Управление энергетикой в соответствии с интернет-протоколом

НПФ "Гранч" (Новосибирск) образована в 1992 г. Основное направление деятельности фирмы — производство аппаратуры передачи данных, систем сбора и обработки информации. С момента своего образования фирма работает в тесном контакте с НИИ электронных приборов (Новосибирск) и участвует в проектах систем сбора и обработки информации для нужд оборонной промышленности. Параллельно ведутся разработки гражданской продукции.

Так, в 1998 г. была разработана и внедрена АСУ ТП, в основе которой лежит новая для подобных систем концепция передачи информации с применением технологий сети Internet. Такое решение позволяет легко связывать разнородные объекты и создавать единые интегрированные системы для различных процессов. Использование стандартных средств — протоколов на всех уровнях системы и программного обеспечения для управления и контроля — делает систему максимально открытой и удобной для наращивания. Роль оконечных устройств в такой структуре выполняют специальные технологические www-контроллеры Granch SBTC.
В настоящее время запущена в опытную эксплуатацию принципиально новая автоматизированная система управления домовыми узлами и участками энергетического учета и контроля, использующая технологические www-контроллеры Granch SBTC. Принципиальное отличие новой системы — в том, что она обеспечивает доступ ко всем своим компонентам через Internet, а представление информации осуществляется с использованием протокола HTTP: каждый компонент системы представляет собой www-сервер.
Назначение автоматизированной системы управления домовыми узлами и участками энергетического учета и контроля следующее.
Во-первых, это автоматизированный контроль состояния системы отопления и горячего водоснабжения домовых систем энергообеспечения населенного пункта, учет количества потребленной тепловой энергии.
Во-вторых, автоматическое регулирование мощности системы отопления в соответствии с отопительным графиком, автоматическое регулирование температуры воды на подаче в систему горячего водоснабжения.

Кроме того,система осуществляет дистанционное управление положением клапанов домовых узлов в ручном и автоматическом режимах, визуальную индикацию состояния исполнительных механизмов и объектов контроля, обеспечение аварийного оповещения оператора при возникновении аварийных ситуаций, ведение журналов учета с возможностью представления информации в текстовом и графическом видах.
Поскольку передача информации между узлами сети системы осуществляется с использованием технологии TCP/IP, нет принципиальной разницы, какое каналообразующее оборудование будет находиться между узлами сети системы. Применение широко распространенного семейства протоколов TCP/IP позволяет использовать уже существующие глобальные или корпоративные сети передачи данных. Структура IP-сетей позволяет подключить любое оборудование системы (контроллер, сервер, пульт оператора) к любой точке сети, при этом не накладываются ограничения на количество объектов сети.
Еще одна важная особенность данной структуры — это возможность использования сетевых и системных ресурсов уже построенной системы для передачи и хранения данных другой, аналогичной системы (например, системы учета электроэнергии). При этом принятый протокол автоматически обеспечит доступ операторов различных ведомств к нужной информации.
Что представляет собой www-сервер автоматизированной системы управления домовыми узлами и участками энергетического учета и контроля?
Главная страница www-сервера системы выглядит, как карта населенного пункта (или его района), где изображение дома является ссылкой на www-сервер конкретного домового узла. При возникновении аварийной ситуации на каком-либо домовом узле его отображение на главной странице начинает мигать красным цветом — таким образом обеспечивается привлечение внимания оператора.
Главная страница www-сервера домового узла энергетического учета и контроля содержит принципиальную схему узла, на которой происходит отображение измеряемых величин и индикация аварийных ситуаций, отображение режимов работы отдельных элементов и контуры движения теплоносителя, состояние технологической сигнализации и охраны помещения. Предусмотрена возможность перехода с этой страницы в журнал регистраций и просмотра всех измеренных значений за текущий год в виде графиков и в текстовом виде. Обозначения датчиков и исполнительных механизмов на схеме являются ссылками на их индивидуальные странички. При нормальной работе системы все датчики должны отображаться черным цветом.

