Автоматизированная система диспетчерского управления
Автоматизированная система диспетчерского управления, сбора, накопления и отображения технологической информации системы водоснабжения и канализации города (в дальнейшем - АСУ) обеспечивает устойчивое функционирование, как отдельных объектов, так и системы водоснабжения и канализации в целом, предупреждение аварий, оперативное отображение технологических параметров и последующего анализа текущих, аварийных или предаварийных ситуаций.
АСУ позволяет выявлять основные факторы, дестабилизирующие работу системы водоснабжения и канализации города:
- выход за допустимые пределы значений параметров технологических процессов водоснабжения и канализации;
- отказы инженерного оборудования;
- аварии в системе водоснабжения и канализационных коллекторах.
Каждый из вышеперечисленных факторов может приводить к значительным материальным потерям. Чтобы избежать потерь, а в ряде случаев их предупредить, необходимо иметь надежную и "интеллектуальную" систему управления объектами водоснабжения и канализации, а также систему сбора и оперативного отображения технологических параметров этих объектов в пункте диспетчерского управления.
Основные принципы построения системы
АСУ представляет собой соединение множества контроллеров (в дальнейшем PLC) посредством различных каналов связи в единую систему с программируемой иерархической системой контроля и управления.
PLC выполняет такие основные функции:
- прием, обработку и накопление (архивирование) информации от различных датчиков (давление, уровень и т.п.);
- управление исполнительными механизмами (привода насосов, задвижек и т.п.) в соответствии с программно заложенными режимами работы;
- отображение полученной информации и состояния оборудования (световая и звуковая сигнализация, терминал, дисплей);
- связь с другими PLC.
Обобщенная структура АСУ, показанная на рис.1, представляет собой упрощенную 2-х уровневую систему с насосными станциями, удаленными технологическими датчиками на нижнем и диспетчерскими пунктами на верхнем уровне.
Рис. 1.
Насосная станция
Основной контролируемой (и управляемой) ячейкой нижнего уровня системы является насосная станция любого вида (водозабор, промежуточные подъемы, подкачивающие и канализационные станции). PLC ячейки реализует локальную систему автоматизации насосной станции, сбор, обработку и накопление информации от первичных датчиков, а также организует обмен данными с другими PLC системы.
Рис. 2.
Примерная конфигурация насосной станции, показанной на рис. 2. позволяет получать такие данные:
- давление в напорном трубопроводе;
- расход воды;
- ток каждого электродвигателя насосного агрегата, а также суммарную электроэнергию, потребляемую насосной станцией;
- положение задвижек (точное или фиксированное);
- уровень в резервуаре воды (или в приемном резервуаре для КНС).
А также, при необходимости, дистанционно управлять:
- включением/выключением насосных агрегатов;
- открытием/закрытием задвижек.
При отсутствии связи с PLC верхнего уровня, осуществляющего управление станцией, PLC станции переключается в автоматический режим работы и работает как локальная станция управления.
Количество первичных датчиков и управляемых элементов станции можно как уменьшить, так и увеличить в зависимости от необходимости. Например, возможно получать данные о температуре подшипников насосов, температуре в машинном зале, уровне дренажа, при этом управлять дренажным насосом, сигнализации вскрытия дверей и присутствия посторонних лиц и т.п.
При использовании частотно-регулируемого привода насосного агрегата (как правило, одного для группы насосов), которым можно управлять и получать информацию о его работе, осуществляется управление по поддержанию заданного давления в напорном трубопроводе или давления на удаленном датчике (для КНС поддерживается заданный уровень в приемном резервуаре).
Удаленный технологический датчик
Дополнительной контролируемой ячейкой нижнего уровня системы является удаленный технологический датчик любого типа (давление, расходомер, качество воды и т.п.). PLC ячейки реализует сбор, обработку и накопление информации от первичного датчика, а также организует обмен данными с другими PLC системы.
К PLC ячейки, возможно, присоединить несколько первичных датчиков, расположенных поблизости от PLC, по стандартным проводным протоколам.
При отсутствии связи с PLC верхнего уровня, PLC ячейки выполняет архивирование данных, которые можно получить при восстановлении связи дистанционно или ручным способом на переносной компьютер.
Удаленный датчик может не только выполнять сбор и передачу информации, а также участвовать в автоматическом управлении насосной станцией. Например, подкачивающая насосная станция должна поддерживать давление воды, при этом, контроль давления можно производить не только на напорном трубопроводе на станции, а и возле конечного потребителя, что позволит не только оперативно выявлять и устранять порывы в трубопроводах, а и снизить удельный расход электроэнергии на ПНС.
Диспетчерский пункт
Ячейкой верхнего уровня системы является диспетчерский пункт, с которого выполняется наблюдение, контроль и управление низкоуровневыми ячейками. Основой структуры построения диспетчерского пункта, показанной на рис.3., является PLC, обеспечивающий связь с остальными PLC системы. Архивирование информации может выполнятся как на сервер PLC, так и на сетевой сервер. Кроме рабочей станции оператора (диспетчера), возможна передача информации на компьютеры других служб (главный инженер, энергетик, механик).
Рис. 3.
Система визуализации диспетчерского пункта выполняет следующие функции:
- отображение технологической информации на экранах операторских станций в следующих видах: мнемосхемы с различной детализацией, обобщенные кадры аварийных состояний, графики контролируемых величин;
- архивирование и протоколирование информации о состоянии технологических объектов;
- формирование и архивирование сообщений о событиях в системе, формирование звуковых и речевых сообщений;
- озможность централизованного управления объектами; защита от неправильных действий оператора;
- формирование и выдача на печать различных отчетов.
Назначение диспетчерского пункта можно разделить на три типа:
- местный диспетчерский пункт, PLC которого получает информацию от первичных датчиков и управляет исполнительными механизмами расположенными поблизости от PLC по стандартным проводным протоколам. Примером такого диспетчерского пункта может являться городские водоочистные сооружения со своими исполнительными службами;
- центральный городской диспетчерский пункт выполняет наблюдение, контроль и управление насосными станциями, удаленными технологическими датчиками всей системы в целом и обеспечивает нормальное функционирование системы водоснабжения и канализации города. Объекты, которые подчинены местным диспетчерским пунктам, можно только контролировать (наблюдать за их работой), управление, при этом, выполняется местными операторами;
- региональный диспетчерский пункт, который объединяет системы нескольких городов, районов и т.п., выполняет только наблюдение за работой каждой системы в отдельности и всего региона в целом.
|
