностью перекрывают данный минус.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Способы мониторинга качества данных. Формирование функциональных требований к системе мониторинга консистентности данных. Документирование требований к системе мониторинга консистентности данных. Написание скриптов проверок для системы мониторинга.
дипломная работа [387,3 K], добавлен 26.08.2017Интерфейс системы онлайн-мониторинга стационарного аппарата. Интерфейс автоматизированного рабочего места мониторинга АПБ Московского метрополитена. Архитектура системы ProView, основные сферы применения. Структура графического интерфейса пользователя.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 21.03.2016Исследование существующего документооборота. Методика расчета планирования обновления оборудования. Описание программных средств, выбора интерфейса. Разработка и реализация приложения системы мониторинга, учета и планирования обновления оборудования.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 07.03.2015Информационная инфраструктура современных предприятий. Регистрация и обработка событий. Сбор, хранение и представление данных. Мастер сканирования сети и принципы его работы. Мониторинг состояния хостов. Способ распространения и мониторинг сетей.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 08.01.2011Выбор SCADA-системы как средства управления технологическими процессами. Языки программирования в TRACE MODE, эксплуатационные характеристики системы. Разработка мониторинга и управления процессом подготовки бумажной массы на базе данной системы.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 14.03.2012Проблема управления инфраструктурой веб-приложения с микросервисной архитектурой. Тенденции к созданию программного обеспечения. Ключевые направления в разработке веб-приложений. Архитектура спроектированной системы мониторинга. Эффективность сервиса.
статья [532,1 K], добавлен 10.12.2016Назначение, принципы построения и архитектура единой системы мониторинга и администрирования. Характеристика аппаратуры цифровой системы передачи данных ВТК-12. Принцип работы шлюза, создание его файлов конфигурации и реализация интерфейсных функций.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 28.10.2013Разработка автоматизированной системы мониторинга производственной деятельности предприятия, необходимой для принятия управленческих решений, обеспечивающих стабильную работу завода бытовой техники ЗАО "АТЛАНТ". Описание классов системы, тестирование.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 19.06.2014Структура сети IP телефонии в информационно-вычислительном центре. Основные системные возможности и пользовательские функции Cisco Сall Manager. Анализ конференций различных типов. Разработка программного обеспечения системы мониторинга IP-конференции.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 20.05.2013Выбор сервера базы данных, инструментальных средств разработки клиентского интерфейса и технологий. Описание таблиц базы данных системы мониторинга. Разработка инструментальных средств создания элементов системы. Интерфейс генерации тестов. Расчет затрат.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 12.03.2013Общая характеристика и функциональные возможности, внутреннее устройство и принцип работы спутниковых систем мониторинга, особенности их применения в сфере сельского хозяйства. Технология решения задачи мониторинга. Разработка программного обеспечения.
дипломная работа [5,3 M], добавлен 15.05.2014Сущность и значение мониторинга и анализа локальных сетей как контроля работоспособности. Классификация средств мониторинга и анализа, сбор первичных данных о работе сети: анализаторы протоколов и сетей. Протокол SNMP: отличия, безопасность, недостатки.
контрольная работа [474,8 K], добавлен 07.12.2010Небезопасность и ненадежность интернета вещей. Специфика медицинских систем мониторинга в сетях IOT. Высокоуровневая архитектура системы Medicus. Детали реализации обработки внешних данных. Безопасность IOT устройств. Меры защиты персональных данных.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 24.07.2016Способы усовершенствования использования существующего Интернет-канала на предприятии ООО "Бизнес ИТ". Процесс и главные этапы разработки подсистемы управления и мониторинга межсетевого экрана Forefront TMG 2010, а также методы расширения его функционала.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 01.07.2011Состояние систем управления инженерными сетями. Выбор системы-прототипа и ее описание со всеми видами обеспечения. Разработка автоматизированной информационной системы мониторинга инженерных сетей, принцип работы и используемое программное обеспечение.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 21.01.2015Сеть доступа как система средств связи между местной станцией и терминалом пользователя с замещением части или всей распределительной сети, типы и функциональные особенности, сферы практического применения. Операционные системы управления сети доступа.
реферат [2,1 M], добавлен 14.02.2012Аудит как одно из средств защиты сети Windows, с помощью которого можно отслеживать действия пользователей и другие системные события в сети. Понятие и инструменты мониторинга. Использование консоли управления. Журналы и оповещения производительности.
презентация [2,2 M], добавлен 09.12.2013Разработка и реализация компонентов "Интерфейс администратора", "Виртуальная лаборатория" системы удаленного доступа к вычислительным ресурсам. Определение функций клиента. Построение ER-модели базы данных системы УД и УРВР; архитектура и требования.
дипломная работа [5,5 M], добавлен 26.05.2015Перечень подсистем, их назначение и основные характеристики. Требования к режимам функционирования системы. Концептуальное, физическое и реляционное проектирование. Программно-информационное ядро базы. Интерфейс программы, требования к надежности.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 14.04.2014Создание функционирующей системы управления базами данных, которая позволяет выполнять требуемый круг задач, с которыми сталкиваются работники рассматриваемого структурного подразделения. Разработка дизайна представления пользовательских страниц.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.02.2015
