Системи за дистанционно управление в електрическите уредби - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Лекция Формування і розвиток освітнього простору 1 165.42kb.
Учебно-методический комплекс для студентов обучающихся дистанционно... 4 774.49kb.
Инженерная психология 1 115.76kb.
Перечень программ (специализаций), реализуемых дистанционно 1 155.19kb.
Выпускная работа бакалавра по теме: Расчет параметров режимов и оборудования... 4 808.86kb.
Методичні вказівки і індивідуальні завдання до вивчення дисципліни 9 1101.59kb.
Программа по дисциплине утверждено 1 208.4kb.
Управление затратами и контроллинг обучение в Санкт-Петербурге 1 88.21kb.
Курс лекций по дисциплине «корпоративное управление» тема введение... 6 1112.21kb.
Управление производительностью в организациях полиграфической деятельности 2 396.51kb.
Транспортный комплекс региона: системно-стратегическое управление 2 464.71kb.
Комплексный анализ текста публицистического стиля 1 113.23kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Системи за дистанционно управление в електрическите уредби - страница №3/5


ОПЕРАТОРСКА СТАНЦИЯ DS 1
Операторската станция DS1 е изградена на базата на персонален компютър АТ586 и позволява свързването на 128 уреда по четири двупроводни линии RS485. Програмното осигуряване работи под Windows 3.1 или Windows 95.
Станцията изпълнява следните по-важни функции:

  • Конфигуриране на отделните уреди;

  • Събиране на текущи стойности и алармени състояния на уредите;

  • Архивиране на получените данни;

  • Визуализация на променливите;

  • Извеждане на информация от архива на дисплей и отпечатване;

  • Разпечатване на рапорти;

  • Управление режимите и заданията на регулаторите;

  • Създаване и изчисление на вътрешни променливи.

Програмното осигуряване е разработено с цел лесно конфигуриране за дадено приложение и лекота при експлоатацията. Овладяването на работата със станцията от оператор с минимална подготовка за работа с Windows е въпрос на 1 работен ден.

Представянето на информацията е във вид на отделни екрани на дисплея:



  • Оverview панели - поддържат изобразяването в цифров вид на 24 променливи;

  • Control панели - поддържат изобразяването на 8 регулатора с техните задания, процесии променливи, стойности на управляващия изход и др. или на отделни променливи във вид на барграфи;

  • Тренд панели - изобразяване на едночасовата история на 4 променливи като графика и цифрови стойности;

  • Барграф панели -16 променливи се изобразяват във вид на барграфи;

  • Аларм панели - извеждат в текстов вид историята на алармите;

  • Графични панели - позволяват изобразяването на мнемосхеми, технологични схеми и др. графични обекти с включени шифри, цифрови стойности, дименсии на отделни променливи и др.;

  • Архивни панели - позволяват извеждането в графичен вид на историята на 4 променливи за фиксиран или произволен интервал от време;

  • Рапорт панели- предназначени са за извеждане на различни справки в цифров вид от архива за променливи.

ІІІ. Приложение на новите решения в областта на дистанционното управление.
1. В тази точка е разгледан дизайна , структурата и функционирането на SCADA система за дистанционно управление на РУ – 110kV базирана на софтуера с отворен код MATPLC.
2. Предназначение на системата:
SCADA системата е предназначена за оперативно диспечерско управление на разпределителна уредба ОРУ – 110kV

3. Обхват на системата:
В обхвата на SCADA системата са включени телемеханично наблюдение и управление от ЦДЦ на разпределителна уредба 110kV и възможност за разширемие и включване на други разпределителни уредби и подстанции.
4. Режими на работа и функции на SCADA системата:
4.1 Режими на работа
Скада системата позволява работа в следните режими:

4.1.1 Дистанционно от ЦДЦ.


4.1.2 Дистанционно местно.
4.1.3 Местно ръчно.
4.1.4 При нормални условия системата работи в 24 часов непрекъснат режим.
4.1.5 При специален режим(ремонти,настройки,промени от страна на обекта) системата дава възможност съответното съоръжение да се управлява от място.
4.2 Функции на системата
SCADA системата изпълнява следните групи функции:
4.2.1 Процесни функции,свързани с контрола и управлението на съоръженията в РУ.


  • Събиране на динамична информация за текущото състояние на технологичните съоръжения и стойности на технологичните параметри.




  • Подготовка на информацията и изпращане на същата към централния диспечерски пункт (ЦДЦ) и съхраняването и в база от данни.




  • Онагледяване на получената в ЦДЦ информация върху екрани на компютърна система.




  • Възможност на електродиспечерите за ръчно централизирано управление.




