Технічна структура АСУ

1.2 Технічна структура АСУ

Технічна база АСУ включає засоби обробки, збору і реєстрації, відображення і передачі даних, а також старанні механізми, що безпосередньо впливають на об'єкти управління (наприклад, автоматичні регулювальники, датчики і так далі), що забезпечують збір, зберігання і переробку інформації, а також вироблення регулюючих сигналів в усіх контурах автоматизованого управління виробництвом. Основні елементи технічної бази – ЕОМ, які забезпечують накопичення, зберігання і обробку даних, циркулюючих в АСУ. ЕОМ дозволяють оптимізувати параметри управління, моделювати виробництво, готувати пропозиції для ухвалення рішення. Зазвичай виділяють два класи ЕОМ, використовуваних в АСУ,: інформаційно-розрахункові і обліково-регулюючі. Інформаційно-розрахункові ЕОМ знаходяться на вищому рівні ієрархії управління (наприклад, в координаційно-обчислювальному центрі заводу) і забезпечують рішення завдань, пов'язаних з централізованим управлінням об'єктом по основних планово-економічних, забезпечуючих і звітних функціях (техніко-економічне і оперативно-виробниче планування, матеріально-технічне постачання, збут продукції і так далі). Вони характеризуються високою швидкодією, наявністю системи переривань, складовою обробкою даних, змінною довжиною слова, мультипрограмним режимом роботи і так далі, а також широким набором і великим об'ємом пристроїв (оперативних, буферних, зовнішніх, односторонніх і двосторонніх, з довільним і послідовним доступом), що запам'ятовують. Обліково-регулюючі ЕОМ, як правило, відносяться до нижнього рівня управління. Вони розміщуються зазвичай в цехах або на ділянках і забезпечують збір інформації від об'єктів управління (верстатів, складів і так далі), первинну переробку цієї інформації, передачу даних в інформаційно-розрахункову ЕОМ і отримання від неї директивно-плановій інформації, здійснення локальних розрахунків (наприклад, розклади роботи кожного верстата і робітника, графіка подачі комплектуючих виробів і матеріалів, угрупування деталей в партії, режимів обробки і так далі) і вироблення дій, що управляють, на об'єкти управління при відхиленні режимів їх функціонування від розрахункових. Особливість обліково-регулюючих ЕОМ – добре розвинена система автоматичного сполучення з великим числом джерел інформації (датчиків, реєстраторів) і регулюючих пристроїв. Їх обчислювальна частина менш розвинена, оскільки первинно оброблена інформація передається в ЕОМ верхнього рівня для подальшого використання і тривалого зберігання. Приклади обліково-регулюючих ЦВМ – «Дніпро» і М – 6000 [7].

Засоби збору і реєстрації даних за участю людини включають різні реєстратори виробництва, за допомогою яких здійснюються збір і реєстрація даних безпосередньо на робочих місцях (наприклад, в цеху, на ділянці, верстаті), а також датчики (температури, кількості виготовлених деталей, часу роботи устаткування і так далі), фіксатори порушень встановленого технологічного і організаційного ритму (відсутність заготівель, інструменту, матеріалів, неправильна наладка верстатів, відсутність транспортних засобів для відправки готової продукції і так далі). Наприклад, типовими реєстраторами виробництва є пристрої РИ – 7501 (цеховий реєстратор) і РИ – 7401 (складський реєстратор) [7].

Засоби відображення інформації призначені для представлення результатів обробки інформації в зручному для практичного використання виді. До них відносяться різні друкуючі пристрої, що пишуть машини, термінали, екрани, табло, графічні пристрої, індикатори і тому подібне. Ці пристрої, як правило, безпосередньо пов'язані з ЕОМ або з реєстраторами виробництва і видають або регулярну (регламентну), або епізодичну (за запитом або у разі аварійної ситуації) довідкову, директивну або попереджувальну інформацію.

Апаратура передачі даних здійснює обмін інформацією між різними елементами АСУ (між реєстраторами виробництва і ЕОМ, між центром, що координаційно-управляє, і цеховими ЕОМ і так далі), а також між АСУ і суміжними управління рівнями (наприклад, між АСУП і ОАСУ, між територіальними обчислювальними центрами).

До технічної бази АСУ відносять також засоби оргтехніки (копіювально-розмножувальну техніку, картотеки, диктофони і так далі), а також допоміжні і контрольно-вимірювальні засоби, що забезпечують нормальне функціонування основних технічних засобів в необхідних режимах.

Перспективним напрямом розвитку АСУ є створення Загальнодержавної автоматизованої системи управління (ЗДАСУ), що передбачає взаємний зв'язок управління усіма енергетичними об'єктами країни з метою забезпечення оптимальних пропорцій розвитку енергетичного господарства України, вироблення збалансованих планових завдань і їх безумовного виконання. Технічною базою ЗДАСУ стане Єдина державна мережа обчислювальних центрів, що здійснює інформаційну і функціональну координацію роботи центрів країни.

2. Розробка структури збирання і передачі інформації. формування бази даних

Система збору даних і оперативного диспетчерського управління повинна забезпечувати виконання слідуючих основних функцій[9]:

– прийом інформації про контрольовані технологічні параметри від контролерів нижніх рівнів і давачів;

– збереження прийнятої інформації в архівах;

– графічне представлення перебігу технологічного процесу, а також архівної інформації в зручній для сприйняття формі;

– сприйняття команд оператора і передача їх в адрес контролерів нижніх рівнів і виконавчих механізмів;

– реєстрацію подій, пов’язаних з технологічним процесом і діями обслуговуючого персоналу;

– оповіщення експлуатаційного і обслуговуючого персоналу про виявленні аварійні події, пов’язані з контрольованим технологічним процесом і функціонуванням програмно-апаратних засобів АСУ ТП із реєстрацією дій персоналу в аварійних ситуаціях;

– довільне відображення архівної інформації з можливістю одночасного представлення у різних формах і декількох екземплярах з метою порівняння.

