Энергетика - одна из стратегически важных отраслей нашей промышленности, основа экономической независимости и безопасности страны. Это также и одна из статей валютных поступлений в бюджет страны.

Более того, сегодня российская энергетика находится на пороге преобразований. В перспективе создание конкурентного рынка электроэнергии, что, безусловно, ужесточит требования к оперативности и качеству принимаемых решений по управлению как производственными процессами, так произведенными ресурсами.

В этой связи эффективное управление энергетическими мощностями и распределением энергии имеет очень большое значение. Повышение эффективности работы генерирующих мощностей, а также установление оптимальных режимов распределения имеют большое значение и позволяют снизить стоимость энергии для потребителя, а также получить максимальный сбыт продукции.

В такой ситуации одним из приоритетных направлений совершенствования режимов управления объектами энергетики является построение современных автоматизированных систем управления производственными процессами (АСУТП).

Еще одна важная задача – учет. Сегодня крайне востребованы автоматизированные системы коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ), так как такие системы позволяют навести порядок в расчетах между поставщиками и потребителями. И в результате выигрывают обе стороны.

И АСУТП и АСКУЭ – это системы реального времени. Техническими средствами для решения этих задач традиционно являются программируемые логические контроллеры и программное обеспечение для построения ЧМИ, получившее название SCADA-системы (т.е. системы диспетчерского управления и сбора данных). Одним из наиболее известных и часто применяемых программных пакетов в этой области является iFIX компании GE Fanuc, которая занимается разработкой таких систем уже более 20 лет. iFIX может применяться с разными ПЛК как зарубежных, так и отечественных производителей. Далее рассмотрим некоторые примеры использования этого ПО для построения разнородных АСУТП на отечественных и зарубежных энергетических объектах.

В 1995 году, на стадии проектирования АСУТП районных электрических сетей руководством БрестЭнерго ставилась задача комплексно решить проблему автоматизации диспетчерского управления процессом преобразования и передачи электрической энергии и обеспечить возможность контроля работы оборудования на высоковольтных подстанциях 110 – 35 кВ. К этому времени у специалистов Пинских электрических сетей, входящих в БрестЭнерго, имелся опыт эксплуатации отечественных систем телемеханики, но ни одна из них не имела программного продукта, который позволил бы реализовать интегрированную систему диспетчерского управления. Изучение рынка позволило составить представление о возможностях различных SCADA-систем и подобрать наиболее развитую по функциональным возможностям и вместе с тем простую в освоении и использовании систему. В результате было принято решение использовать SCADA-пакет FIX компании GE Fanuc.

Построение современных систем автоматизации началось с Ивановского РЭС, где на первом этапе были автоматизированы 3 подстанции. За последующие 4 года были автоматизированы все высоковольтные подстанции в структурных подразделениях Пинских ЭС – Ивановском (11 п/с) и Лунинецком (10 п/с) административных районах Брестской области. Системы были реализованы на базе контроллеров Сириус (МИКОНТ-М и ВИКОНТ).

За время эксплуатации подтвердилась правильность выбора в качестве SCADA-системы программного пакета FIX32. В частности, за счет большого количества имеющихся готовых драйверов ввода/вывода не возникало проблем при интеграции в действующую систему нового оборудования. На примере п/с Иваново (рис. 1) был отработан вариант реализации SCADA-системы, в которой задействованы цифровые устройства защиты и программируемые контроллеры. Впоследствии данный пример может стать типовым при построении SCADA-систем в энергетике.

Выход нового HMI/SCADA-пакета компании Intellution (теперь GE Fanuc) iFIX в 1998 году еще раз подтвердил правильность сделанного выбора. Наличие Microsoft Visual Basic for Application, OPC, ODBC и подсистемы Alarm to ODBC, а также Web-технологий и новой системы архивирования производственных данных iHistorian позволит решить все имеющиеся на сегодняшний день задачи и расширить возможности использования SCADA. АСУТП объектов, автоматизируемых в 2001 г., разрабатывались уже на iFIX.

Кроме Пинских электрических сетей БрестЭнерго ПО компании GE Fanuc используется белорусскими энергетиками для управления освещением г. Минска, в ГродноЭнерго, на подстанциях Дрогичинских РЭС, обслуживающих, в том числе и новый фармацевтический завод “Экзон”, в Минских кабельных сетях и т.д.