  • Изпращане на управляващите команди от ЦДЦ към обектите и контрол на тяхното изпълнение.


4.2.2 Системни функции,свързани с контрола и управлението на работата и състоянието на самата система са както следва:


  • Поддържане на актуална база от данни за всеки обект.




  • Поддържане на системното време и дата.




  • Контол на изправността на комуникацията.




  • Контрол и диагностика на програмното осигуряване.


4.2.3 Допълнителни функции
Допълнителните функции обхващат:


  • Протокол на събитията.




  • Списък на изпълнени и неизпълнени команди.




  • Възможност за преглед на данните в протоколите и списъците.




  • Съхраняване на данните от протоколите и списъците за време , което може да се задава от администратора.




  • Извеждане на актуална за момента информация или в различен отрез от минало време при необходимост и по команда от оператора.




  • Разпечатване на протоколи по зададени от оператора критерии.


5. Структура на системата.
Общата структура на системата съдържа три йерархични нива, както следва:


  • Обектно ниво.




  • Комуникационно ниво.




  • Диспечерско ниво.


5.1. Обектно ниво.
На обектно ниво всички електросъоръжения са обхванати от програмируеми контролери (PLC) или мрежа от програмируеми контролери.
5.2 Комуникационно ниво.
Комуникацията между програмируемите контролери (PLC)и диспечерски

я компютър се осъществява по стандартен индустриален протокол -

(Modbus).
Комуникацията между диспечерския компютър в ЦДЦ и сървъра с база данни се осъществява по стандартен TCP/IP протокол.
5.3 Диспечерско ниво.
Диспечерското ниво на SCADA системата е организирано по следния начин:


  • Високоскоростна локална мрежа по стандарта IEEE 802.3




  • Компютърни конфирурации – 2 броя.




  • Комуникационно оборудване

В минимална конфигурация същото съдържа:




  • Сървър за БД.




  • Сървър комуникационен.




  • Работна станция.

5.3.1 Сървърите са с инсталиран SQL(MYSQL) за запис на протоколи и събития.


Електрозахранването за цялата апаратура в ЦДЦ се осъществява чрез непрекъсваемо токозахранващо устройство (UPS).
6. Технически средства.
6.1 Обектно ниво :


  • Програмируемите контролери съдържат в конфигурацията си входно – изходни модули (DI , DO) , които обхващат всички информационни и управляеми точки на обекта.




  • Предвидени са 20% капацитет за допълнителни входни и изходни сигнали.

Програмируемите контролери са със следните входно – изходни стойности на сигналите:





  • Цифрови входове – 24V, постоянно напрежение




  • Цифрови изходи - 24V , постоянно напрежение




  • Ethernet – Съгласно стандарта IEEE 802.3

6.1.1 При разработката и настройката на SCADA системата се използва входно изходен модул с четири дискретни входа и четири дискретни изхода. Устройството и схемите на модула са разгледани по – разширено в глава „Тестов Хардуер”.


Входно – изходният модул за тестване на SCADA системата има следните технически параметри:


  • Дискретни входове – 4броя - 12V, постоянно напрежение.




  • Дискретни релейни изходи – 4броя.




  • Интерфейс за връзка с PC – LPT 25-PIN


6.2 Технически средства на диспечерско ниво:


  • Всички компютри в ЦДЦ са от тип IBM PC.




  • Всички компютри в ЦДЦ (сървъри и работни станции) са взаимно заменяеми.


7. Програмно осигуряване.
7.1. Програмно осигуряване на PLC.


  • Програмното осигуряване на PLC е съобразено с особеностите на технологичния процес.




  • Използва се готов специализиран софтуер на фирмата производител.


7.2. Програмно осигуряване на диспечерско ниво.

При разработката на системата са използвани следнитепрограмни продукти:




  • Програмен език за разработка C/C++.




  • Развойна среда GNU LINUX.




  • Операционна система LINUX.




  • Графична среда (GUI) – X Window




  • Дизайн на интерфейса (HMI) – glade interface designer.




  • SCADA Софтуер – Matplc.




  • Технология – модулна.




  • SQL Сървър


7.3. Логическата структура на програмното осигуряване е както следва:
7.3.1. При работа на SCADA системата в нормален режим на фиг.1 :


  • Главна програма – Matplc.




  • Модул hmi_gtk2 – за интерфейс човек – машина.




  • Модул logger_db – за подготовка и изпращане на информацията от съоръженията към база от данни.




  • Модул Modbus – за комуникация с PLC от обектно ниво

Фиг.1



7.3.1. При тестов режим на SCADA системата фиг.2 :


  • Главна програма – Matplc.




