новая сеть электростанции
Данные системы являются автономными и никак не связаны с друг с другом и с вышестоящими уровнями управления электростанции, что не позволяет применить современные методы и и принципы управления.
Дальнейшая эксплуатация таких систем связана с увеличением издержек на обслуживание и ремонт, так как применяемые в них технические средства сняты с производства, а замена оборудования контроля и управления на более современные традиционные средства в широком масштабе сопоставимо по издержкам с созданием современных систем управления на базе программно-технических комплексов (ПТК).
Модернизация СКУ на электростанциях является неизбежным и дорогим мероприятием. При общей ограниченности средств на развитие энергетической области в республике Беларусь наиболее целесообразны является проведение модернизации СКУ электростанций во время реконструкции основного энергетического оборудования, обеспечивающей наибольший экономический эффект.
Примером такого подхода служит модернизация систем контроля и управления энергоблоками Березовской ГРЭС. Данная модернизация проводится в рамках реконструкции энегоблоков №№2-6 путем настройки каждого двумя газовыми турбинами по 25МВт. Реконструкция энергетического оборудования позволит существенно снизить удельные расходы топлива на выработку электрической и топливной энергии. При этом окупятся и затраты на модернизацию систем контроля и управления энергоблоками и станций в целом.
cтарое
Программно–технический комплекс (ПТК) Березовской ГРЭС представляет собой многоуровневую иерархическую структуру, состоящую из аппаратно-совместимых технических средств, объединенных локальной вычислительной сетью (ЛВС), которые и реализуют устойчивое управление объектом. Поскольку совершенно разнородное оборудование различных производителей должно работать не просто синхронно, а как единое целое в реальном режиме времени, то именно локальная вычислительная сеть является основным элементом, базисом, всей структуры ПТК. Она объединяет в единую систему контрольные модули отдельных агрегатов, серверы, рабочие станции и вспомогательное оборудование. Локально-вычислительная сеть энергоблока базируется на технологии Ethernet и представляет собой ЛВС промышленного назначения со скоростью передачи данных 10/100 Мбит/c для технологии Fast Ethernet, и соответствует нижним четырем уровням модели Международной Организации стандартов (ISO).
СПРАВКА: 22 мая 1973 г. Будущий основатель компании 3Com Боб Меткалф представил к защите докторскую диссертацию, в которой была описана сеть «по имени» Ethernet. Через некоторое время эскиз, опробованный автором в университетском кампусе, превратился в полноценный протокол, который обеспечивает унифицированный интерфейс к сетевой среде передачи и позволяет операционной системе использовать для приема и передачи данных несколько протоколов Сетевого уровня одновременно.
Поставки реального оборудования для промышленных инсталляции сетей, работающих по этому протоколу, компания 3Com начала с 1981 года.
Ethernet
Казалось бы, что отвечающая таким жестким требованиям, как требования ISO сеть, не должна нуждаться в значительной перестройке, однако на поверку ситуация оказалась не столь радужной и требовала внедрения современных проектных решений.
Исходно ЛВС на электростанции создавалась в 1997-1998 годах для информационной системы электрической части ГРЭС и объединяла цифровые регистраторы и автоматизированные рабочие места оперативного персонала электроцеха. Она представляла собой десятимегабитную сеть, построенную на базе концентраторов производства D-Link. Отдельные узлы сети соединялись по волоконно-оптическому кабелю.
Однако с ростом сложности решаемых на электростанции задач контроля и управления оборудованием, стало понятно, что стремительно устаревающее и морально и физически оборудование попросту не справляется. Таким образом, возникшая как следствие реальных условий эксплуатации задача предоставления более качественных и надежных информационных услуг, привела к вопросу о реорганизации сети.
Ситуацию несколько усложняло то, что модернизация сети на уровне, например, программного обеспечения активного сетевого оборудования или даже на уровне самого «железа» была невозможна. Дело даже не в том, что часть аппаратуры перестала отвечать современным требованиям, предъявляемым к информационным системам такого уровня, а в том, что прежняя ЛВС характеризовалась отсутствием четкой иерархии, необходимой для любой сети, кабельная система (СКС) не была структурирована должным образом. Да и оборудование различных производителей, которое использовалось в ЛВС как для обеспечения функционирования самой сети, так и для управления, если и не конфликтовало между собой, то работа его оставляла желать лучшего.
выбор
Все эти проблемы, накопившиеся за длительное время эксплуатации старой ЛВС, ставили весьма жесткие требования к выбору исполнителя проекта. В результате тщательного анализа предложений на рынке системной интеграции, проведенного отраслевым институтом РУП “БелТЭИ” концерна “Белэнерго”, выполняющим проект АСУТП эергоблока ПГУ-215 ст.№4 Березовской ГРЭС , в качестве партнера по разработке ЛВС АСУТП энергоблока №4 и станции в целом, поставщиком и наладчиком соответствующего сетевого оборудования была выбрана компания «Мультисофт». Выбор был сделан на основании положительного опыта совместной работы АСУТП энергоблока №1 Березовской ГРЭС и АСУТР котлоагрегата №3 Могилевской ТЭЦ-2.
