Презентация лекционного курса (первая редакция)

1. МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова» Факультет энергетики и электротехники Кафедра автоматизированных электротехнологических установок и систем АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ, КОМПЛЕКСАМИ И СИСТЕМАМИ Вводная часть Презентация лекционного курса (первая редакция)

2. Общая структура автоматизированных систем контроля и управления

3. Выстраивание взаимодействия между устройствами • Взаимодействие между интеллектуальными электронными устройствами должно настраиваться автоматически в зависимости от алгоритма, а не в ручную. Например, сначала должен создаваться алгоритм оперативной блокировки и согласно алгоритму и однолинейной схеме подстанции должны настраивать связи между устройствами. • Такой механизм реализуем в случае, если: • Имеется однолинейная схема подстанции в формате (SCL/CIM) c привязанными логическими узлами из интеллектуальны электронных устройств. • Имеется механизм формального описания алгоритмов.

4. Формальное описание логики, алгоритмов автоматизации В действующей редакции стандарта МЭК 61850 не разделов посвященных описанию логики в рамках интеллектуальных электронных устройств. На сегодняшний день существует два стандарта МЭК, посвященных описанию логики (алгоритмов): • Стандарт МЭК 61131 – для локальных алгоритмов в рамках программируемых логических контроллеров. • Стандарт МЭК 61499 – для описания распределенной логики (взаимодействия между устройствами).

5. Стандарт МЭК 61131 МЭК 61131 предоставляет несколько языков описания логики: • IL – низкоуровневый язык (ассемблер); • ST – язык высокого уровня (Pascal-подобный); • FBD – графический язык диаграмм функциональный блоков. • ? - графический язык релейных схем. • SFC – графический язык для описания машины состояний. Языки ? И FBD наиболее часто встречаются в существующей проектной практике. Язык SFC – является весьма перспективным с точки зрения описания последовательности операций (например, для автоматического выполнения последовательности переключений с контролем). Язык МЭК 61131 наиболее часто реализован в интеллектуальных электронных устройствах. Система автоматизированного проектирования должна позволять писать алгоритмы в формате МЭК 61131 для последующего экспорта на устройства нижнего уровня и настройки взаимодействия между устройствами.

6. СтандартМЭК 61499 МЭК 61499 предлагает новый подход к реализации алгоритмов: • Событийное исполнение вместо циклического. • Взаимодействие между блоками посредством событий. Взаимодействие между функциональными блоками посредством событий соответствует концепции МЭК 61850 – взаимодействию логических узлов посредством GOOSE. Система автоматизированного проектирования должна позволять итоговую схему взаимодействия между устройствами в виде блоков МЭК 61499.

7. СтандартМЭК 61499 язык SFC

8. СтандартМЭК 61499 язык FBD

9. СтандартМЭК 61499 язык LD

10. СтандартМЭК 61499 язык ST

11. СтандартМЭК 61499 язык низкоуровневый assembler в системе команд микроконтроллера

12. Моделирование Наличие формального описания подстанции вместе с алгоритмами автоматического управления позволяет осуществлять моделирование: • Всех технологических процессов с разной степенью детализации. • Отдельных алгоритмов (например, логики оперативных блокировок). • Нагрузки на сеть (при наличии соответствующего количества компьютеров). Система автоматизированного проектирования должна позволять экспортировать конфигурацию на эмуляторы устройств для проведения необходимых проверок, а также систему локальной отладки отдельных алгоритмов или группы алгоритмов.

13. ПонятиеПЛК АЦП Вых1 Вых2 АЦП … Управляющая программа на языке МЭК61131 АЦП … к ЭВМ Стандартный интерфейс и протокол передачи данных

14. Понятие OPC OPC (OLE for Process Control) — семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. SCADA OPC протокол

15. Понятие SCADA SCADA (supervisorycontrol and dataacquisition, диспетчерское управление и сбор данных) SCADA OPC (драйвер) Накопители или регистраторы на основе ПЛК Датчики, измерители, преобразователи Реле, исполнительные устройства SCADA (supervisorycontrol and dataacquisition, диспетчерское управление и сбор данных)