МинсГорСвет опишем немного подробнее. Система была разработана и внедрена специалистами БелЭлектроМонтажНаладки (Минск). В качестве технических средств использовались контроллеры собственной разработки, адаптированные для решения таких задач, а также для организации связи по телефонным линиям. В процессе создания системы предприятием “Белэлектромонтажналадка” совместно с предприятием “Минскгорсвет”, была разработана типовая АСУ “Горсвет”, предназначенная для централизованного и локального управления электрическими сетями уличного, иллюминационного и рекламного освещения.

Обеспечивая непрерывный мониторинг состояния сети наружного освещения, система “Горсвет” позволяет:

• оптимизировать структуру и режим управления городской сети освещения;
• обеспечить оптимальный уровень освещенности улиц;
• оперативно выявлять и устранять повреждения сетей освещения.

Верхний уровень системы – диспетчерский пункт управления, включающий в себя АРМ(ы) диспетчера на базе SCADA-пакета iFIX и пульт диспетчерского управления. Нижний уровень системы – контролируемые пункты (КП) головных пунктов питания (ГПП), включающие шкафы наружного освещения (ШНО) и шкафы управления (ШУ) с контроллерами ПИКОН-2. Обмен информацией между верхним и нижним уровнями управления осуществляется по выделенным телефонным линиям связи или радиоканалу.

Система позволяет осуществлять каскадное подключение контролируемых пунктов (до 32-х) по выделенным линиям связи (разрабатываются технические средства для организации связи по осветительной сети). ШНО, организация связи с которыми невозможна или нецелесообразна, могут управляться реле времени с годовым графиком (РВ720).

Представление информации по каждому контролируемому пункту производится в форме таблицы, графической мнемосхемы и в виде отображения местоположения и основных состояний объекта на карте города.

МосГорТранс – проект автоматизации и централизованного управления тяговыми электрическими подстанциями наземного электротранспорта Москвы. Для реализации этого проекта было выбрано решение с использованием на нижнем уровне RTU Motorola MOSCAD. Верхний уровень - SCADA-пакет iFIX (рис. 1) и iHistorian – архивный сервер на 50000 тегов. Внедрение этой системы только началось, однако уже можно отметить такие особенности системы как значительная распределенность (около 200 RTU по Москве), 3 пары резервированных SCADA-серверов, большое количество клиенских мест (15, включая две экранные системы коллективного пользования Barco), резервирование всего программно-технического комплекса, встроенная информационная система "Советчик", оперативное санкционирование прав на управление старшим оператором, учет энергопотребления и т.п.

Корпорация Энергомаш выбрала iFIX в качестве стандартной SCADA-системы для создания типовой АСУТП газотурбинной ТЭЦ. Это крупнейшая компания выполняет весь комплекс работ по строительству и запуску таких станций. Большое внимание здесь уделяется АСУТП. В системе используются ПЛК Modicon TSX Quantum, объединенные в сеть ModBus Plus.

В феврале 2003 года проходили испытания системы с использованием архивной станции iHistorian. Основная задача – архивировать часть ключевых параметров со скоростью 10 раз в секунду, создавать отчеты на основе архивных данных, передавать информацию в центр. Кроме того, средствами infoAgent - веб-клиента для iHistorian - можно будет наблюдать за процессом из санкт-петербургского офиса. Спутниковая связь с объектами позволяет при необходимости “заглядывать” на станцию и средствами iFIX, чтобы получать достоверные данные и давать экспертную оценку текущей ситуации (рис.2).

На объектах Энергомаша было отработано много интересных решений для типовых задач АСУТП энергетических объектов.

На Северстали (г. Череповец), металлургическом гиганте России, в настоящее время идет внедрение iFIX на цеховом уровне для построения распределенной заводской системы АСКУЭ на базе ПТК ЭКОМ. Планируется построить единую систему, которая охватит 18 цехов завода, а данные о производстве и потреблении различных видов энергоресурсов будут собираться и передаваться на АРМ из общего архива на базе PI System. К этому хранилищу уже будут обращаться пользователи по всему предприятию, никак не воздействуя на сети нижнего уровня и получая оперативно текущую и архивную информацию.