  • Модул hmi_gtk2 – за интерфейс човек – машина.




  • Модул logger_db – за подготовка и изпращане на информацията от съоръженията към база от данни.




  • Модул parport – В настоящата дипломна работа са приложени схеми на интерфейс със четири дигитални входа и четири дигитални изхода , който комуникира чрез гореизложения модул с matplc ядрото. Подробно описание на интерфейса ще бъде разгледано в Глава : Тестов Хардуер


Фиг.2


7.4 Модули на SCADA системата.

7.4.1 Модул - интерфейс човек – машина (HMI_GTK2).




  • Онагледяването на информацията на работното място на диспечера се извършва върху цветен видеотерминал.




  • Заявките и командите на електродиспечера се въвеждат посредством компютърна мишка.




  • Графичните символи на съоръженията в HMI_GTK2 дават ясна визуална представа за състоянието на съоръженията.




  • Менютата на визуализационния модул HMI_GTK2 са на Български език, като се използва съответната за отрасъла терминология.




  • Архивите на събитията(текущи или в минало време) са на Български език.

Фиг. 3 Екран от изпълнението на HMI_GTK2 модула

На фигура 3 е показан екран от изпълнението на HMI_GTK2 модула.

В дадения момент всички съоръжения от еднолинейната схема са в състояние „изключено”. Приетия начин за означаване на състоянието на съоръженията дава ясна визуална представа на опериращия

енергодиспечер. При състояние „изключено” на съоръжение (апарат) от еднолинейната схема цветът на съответнато динамично изображение е ярко зелен , а черната линия на динамичното изображение не съвпада с преносната линия.

HMI_GTK2 модула може независимо от другите модули да бъде спиран и стартиран без това да пречи на работата на другите модули , комуникиращи с ядрото на MATPLC.

При състояние „включено” на съоръжение от еднолинейната схема цве-

тът на динамичното изображение е червен ,а черната линия на динами-

чното изображение съвпада с преносната линия от еднолинейната схе-

ма. На фигура 4 е показано как изглежда състояние „включено” на съо-

ръжението QSG10 /ЗНР/.




Фиг. 4 Екран от изпълнението на HMI_GTK2 модула с промяна на

състоянието на QSG28.




На фигурата е показан екран от изпълнението на HMI_GTK2 модула , когато с наличие на сигнал за „включено” съоръжение от еднолинейната

схема на разпределителната уредба.

За осъществаване на команда на дадено съоръжение от страна на ди-

спечера е необходимо същия да придвижи курсора на мишката до гра –

фичното изображение на желаното съоръжение при което на това място се появява бутон чрез , който се извиква прозорец съдъджащ бутони за включване или изключване в зависимост от текущото състояние на съо-

ръжението.


7.4.2 Модул logger_db – за съхраняване на информацията за съоръ-

женията в база от данни.


  • Съхраняването на моментното състояние на съоръженията се

осъжествява чрез модула logger_db.


  • Резултатите се съхраняват в следната таблица:

Таблица за съхраняване на състоянията на съоръженията.


Дата

Час

Секунда

Микросекунда

Q1

Q2

02.6.2007

16:54:34

 

 

0

1

02.6.2007

16:54:50

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Където Q1 и Q2 са променливите(съоръженията),които следим.


Моментните състояния са както следва:


  • 0 – „изключено”

  • 1 – „включено”

Втория запис в таблицата показва,че текущото състояние на съоръже-

нието Q1 e „включено”, а от 16:54:34 до 16:54:50 е било изключено.
Модула logger_db има следните особености:


  • Записите в базата от данни се осъществяват само при промяна на състоянието на съоръженията.




  • Стандартното зададено време за проверка на състоянието на съоръженията от модула logger_db e 10ms



Фиг.5



7.4.3 Входно – изходен модул parport .
Модула parport служи за комуникация с приложения към дипломната работа хардуер 4x4IO(четири дискретни входа – 12V и четири релейни изхода).

При разработката на SCADA системата модула parport и входно –изходния интерфейс се използват за тестване на същата.

Паралелния порт (LPT) на PC има 17 използваеми бита за вход/изход , някои от които са конфигурирани като входове , а други като изходи.

До паралелния порт (LPT) може да бъде получаван директен достъп или чрез драйвер ,инсталиран в ядрото на Linux системата.

Модула parport подобно на модула logger_db следи за промяна в състоянието на променливите(битовете) през определен период от време ,който се задава в конфигурационния файл matplc.conf.
Битовете , които предлага паралелния порт на PC са аранжирани в три регистъра както следва:


  • „D”




  • “S”




  • “C”

“D” регистър може да бъде конфигуриран за вход или за изход.