Цветное изображение датчика означает аварийную ситуацию по данному параметру. Кроме того, главная страница содержит ссылки на страницы системы погодного регулирования (СПР) и тепловычислителя (ТВ).
Со страницы системы погодного регулирования (СПР) задаются параметры регулятора горячей воды и параметры регулятора мощности системы отопления.
Главная страница журнала регистрации содержит ссылки, по которым можно просмотреть все измеренные значения за текущий год: в графическом виде — среднечасовые значения по каждому параметру в отдельности за весь год, два произвольно выбранных поминутных графика в одной системе координат за две недели и эти же значения в виде текстового файла.
Графики временной зависимости выполнены с возможностями зуммирования по оси времени, перемещения окна графика и поиска точной даты. С помощью прицела можно увидеть точные значения даты и измеренного параметра, которые выводятся синим цветом на соответствующую ось. Просмотр наложенных поминутных (технологических) графиков осуществляется после заполнения формы запроса "Наложение графиков" и нажатия кнопки "Получить".
Кроме того, запущена в опытную эксплуатацию новая автоматизированная система измерения параметров трехфазной электрической сети, использующая технологические www-контроллеры Granch SBTC. Как и автоматизированная система управления домовыми узлами и участками энергетического учета и контроля, данная система обеспечивает доступ ко всем своим компонентам через Internet, а представление информации осуществляется с использованием протокола HTTP: каждый компонент системы представляет собой www-сервер.

Cистема осуществляет измерение таких параметров трехфазной сети, как действующие значения токов и напряжений по каждой фазе, фазовый сдвиг токов и напряжений каждой фазы относительно осей (оси проведены под углом 120°, при этом положительный сдвиг фазы соответствует вращению вектора параметра на диаграмме против часовой стрелки), несинусоидальность кривых токов и напряжений по каждой фазе (отношение суммы квадратов 3-й и 5-й гармоник к квадрату 1-й), частота сети и ее активная мощность.
Что представляет собой www-сервер автоматизированной системы измерения параметров трехфазной электрической сети?
Главная страница содержит векторные диаграммы тока и напряжения трехфазной сети, а также числовые значения измеряемых параметров. С этой же страницы можно перейти в журнал регистраций для просмотра всех измеренных значений и аварийных ситуаций за текущий год в виде графиков. Кроме того, есть возможность перехода с этой страницы на страницу установок аварийных значений.
Масштаб векторных диаграмм (длины векторов) выбирается автоматически относительно максимального значения тока или напряжения. Углы векторов откладываются относительно напряжения фазы "А". Таким образом величина угла напряжения фазы "А" всегда будет равна нулю.
Вывод параметров осуществляется с помощью цифровых индикаторов. Параметры, относящиеся к одной фазе, выделены одним цветом. Кроме того, предусмотрена возможность просмотра отображаемых значений за последний час (кроме несинусоидальности) в виде графиков с изменяющимся масштабом по оси времени с дискретностью 1 секунда. Вызов графиков осуществляется щелчком мыши по соответствующему индикатору параметра. Также с помощью цифровых индикаторов осуществляется отображение аварий.

Предусмотрено отображение следующих аварийных ситуаций: низкое напряжение фазы (мигание соответствующего цифрового индикатора словом "Error" синего цвета), высокое напряжение фазы (мигание соответствующего цифрового индикатора словом "Error" красного цвета), высокий ток фазы (мигание соответствующего цифрового индикатора словом "Error"), превышение косинуса угла между током и напряжением одной фазы (мигание соответствующих цифровых индикаторов словом "Error"), а также перекос тока или напряжения. В последнем случае имеет место вывод соответствующего мигающего сообщения красного цвета: "Warning! Misalignment of a current (voltage)!"
Установка аварийных пределов осуществляется со страницы "Alarm settings" после нажатия одноименной графической кнопки внизу главной страницы (в режиме зеркала установка аварийных пределов запрещена).
На главной странице находится кнопка "Waveform" для просмотра совместного графика кривых токов и напряжений трех фаз. Здесь же расположены зависимые кнопки "Current" и "Voltage", а также выпадающий список фаз "Phase A", "Phase B" и "Phase C" для просмотра спектральных составляющих фаз каждого из параметров в виде гистограмм. Выбрав интересующую фазу параметра, следует нажать кнопку "View", после чего столбцовые диаграммы выведутся на экран.

Оглавление журнала регистраций ("Registration book. Table of contents") вызывается нажатием графической кнопки "Log List" на главной странице. Оглавление содержит ссылки, по которым можно просмотреть все измеренные среднеминутные значения за текущий год в графическом виде с изменяемым масштабом по оси времени c возможностью перемещения окна графика и возможностью поиска точной даты.
С помощью прицела можно увидеть точные значения даты и измеренного параметра, которые выводятся на соответствующую ось.
С 1999 г. список дилеров НПФ "Гранч" пополнился такими странами, как Исландия, Чехия и Таиланд. Открыто представительство в Эквадоре и Алжире.

Подготовил Федор СПИРИДОНОВ