Главная Пресс-центр Статьи и публикации Опыт интеграции аппаратуры телемеханики SMART-КП в АСУТП ТЭС, "Энергетик", N 5, 2000

Опыт интеграции аппаратуры телемеханики SMART-КП в АСУТП ТЭС, "Энергетик", N 5, 2000

Могилко Р. Н., ЗАО «РТСофт»

В настоящее время на энергетических объектах параллельно c модернизацией систем телемеханики развиваются и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП). Известно, что данные структуры, как правило, располагают собственными базами данных реального времени, которые во многом повторяют друг друга, но находятся в полной изоляции. К сожалению, возможности взаимного использования информации до сих пор остаются не реализованными. Очевидно, что интеграция комплексов телемеханики в АСУТП ТЭС способна предоставить оперативному персоналу энергообъекта целый ряд дополнительных возможностей:

Оперативные данные, передаваемые аппаратурой телемеханики в ЦДП энергосистем, могут быть доступны и персоналу ТЭС.

Резервный или незадействованный информационный объем аппаратуры телемеханики может применяться для собственных нужд станции.

Возможно взаимное использование информации с целью повышения «живучести» систем и повышения достоверности данных.

Интеллектуальные КП телемеханики, выполненные на базе современных программируемых логических контроллеров, могут взять на себя выполнение части задач АСУТП.

Однако перечисленные выше функции и возможности достижимы при условии, что аппаратура телемеханики отвечает ряду специфических требований, среди которых следует отметить следующие:

Многозадачность.

Резерв по производительности.

Развитые коммуникационные возможности.

Поддержка широкого спектра промышленных сетей и стандартизированных протоколов обмена данными.

Открытость архитектуры.

К сожалению, в связи с традиционной обособленностью телемеханических систем в энергетике архитектурные решения, заложенные во многие образцы даже современных комплексов телемеханики, как правило, не отвечают перечисленным выше требованиям. Однако технологии, ставшие основой контроллера телемеханики SMART-КП (разработка ЗАО «РТСофт»), обладают всеми необходимыми свойствами для успешного решения подобных задач. Рассмотрим, какие архитектурные особенности SMART-КП гарантируют успешную интеграцию в АСУТП.

Многозадачнось

Своеобразный «симбиоз» АСУТП и средств телемеханики накладывает довольно жесткие требования к функционированию последних. Аппаратура контролируемого пункта в этом случае должна обеспечить параллельное выполнение коммуникационных задач, функций телемеханики и АСУТП, кроме того, все действия устройства должный иметь предсказуемый характер и отвечать требованиям по времени реакции на внешние события. Такой режим работы аппаратуры возможно реализовать только под управлением операционной системы реального времени. Поэтому чрезвычайно важно, что в основе базового программного обеспечения SMART-КП лежит многозадачная операционная система реального времени OS-9, которая обладает всеми необходимыми качествами для решения разнообразных задач автоматизации: гарантированная реакция на программные и аппаратные прерывания, многозадачность, абсолютное время реакции на события, развитая сетевая поддержка, надежная файловая структура и др.

Резерв по производительности и развитые коммуникационные возможности

Очевидно, что для эффективного использования ресурсов базового программного обеспечения аппаратуры необходима поддержка его адекватной аппаратной платформой. В SMART-КП эффективная «среда обитания» OS-9 обеспечена высокоинтегрированным микропроцессором MC68302 (Motorola). Архитектурно кристалл микропроцессора имеет в своем составе два отдельных процессора: CPU 68HC000 (основной вычислитель) и коммуникационный RISC CPU. Коммуникационный сопроцессор имеет три независимых последовательных порта, каждый из которых может работать в «прозрачном» режиме и доступен для различных сетевых и телемеханических протоколов передачи данных. Подобная организация структуры микропроцессора позволяют эффективно развязывать функции обработки данных от их транспортировки.

Поддержка промышленных сетей

Основное условие простой и быстрой интеграции КП телемеханики с подсистемами автоматики энергообъектов — это готовность телемеханики работать в средах и протоколах передачи данных, принятых в АСУТП. В этом смысле спектр поддерживаемых SMART-КП промышленных сетей и протоколов без сомнения самый богатый и полный по сравнению с аналогичными устройствами телемеханики:

PROFIBUS FMS;
PROFIBUS DP;
MODBUS;
CAN;
DeviceNet;
LONWorks;
ETHERNET TCP/IP.

Перечисленные выше сети и протоколы хорошо известны читателю, являются на сегодняшний день стандартами «де-факто» и «де-юре» в мире промышленной автоматизации, чрезвычайно широко используются в промышленных контроллерах, компьютерах, интеллектуальных датчиках и других зарубежных и отечественных приборах.

Открытость архитектуры

Одна из ключевых особенностей современных АСУТП, создаваемых на многих российских предприятиях, — это множество решений, архитектур и платформ различных производителей, что, разумеется, ставит проблему увязки всех подсистем в единую информационную среду в ранг наиболее важных. Отсюда становится очевидным, что архитектура телемеханического комплекса должна быть принципиально открыта для возможности проведения нестандартных программных разработок по поддержке различных коммуникационных протоколов, а также алгоритмов контроля и управления технологическим оборудованием. Открытость SMART-КП обусловлена следующими факторами:

Использованием «коммерческой» операционной системой реального времени, имеющей мощные и развитые средства разработки прикладного программного обеспечения (пакеты Codewright, FasTrack, Hawk);

Применением инструментальной системы программирования ISaGRAF для описания логики работы контроллера на основе технологически-ориентированных языков согласно стандарту IEC61131.3.

Перечисленные программные продукты обеспечивают доступность и простоту программных разработок любого уровня сложности как для профессиональных программистов, так и для специалистов-технологов.

В качестве примера интеграции устройства телемеханики в АСУТП энергообъекта предлагается рассмотреть результаты совместной работы ИВЦ Мосэнерго и ЗАО «РТСофт» по созданию АСУТП ТЭЦ-20 АО «Мосэнерго» и интеграции в нее контроллера телемеханики SMART-КП. Как видно на рис.1, верхний уровень АСУТП (уровень операторских станций) выполнен на основе сети ETHERNET 100 Mбит/с, сеть реального времени на уровне подсистем автоматики, реализована на промышленной шине PROFIBUS (500 Кбод, протокол FMS). Функции синхронизации взаимодействия подсистем, транспорта информации между уровнями и ее архивации, а также поддержки единого времени в системе выполняет специализированный сервер ПТК «Интегратор», разработанный компанией «РТСофт» специально для объединения разнородных подсистем АСУТП.

Работы по поставке и привязке SMART-КП и интеграционного сервера АСУТП были выполнены в первой половине 1999 года. В настоящее время оборудование успешно прошло приемо-сдаточные испытания на объекте и находится в промышленной эксплуатации. В 2000 году запланировано проведение аналогичных работ на ТЭЦ-11 АО «Мосэнерго».

19.04.2014