Передаються такі види оперативної інформації: телевиміри ТВ; телесигнали ТС; псевдовиміри ПВ; алфавітно-цифрова інформація АЦІ;

службова інформація.

Джерелами ТВ, ТС є датчики-перетворювачі активної і реактивної потужності, струму, напруги, частоти, а також контакти реле-повторювачів положення високовольтних вимикачів і роз'єднувачів.

Для збирання та передачі оперативно – диспетчерської інформації в енергетиці використовують канали зв'язку та апаратуру зв'язку, телемеханіки, передачі даних.

Збір інформації та організацію контролю проводять так (рисунок 2.1) [6]:

Рисунок 2.1 – Організація інформаційних потоків

Для зменшення обсягів інформації, що підлягають обробці на ОЦ енергосистеми, і упорядкування потоків даних в енергосистемах створюються ієрархічні структури збору й обробки організаційно-економічної інформації. Первинна обробка значної частини інформації виробляється на місцях її виникнення – на энергооб'єктах. Там створюються пункти збору, первинної обробки і передачі даних.

Відбір інформації здійснюється за допомогою первинних перетворювачів – датчиків. Квантування – перетворення вхідної неперервної величини в ряд дискретних значень (виконується на базі АЦП). Кодування – перетворення повідомлення у сигнал за допомогою кодерів. Модуляція – перетворення сигналу для передачі. Передача інформації за допомогою ліній зв'язку. Демодуляція – дія обернена до модуляції. Операції з інформацією – за допомогою обчислювального комплексу. Декодування – перетворення сигналів в повідомлення.

Структура системи збору й обробки інформації визначається з урахуванням адміністративного розподілу території, що обслуговується енергосистемою, віддаленістю енергооб'єктів від ОЦ енергосистеми, масштабів і числа підприємств, що входять до складу енергосистеми, наявності каналів зв'язку.

Периферійні пункти оснащуються найпростішими обчислювальними машинами, опорні пункти – ЕОМ середньої продуктивності. При створенні АСУ энергооб'єкта доцільно сполучати технічні засоби для виконання функцій як АСУ об'єкта, так і периферійного пункту.

В ЕЕС організуються периферійні пункти двох типів:

1 Первині пункти. На них виробляються прийом, первинна обробка документів, контроль і виправлення помилок, перенос інформації на машинні носії, передача інформації в опорний пункт безпосередньо в ОЦ енергосистеми і місцеву обробку частини інформації, що надійшла.

2 Опорні пункти (філії ОЦ енергосистеми). На них виробляються прийом інформації від первинних пунктів і передача її в ОЦ енергосистеми, місцева обробка частини інформації, що надійшла, з видачею зведених даних в ОЦ і результатів на первинні пункти.

У диспетчерських центрах вищого рівня встановлюються засоби прийому-передачі інформації. Це набір технічних засобів, які забезпечують одержання інформації згідно затверджених протоколів обміну (телевиміри, текстові повідомлення, голосові повідомлення), а також передачу керувальних команд на пристрої логічного та автоматичного управління.

Рисунок 2.2 – Засоби прийому-передачі інформації [6]

Головний сервер (ГС) – пристрій, що забезпечує керування всіма засобами, які приєднані до первинної локальної мережі.

Файловий сервер (ФС) – зберігає інформацію в архівах, забезпечує доступ до неї.

Сервер відображення (СВ) – дає змогу відобразити отриману інформацію на моніторах реального часу і мнемосхемах.

Сервер зв’язку (СЗ) – призначений для організації обміну інформацією між інформаційними системами свого ієрархічного рівня та вищих рівнів. Також використовується як резервний засіб прийому та передачі інформації.

Браунд маур (БМ) – пристрій для розподілення прав доступу до інформації.

ФП – функціональні підрозділи.

Проектована схема складається з 21 вузла і 27 віток. До балансуючого вузла 1 підходить 4 вітки. Об'єм ТВ визначимо:

к = 2·27–1+4 = 57

Об'єм телесигналів визначається типом підстанцій, розташованих у вузлах схеми, і залежить від кількості комутуючих пристроїв, розміщених на цих підстанціях. Типи підстанцій для схеми не задані, але відомі рівні напруг вузлів. Згідно з цими напругами приймемо, що на стороні 110 кВ встановлена схема підстанції – подвійна система шин з обхідною, а на стороні 330 кВ – чотирикутник.

Кількість вимикачів, встановлених в схемі, складає 84. Для контролю за їхнім станом необхідно збирати 84 ТС.

Інформацію про ТВ необхідно накопичувати по мірі її надходження в відповідній БД, структуру якої необхідно розробити.

Інформацію по ТВ будемо зберігати в реляційній БД у вигляді таблиці. Кожний запис в БД віднесемо до часу надходження інформації, тобто внесемо в БД мітку часу. Структура БД для заданої схеми буде мати наступний вигляд (таблиця 2.1).

Індекс «п» позначає, що данні знімаються з датчика, розташованого на початку відповідної вітки, індекс «к» – на кінці.

Таблиця 2.1 – Структура бази даних для заданого варіанту схеми

Таким чином, в даному розділі розроблено структуру збору і передачі інформації, визначено вимоги до системи збирання, необхідний об'єм ТВ і ТС, визначено структуру БД, призначеної для зберігання ТВ. Отримані результати є основою для подальшого аналізу режимів роботи ЕС, визначення складу КП і реалізації оптимального керування в системі АСДУ.