Между тем, надо отметить, что не последнюю роль в таком выборе сыграл факт наличия у «Мультисофта» статуса «Бронзового партнера» 3Com — ведущего производителя сетевого оборудования.
Рассказывает технический директор «Мультисофта» Виталий Игнатович: «Проект, о котором идет речь, начался для нас в 2002 году. Он состоит из трех с одной стороны независимых, с другой ― неразрывно связанных друг с другом этапов. Первый из них заключается в разработке и создании ЛВС АСУ ТП четвертого энергоблока электростанции. Сейчас этот этап находится в завершающей стадии.
Второй этап — разработка сети электростанции, объединяющей локальные вычислительные сети энергоблоков, ЛВС электрической части станции, системы учета энергоносителей и т.д.
Третий этап — включение сети Березовской ГРЭС в корпоративную сеть РУП «Брестэнерго». В соответствии с планом проведения работ, электростанция должна получить новую информационную систему уже в 2004 году, и я могу уже сейчас с уверенностью сказать, что никаких срывов и непредвиденных переносов окончания работ не будет».
Подчеркнем, что уверенность технического директора ― человека, персонально отвечающего за любой крупный проект ― базируется отнюдь не на голом энтузиазме. В ее основе, среди прочих объективных и субъективных аргументов, знание возможностей и эксплуатационных характеристик оборудования, используемого в проекте.
Дело в том, что когда специалисты «Мультисофта» только знакомились с задачей, уже тогда было решено, что сеть будет создаваться на оборудовании компании 3Com, поскольку оборудование именно этого производителя лучше других отвечает требованиям, предъявляемым к вычислительным сетям масштаба предприятия. Действительно, оборудование 3Com отличается не только высокой отказоустойчивостью, но и великолепными возможностями масштабирования, а значит, даже при возрастании требований к совокупной вычислительной мощности сети, оно не потребует замены в течение длительного времени. Этот факт, в сочетании с невысокой стоимостью порта (этот параметр является своего рода универсальным показателем экономической эффективности использования оборудования того или иного производителя), позволяет с уверенностью сказать, что выбор «Мультисофта» был абсолютно верен изначально.
Другим положительным аспектом является относительная простота обслуживания сетевого оборудования. А это означает, что работа по формуле 24х7 (24 часа семь дней в неделю) требует минимальных накладных расходов.
новое
Между тем сеть ― это не только качественное и удобное в эксплуатации оборудование, это еще и строгая иерархия. Именно поэтому довольно много сил и времени у специалистов «Мультисофта» ушло на разработку топологии новой сети, которая должна была позволить осуществить резервирование взаимосвязей между элементами системы, обеспечивая реконфигурацию и восстановление системы при отказе технических средств.
Тем не менее и эта задача была успешна решена компанией. В настоящий момент структура локальной вычислительной сети энергоблока Березовской ГРЭС выглядит как показано на рисунке.
Основной центр коммутации состоит из коммутатора 3Com Super Stack 3 Switch 4900 и 4-х коммутаторов 3Com Super Stack 3 Switch 4400, объединенных в стек. В стек эти коммутаторы объединяется специальными стековыми комплектами с возможностью горячей замены.
Подчеркнем, что коммутаторы 3Com Super Stack 3 Switch 4400 относятся к высокопроизводительными коммутаторами 2-го уровня, обеспечивающими для всех портов коммутацию со скоростью среды передачи данных (10/100 Мбит/c по витой паре). Таким образом они оптимизируют доступ к сетевым ресурсам.
Для обеспечения связи между коммутаторами в стеке и коммутатором 3Com Super Stack 3 Switch 4400, используются специальные модули 100BASE-FX Module для 3Com SS3 4400 предназначенные для обеспечения связи по оптическому кабелю.
В свою очередь, для обеспечения включения в сеть контрольного модуля удаленного технического узла (пункт подготовки газа) используются оптические модули, обеспечивающие соединение оборудования с коммутаторами в стеке также по оптоволокну.
Периферийное оборудование сети ― рабочие станции, контроллеры, равно как и сервер, соединяются с коммутатором посредством витой пары UTP пятой категории, обеспечивающей скорость до 100 Мбит/с.