“S” регистър е само за вход.

“C” регистър като вход или като изход.



Таблица на регистрите на (LPT) :


Регистър

Обхват

Брой

Посока

Бележка

Пинове(DB9)

D

D.0-D.7

8

изход/вход

LS TTL

2 до 9

S

S.3-S.7

5

вход

LS TTL

15/13/12/10/11

C

C.0-C.3

4

изход/вход

TTL Open Collector

1/14/16/17

Конфирурационни стойности на модула parport в matplc.conf:




  • Входно – изходен адрес за достъп io_addr = 0x378




  • Ddir = in/out конфигурация на посоката вход/изход на регистър “D”




  • Cdir = in/out конфигурация на посоката вход/изход на регистър “C”




  • Регистър “S” е само за вход,неговата посока не подлежи на промяна

Част от конфигурационния файл matplc.conf , специфичен за модула parport.

# Дефиниции за модула parport.

[parport]

# Достъп до паралелния порт чрез драйвер в ядрото на Linux.

dev_file = /dev/plc_parport0

# Директен достъп до паралелния порт чрез шеснайсетичен адрес.

io_addr = 0x378


# D0 – D3 са физическите битове от LPT ,а QSG12_on – QSG15_on променливи в

# MATPLC , върху които права за „запис” има модула hmi_gtk2.

# Чрез дадения запис се обвързват променливите QSG12_on – QSG15_on с физически #битове от LPT.

# Чрез дадения по-долу опис D регистъра автоматично се конфигурита за изход.

map out D.0 QSG12_on

map out D.1 QSG13_on

map out D.2 QSG14_on

map out D.3 QSG15_on


На чертеж номер .... е представена схема на входно – изходния интерфейс 4х4IO, който интерфейс се свързва към (LPT) порта на PC.
7.4.3 Входно изходен модул – Modbus(master) .

Модула служи за комуникация между ядрото на matplc и програмиру-

емите логически контролери от обектно ниво.
Modbus модула (master) , се състои от три модула както следва:


  • Modbus/RTU




  • Modbus/ASCII




  • Modbus/TCP

За установяване на един от трите модула се прави следната дефиниция в конфигурационния файл matplc.conf:


[PLC]

# редовете със знака ‘#’ се игнорират ,тоест за случая е дефиниран за работа

# модула modbus_m_rtu.

module modbus_m "../../io/modbus/modbus_m_rtu"

#module modbus_m "../../io/modbus/modbus_m_asc"

#module modbus_m "../../io/modbus/modbus_m_tcp"


Конфирурация на модула се състои от следните раздели в matplc.conf:


  • Network – информация за връзката(сериен порт или TCP адрес).




  • Node – устройство/а свързани към мрежата , номер.




  • Map – обвързване на променливи на matplc с физически.


8. Променливи (регистри) на MATPLC.
8.1 Видове променливи:


  • Входни променливи(inputs).



  • Изходни променливи(outputs).




  • Регистри




  • Вътрешни променливи(coils).

Дефиниране на променливите в MATPLC се осъществява чрез редактиране на конфигурационния файл matplc.conf.

При дефиниране на променливите в MATPLC за всяка променлива се асоциира уникално име чрез което се получава достъп до самата променлива.
Според типа на данните променливите биват:


  • Еднобитови ( когато говорим за дискретни входове,

изходи,вътрешни регистри ,флагове).


  • Мултибитови( до 32 бита),когато става дума за аналогови входове

или аналогови изходи
8.2.Притежание на променливите.
За всяка променлива в MATPLC e дефиниран само един модул който

има права за запис на същата.


Пример:
За сигнал (включено/изключено) в конфигурационния файл matplc.conf

е направена следната дефиниция:





  • point Q3 “Сигнал от прекъсвач” parport

където:



  • point – дефиниция на променлива.




  • Q3 – името на променливата.




  • Parport – това е модула който притежава права за запис на тази променлива.

Тъй като при дефиницията на променливата не е зададен типът на данните в нея по подразбиране тя е еднобитова(1/0).

Така дефинираната променлива може да бъде променяна единствено

от интерфейсния модул parport. Променливата Q3 може да бъде четена от всички останали модули , които са стартирани с ядрото. Например променливата Q3 се чете от визуализационния модул HMI_GTK2 и моментното и състояние се възпроизвежда на монитора на диспечерския компютър. За четене на променливите от другите модули стартирани с ядрото не се изисква дефиниция в конфигурационния файл matplc.conf.


<< предыдущая страница   следующая страница >>



Если бы Господу было угодно, чтобы мы были нудистами, мы бы являлись на свет совершенно без всякой одежды. Леонард Лайонз
ещё >>