Пикалевское объединение “Глинозем” c 1959 г. является одним из ведущих предприятий алюминиевой отрасли России. В состав объединения входят известняковый рудник, глиноземный и цементный заводы, ТЭЦ. На предприятии с 1994 года принят единый стандарт ПО для АСУТП - FIX компании GE Fanuc. На верхнем уровне здесь работает уже более 60 узлов этого SCADA-пакета. Система управления котлом на заводской ТЭЦ также построена на iFIX. В системе используются ПЛК Modicon TSX Premium.

В конце 2002 года в промышленную эксплуатацию была сдана система управления электроснабжением Российской Государственной Библиотеки (им. Ленина) на базе ПЛК компании Moeller и SCADA-пакета iFIX.

Западный опыт применения FIX в энергетике включает использования этого пакета и в управлении атомной станции в Венгрии (где для этого проекта были разработаны специальные теги для БДРВ со временем сканирования 10 мс) и управление огромной гидроэлектростанцией в США на плотине Гувера (установлено более 30 АРМов на базе FIX), а также огромное количество других применений с контроллерами разных производителей.

В заключение хочется отметить, что в данном очерке приведены некоторые интересные на взгляд автора применения FIX в энергетике. Список таких применений можно продолжать и продолжать. Вообще FIX, пожалуй, самая распространенная на сегодня SCADA-система с более чем 200 000 инсталляций в мире. Возможность работы с практически любыми контроллерами, надежность, простота и широкая функциональность снискали этому ПО заслуженное признание специалистов.

Важным фактом является и то, что GE Fanuc – компания интернациональная. Она имеет представителей или дистрибьюторов по всему миру. Ее основная цель сегодня – стать ключевым стратегическим партнером-поставщиком ПО для задач автоматизации для широкого круга производителей во всем мире. Это одна из немногих компаний, которая создала целое семейство программных продуктов и разработала концепцию комплексной автоматизации производства Plant Intelligence. Программные продукты этой компании делятся на три основные группы, которые призваны решать те или иные задачи в рамках общей концепции (рис. 4):

Все свои ресурсы GE Fanuc направляет на разработку лучшего в своем классе ПО. Над концепцией iFIX в GE Fanuc работает целый коллектив. Постоянно проводятся исследования рынка и нужд заказчиков. Существуют специалисты по связи с Microsoft, что позволяет начать разработку программного продукта с учетом самых последних достижений.

Как и большинство приложений для Windows, iFIX поставляется на русском языке (рис. 5), есть русская документация и курсы.

Серьезного внимания заслуживает новая система архивирования iHistorian, которая обладает рядом уникальных свойств, недоступных подобным системам других производителей. iHistorian создавалась с учетом современных требований и запросов рынка. Это и высокая производительность, и мощнейший механизм защиты данных, и акцент на распределенную архитектуру и веб-ориентированные приложения-клиенты. iHistorian подходит, как для построения открытых и распределенных систем для задач учета, так и для реализации скоростной системы архивирования технологических параметров. При этом исключена возможность несанкционированного доступа и изменения данных в архиве. Мониторинг данных из iHistorian можно осуществлять средствами infoAgent, iFIX, надстройки для Excel (поставляется бесплатно) или любого генератора отчетов, поддерживающего данные из ODBC/OLEDB-источников.

Дополнительно GE Fanuc предлагает заказчикам программу по защите инвестиций iGlobalCare, которая предоставляет пользователю регулярно выходящие новые версии ПО, техническую поддержку, скидки на некоторые дополнительные программные продукты, т.е. в конечном итоге возможность успешного использования самых современных средств быстрой и качественной разработки АСУТП при минимальных затратах. При этом сохраняется преемственность версий ПО.

Таким образом, GE Fanuc предлагает сегодня одно из лучших решений для построения АСУТП и АСКУЭ и обеспечивает выполнение современных требований в этой области.

Рис. 1. Мнемосхема Подстанции “Иваново”. Пинские электрические сети. БрестЭнерго

Рис. 2. Мнемосхема Подстанции №25. МосГорТранс

Рис. 3. Мнемосхема Блока №1. Энергомашкорпорация. АСУТП ГТ ТЭЦ

Рис.4 Программные пакеты Intellution для реализации концепции Plant Intelligence

Рис. 5. Среда разработки русской версии iFIX 3.0