А для обеспечения информационного обмена между энергоблоком и общестанционным уровнем ГРЭС используется схема на базе коммутатора 3-го уровня 3Com Super Stack 4900SX с соединением по оптическому кабелю (при этом применяется специальный модуль 1000BASE-SX Module для коммутаторов 3Com Super Stack 3 Switch 4400).
cложность и качество
Проект, над которым работает компания «Мультисофт», сложный. И как любой сложный проект интересен сразу с нескольких точек зрения. Если говорить о чистом инженерном подходе, то здесь особого внимания заслуживает факт взаимодействия оборудования 3Com с промышленными контроллерами управления физическими процессами энергоблока. Встав на сугубо «бизнесовую» точку зрения, становится понятно, насколько глубоко информационные технологии проникают во все сферы нашей жизни. Для минского системного интегратора проект на Березовской ГРЭС ― это освоение нового рынка, а для самой электростанции, по словам ведущего специалиста РУП “БелТЭИ” (организация-разработчик АСУТП Березовской ГРЭС) Владимира Попова и зам. начальника цеха тепловой по АСУТП Березовской ГРЭС Губаревича Вячеслава, возможность «получить современную систему контроля и управления технологическими процессами на энергоблоках и электростанции в целом, обеспечивающую в том числе и повышение надежности». Или, чуть другими словами, возможность получить в свое распоряжение систему, соответствующую самым современным требованиям и не уступающую зарубежным аналогам. То есть систему, которая не только повысит надежность, но и снизит себестоимость электроэнергии за счет более точного и быстрого управления электрической частью.
Однако надежность на этапе эксплуатации невозможна без строжайшего контроля качества на этапе выполнения работ. И это прекрасно понимают как заказчики, так и исполнители проекта. Именно поэтому контроль произведенной работы многоэтапный и очень тщательный. И, пожалуй, именно наличие такого строго контроля позволяет представителям заказчика оценить работу системного интегратора как очень хорошую еще до окончания проекта.
из чего состоит система контроля качества
Система контроля качества проекта создания вычислительной сети Березовской ГРЭС состоит из:
— контроля соответствия прокладываемой СКС проекту;
— привлечения независимых экспертов для разрешения существующих проблем;
— своевременного внесения изменений в проектную документацию;
— визуальной оценки качества монтажа;
— промежуточного тестирования кабельной системы;
— паспортизации сети после окончания работ.
как начиналась Березовская ГРЭС
К середине 50-х годов в западных районах Беларуси возникла острая необходимость в строительстве новой крупной тепловой электростанции. Необходимость эта была вызвана тем, что электропотребление в этих районах, рассчитанное на душу населения, было тогда примерно в три раза ниже, чем в среднем по республике. При выборе площадки под строительство предпочтение было отдано песчаной возвышенности недалеко от озера Белое Березовского района. Там и было решено построить новую электростанцию, призванную компенсировать недостаток электроэнергии в республике.
Строительство ГРЭС началось весной 1958 г., и уже в декабре 1961 г. был введен в эксплуатацию первый энергоблок. С момента начала строительства до запуска первого энергоблока прошло чуть больше 10 месяцев — сроки рекордные не только по отечественным, но и по мировым меркам.
Темпы строительства не снижались и в дальнейшем, при наращивании мощности электростанции. Каждый год в эксплуатацию вводился очередной энергоблок, и менее чем через девять лет, в 1967 году, мощность ГРЭС достигла проектных значений — 920 МВт электроэнергии. Всего за это время было введено в промышленную эксплуатацию 6 блоков, расположенных на территории порядка 950 га.
Помимо собственно энергоблоков комплекс Березовской ГРЭС включает в себя:
— котлотурбинный цех;
— топливно-транспортный цех;
— цех тепловой автоматики;
— электроцех;
— химический цех;
— цех наладки и испытания оборудования;
— цех централизованного ремонта;
— цех теплоснабжения и подземных коммуникаций;
— ремонтно-строительный цех.
Начиная с 60-х годов Березовскую ГРЭС можно смело отнести к градообразующим предприятиям.
коммутаторы, которые используются в проекте
3Com SuperStack 3 Switch 4400:
— очень низкая цена за порт;
— неблокируемая коммутация трафика на полной скорости сетевых каналов;
— классификация и приоритезация трафика на основе информации разных уровней без снижения производительности (сказанное не относится к модели SE);
— удаление нежелательного трафика (сказанное не относится к модели SE);
— великолепная масштабируемость (до 192 10/100-Мбит/с портов в стеке);
— отказоустойчивая архитектура стека;
— простота конфигурирования и управления;
— пожизненная гарантия.
3Com SuperStack 3 Switch 4900:
— коммутация и маршрутизация трафика в неблокирующем режиме;
— поддержка до 28 портов разных типов;
— отказоустойчивость;
— широкий диапазон функций коммутатора второго уровня;
— приоритезация и блокировка трафика на основе информации 2-3-4 уровней;
— "прозрачная" передача веб-трафика на кэширующее устройство;
— широкий диапазон функций IP-маршрутизатора;
— надежная защита данных.
Александра Богданова, 3Com.
Сетевые решения. Статья была опубликована в номере 10 за 2003 год в рубрике hardware