16. Субъективное сопоставление некоторых средств SCADA-разработки по сложности изучения Прямое цифровое управление (в.т.ч. ЧПУ) СУБД, ODBE Java, C++ OPC UA технология Trace Mode OPC DA технология Genesis 64 Каскад Master Scada CodeSys

17. Перспективные разработки: Scada Genesis 64 • 64-разрядное приложение • OPC-ориентированная среда разработки Возможность управления c АРМ через Web-интерфейс • Мировой лидер среди Scada в 3D визуализации техпроцессов • Возможность разработки под любые языки (включая региональные) • Модульная архитектура приложения в зависимости от задач разрабатываемого техпроцесса SCADA (supervisorycontrol and dataacquisition, диспетчерское управление и сбор данных)

18. Scada Genesis 64 Пакет автоматизации GENESIS64 HMI/SCADA включает следующие компоненты: AlarmWorX64 - Сервер тревог и событий – позволяет реагировать на проблемы быстро и эффективно при помощи расширенного управления тревогами и оповещениями. EarthWorX- интегрированная ГИС для визуализации АСУ ТП в реальном времени с привязкой к географическим координатам. GraphWorX64- интеллектуальный пакет для разработки экранных форм, исполнения на базе векторной 2D–3D-графики и публикации в Сети с помощью WPF или Silverlight. Hyper Historian - высоконадежный и мощный сервер оперативных, исторических данных, с поддержкой промышленных стандартов подключения к данным по ОРС DA, A&E, HDA и OPC-UA стандартам.  TrendWorX64 - встроенный компонент сбора и анализа исторических данных в режиме реального времени. Workbench64 - централизованная система запуска, конфигурирования и развертывания крупномасштабных приложений. 

19. Архитектура Scada GENESIS

20. Серверные приложения в составе Scada Genesis 64 Мнемографика Регистраторы Отчеты/Журналы Оборудование и элементы систем автоматики Проблемно-ориентированные приложения Scada И.т.д. UDM-server (коллектор, вычислитель, преобразователь измеренных величин) ОРС-серверы SCADA (supervisorycontrol and dataacquisition, диспетчерское управление и сбор данных)

21. 3D визуализация в реальном времени

22. 3D анимация в реальном времени

23. Минимальные требования • Центральный процессор: Двухъядерный 64-разрядный 2ГГц и выше • Оперативная память сервера: 6Гб и выше (4Гб клиента) • Жесткий диск: 10Гб и выше • Видеокарта: 1280x800, 32-битный цвет 512Мб и выше • Операционные системы (рекомендуемые): • • Windows 8 x64 (Professional или Enterprise Edition) • • Windows 7 x64 (Professional, Ultimate, илиEnterprise Edition) • • Windows Server 2008 R2 x64 Компоненты в составе Windows: • .NET Framework 4.0 • Microsoft Internet Information Services (IIS) 7.0 или выше • Microsoft SQL Server 2008 SP2 • Active Directory

24. МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ • 10.1.1 ГОСТ 2.702-75 Правила выполнения электрических схем. • 10.1.2 ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. • ГОСТ 34.201-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем. • ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы стадии создания. • ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы управления. Техническое задание на создание автоматизированной системы. • ГОСТ 34.603-92. Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных систем. • ГОСТ 1983-89. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. • 10.1.8 СНИП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. • 10.1.9 СТО АТС 02.03.3 -2003. Автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учет. • 10.1.10 ГОСТ Р 50739-95. Защита от несанкционированного доступа к информации.

25. ПРАВИЛА И РЕКОМЕНДАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ГОССТАНДАРТОМ 10.2.1 РД 50-34.698-90 Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Требования к содержанию документов. РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. ОТРАСЛЕВЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ 10.3.1 РД 34.09.101-94 Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении. 10.3.2 РД 34.11.321-96 Нормы погрешностей измерений технологических параметров электростанций и подстанций. 10.3.3 РД 34.11.333-97 Типовая методика выполнения измерений количества электрической энергии. 10.3.4 РД 34.11.334-97 Типовая методика выполнения измерений количества электрической мощности. 10.3.5 РД 34-20-501-95 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. 10.3.6 Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Министерство энергетики РФ, 2002

26. Конец вводной части