Проект автоматизированной системы
диспетчерского управления энергетическими объектами
Белгородского государственного университета

Особенность разработанной иерархической структуры АСДУ распределенными энергосистемами и инженерным оборудованием заключается в том, что на нижнем ее уровне находятся локальные системы автоматического регулирования распределенными энергосистемами учебных корпусов и других зданий Вуза, а на верхнем – диспетчерский пульт управления на базе персонального компьютера.

Основными приборами, с которых считываются даные на нижнем уровне, являются распространенные счетчики электрической энергии Меркурий 230 ART03, предоставляющий более 50 параметров характеризующих электропотребление и архивы. Работой ПВУ или ИТП, циркуляционных насосов и вентиляторов управляет специализированный контроллер, который имеет интерфейсный выход RS-232. Используя протокол Danfoss возможно чтение и установка параметров контроллера, таких как температура теплоносителя, температура воздуха в помещении (при наличии соответствующих датчиков), температура воздуха на улице, температура теплоносителя для системы ГВС, чтение режима работы.

Все применяемые устройства имеют коммуникационный цифровой интерфейс (RS-232 или RS-485) или импульсный выход для объединения в открытую информационную среду.



Рисунок 1 - Реально действующее оборудование нижнего уровня в составе АСДУ БелГУ с 2008 года на объектах УСК, на ул. Студенческой, на ул. Победы


Адаптация среднего функционального уровня


Учитывая, что объединять в существующую локальную сеть можно только устройства, имеющие интерфейс Ethernet, были использованы промежуточные контроллеры среднего уровня I-7188 для сбора информации с устройств локального управления и контроля. Контроллеры I-7188 являются стыковочным звеном между локальными контроллерами нижнего уровня, которые имеют разные скорости передачи данных, и верхним уровнем. В контроллерах I-7188 содержится информация о всех контролируемых и регулируемых параметрах, таких как температура, расход, давление, режим работы. Эта информация посредством программного обеспечения контроллера I-7188 и коммуникационного протокола Ethernet доступна компьютеру верхнего уровня. При этом все особенности связи между контроллером I-7188 и компьютером верхнего уровня обеспечиваются программным и аппаратным обеспечением, установленным в контроллере.

Кроме того, эти контроллеры осуществляют гальваническую развязку, причем величина пробойного напряжения составляет до 1000 В. Таким образом, все устройства подключаются к сети Ethernet посредством контроллеров I-7188, что обеспечит защиту устройств от высоковольтных помех, которые могут возникнуть в сети Ethernet из-за ее протяженности.


Рисунок 2 - Оборудование среднего уровня, действующее оборудование в составе АСДУ БелГУ с 2008 года (с 2003 I7188, позже I7188EX)


Скорость подключения между контроллером I-7188 и компьютером диспетчера составляет до 10 Мбит/с, что позволяет достаточно быстро производить цикл опроса контроллеров I-7188, каждого одновременно, независимо от других контроллеров, которые, в свою очередь, будут опрашивать более медленные локальные устройства - контроллеры Danfoss, датчики температуры, модули дискретного ввода-вывода или счетчики электрической энергии Меркурий. В среднем частота опроса оборудования 2 опроса в секунду.


Адаптация и интеграция верхнего функционального уровня


АРМ диспетчера разработано с помощью специального SCADA-программного обеспечения InTouch 7.0, которое обеспечивает удобный интерфейс пользователя для управления и контроля процессом. Следует отметить, что работа InTouch не зависит от конкретного оборудования, т.е. все функции связи со средним уровнем и считыванием параметров с контроллера I-7188 выполняет специальная программа – сервер ввода-вывода, которая учитывает особенности связи с конкретным оборудованием. InTouch взаимодействует с сервером ввода-вывода, используя протокол межпрограммного взаимодействия DDE (Dynamic Data Exchange). Используя разновидность протокола DDE для работы по локальной сети – NetDDE, можно получить доступ к технологическим параметрам с любого компьютера, подключенного к локальной сети сервера.

В АСДУ предусмотрена возможность наблюдения за работой системы, регулирования работы энергохозяйства, получения информации для анализа и выработки рекомендаций по стратегии управления энергетическими объектами с любого компьютера локальной сети или с любого компьютера при использовании VPN подключения.



Рисунок 3 - Мнемосхема спортивного центра БелГУ, доступны основные параметры теплопотребления


Актуальным приложением программы является введение ресурсоэффективного оборудования, люминесцентных ламп, натриевых ламп с КПД 20-50% вместо ламп накаливания с КПД 1-2%, кондиционеров, фанкойлов вместо электрообогревателей, датчиков движения и присутствия человека для автоматического управления освещением. Исключение одновременной работы охлаждающего и обогревающего климатического оборудования, автоматический контроль за работой климатического оборудования из объединенной диспетчерской.

При наличии измерительного оборудования на всех точках подключения электрических устройств появляется возможность контролировать распределение электроэнергии более детально по потребителям и по времени потребления, предупреждать аварии.

Эффект по ресурсосбережению при применении энергоэффективного оборудования составляет не менее 25% и стабильно фиксируется приборами учета электроэнергии.


Рисунок 4 - Типовая структура информационных связей на примере здания (учебный корпус, общежитие)


Рисунок 5 - Типовая структура информационных связей на примере здания (учебный корпус, общежитие)


В зависимости от степени автоматизации диспетчерского управления все объекты системы водоснабжения, канализации и газоснабжения могут быть разделены на три группы:

На практике процессы полностью автоматизированы, с контролем со стороны диспетчера и периодической коррекцией работы в целях экономии ресурсов и повышения качества обслуживания.

Для формирования и передачи информации от датчиков первичных приборов, преобразователей и т. п. на ЦДС, а также для передачи управляющих команд к регуляторам и исполнительным механизмам применяется комплекс средств телемеханики, разработанный в качестве единой унифицированной системы для объектов БелГУ.