Задача 9.2.6_3 - Чувашский государственный университет

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)
Общая структура автоматизированных
систем контроля и управления
5
Уровень разработки Разработка совместимых драйверов и
приложений для системы
в спецификациях
компьютерного управления
приложений
4
Верхний уровень
3
Прикладной уровень Сбор и обработка данных в
операционной системе, анализ данных
2
Уровень протокола
передачи данных
Общепринятые стандарты передачи
данных
1
Физический уровень
Техпроцесс (технология), свойства
электротехнологического
оборудования, переменные состояния
Система компьютерного управления в
операционной системе, человекомашинный интерфейс
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:
1.Имеется однолинейная схема подстанции в формате (SCL/CIM)
c привязанными логическими узлами из интеллектуальны
электронных устройств.
2.Имеется механизм формального описания алгоритмов.
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).
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.
Стандарт МЭК 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.
Стандарт МЭК 61499
язык SFC
Стандарт МЭК 61499
язык FBD
Стандарт МЭК 61499
язык LD
Стандарт МЭК 61499
язык ST
Стандарт МЭК 61499
язык низкоуровневый assembler в системе команд микроконтроллера
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.
Понятие ПЛК
АЦП
Вых1
АЦП
Вых2
АЦП
Управляющая
программа на языке
…
МЭК61131
…
Стандартный
интерфейс и протокол
передачи данных
к ЭВМ
Понятие OPC
OPC (OLE for Process Control) — семейство программных технологий,
предоставляющих единый интерфейс для управления объектами
автоматизации и технологическими процессами.
SCADA
OPC
протокол
Понятие SCADA
SCADA (supervisory control and data acquisition,
диспетчерское управление и сбор данных)
SCADA
OPC (драйвер)
Накопители
или регистраторы
на основе
ПЛК
Датчики,
измерители,
преобразователи
Реле,
исполнительные
устройства
SCADA (supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и
сбор данных)
Субъективное сопоставление некоторых средств
SCADA-разработки по сложности изучения
СУБД, ODBE
Java, C++
Trace Mode
Genesis 64
Каскад
Master Scada
CodeSys
Прямое цифровое
управление (в.т.ч. ЧПУ)
OPC UA технология
OPC DA технология
Перспективные разработки:
Scada Genesis 64
• 64-разрядное приложение
• OPC-ориентированная среда разработки
Возможность управления c АРМ через Webинтерфейс
• 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 (supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и
сбор данных)
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.
Архитектура Scada GENESIS
Серверные приложения в
составе Scada Genesis 64
Мнемографика Регистраторы
Проблемноориентированн
ые приложения
Scada
Отчеты/Журналы
И.т.д.
UDM-server (коллектор, вычислитель, преобразователь измеренных величин)
ОРС-серверы
Оборудование
и элементы
систем
автоматики
SCADA (supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и
сбор данных)
3D визуализация
в реальном времени
3D анимация
в реальном времени
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
МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ
10.1.1ГОСТ 2.702-75 Правила выполнения электрических схем.
10.1.2ГОСТ 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.
10.1.8СНИП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования,
утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий,
зданий и сооружений.
10.1.9СТО АТС 02.03.3 -2003. Автоматизированные информационноизмерительные системы коммерческого учет.
10.1.10 ГОСТ Р 50739-95. Защита от несанкционированного доступа к
информации.
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
Конец вводной части