Тюнёв Александр Юрьевич

Система АСКУЭ на базе комплекса УИС.

Предисловие

    В 2001 году на нашем предприятии была внедрена система АСКУЭ на базе измерительно-вычислительного унифицированного комплекса УИС с входящими в его состав устройствами сбора и передачи данных (УСПД) типа УИС.ЛК производства ООО "Фирма "Неон АВМ" (г. Москва). Система создавалась для осуществление сбора, обработки и предоставления информации об электропотреблении объектов(коммерческого и технического учёта), а именно НПС (нефтеперекачивающих станций) и впоследствии была дооснащена приборами учёта качества электрической энергии "Ресурс-UF". Основное направление деятельности предприятия - транспорт нефти, который осуществляется по трубопроводу протяженностью около 1500 км с помощью агрегатов мощностью 2000-2500 кВт установленных на НПС (по 4 агрегата на каждую НПС). В данной статье будут рассмотрены проблемы (и их решения) эксплуатации комплекса УИС. Вопросы экономической эффективности от внедрения АСКУЭ рассматриватья не будут.

1.Краткая характеристика системы

    Для создания системы в качестве технических средств было использовано следующее оборудование:

    Система была спроектирована и выполнена согласно следующей структурной схеме:

    В кабинете энергетиков распологался сервер с двумя подключенными модемами (Модем1, Модем2). На каждой НПС были установлены шкафы с контроллерами (от 1 до 4-х) к которым подведены коммутируемые линии связи и подключены счётчики(к дискретно-счётному каналу). На схеме показаны примерные расстояния от НПС до центра сбора и обработки информации (ЦСОИ). Сбор информации ЦСОИ осуществлялся посредством Модема 1 путём последовательного соединения с модемами на каждом объекте один раз ночью. Собирались следущие данные по каждому каналу: показания счётчиков на начало суток, энергия за прошлые сутки тариф1, тариф2, тариф3, общая и 30-минутный профиль нагрузки за прошлые сутки. Т.е. система предоставляла данные только за прошедшие сутки. Модем2, подключённый к ЦСОИ использовался для чтения данных энергоснабжающими предриятиями с контроллеров, установленных на НПС. Т.е. ЦСОИ работал в режиме маршрутизации (об этом режиме будет рассказано в описании программного обеспечения). Необходимость использования маршрутизации заключалась в том, что каналы связи от Модема 1 до НПС принадлежат предприятию (ведомственные каналы связи), а Модем 2 имел выход на городскую телефонную сеть. Т.е. на Модем 2 можно позвонить с любого номера выйдя на междугороднюю сеть. В систему были так же включены приборы учёта качества электрической энергии "Ресурс-UF"(на каждую секцию шин ЗРУ по одному прибору), которые подключались к контроллерам через интерфейс RS-485.

2. Описание программного обеспечения

    Программное обеспечение ЦСОИ состоит из: операционной системы Microsoft Windows 2000 Server, сервера БД Microsoft SQL Server 2000, прикладного программного обеспечения УИС.ПО и офисного пакета Microsoft Office. Программный комплекс УИС.ПО состоит из 4-х частей:

"Драйвер УИС" - программа обмена информацией с аппаратными средствами УИС.
"Драйвер СУБД" - программа записи информации во внешние базы данных.
"Конфигуратора УИС" - программа для настройки, диагностики и конфигурирования комплексов УИС.
"АРМ Энергетика" - программа для просмотра, анализа и документирования информации.

    Для работы комплекса необходимо чтобы работали "Драйвер УИС" и "Драйвер СУБД". "Драйвер УИС" осуществляет связь с периферийным оборудованием (модемы, GPS-приёмники, нуль-модемы) и производит периодический опрос контроллеров согласно установленому времени. Полученную информацию "Драйвер УИС" передает "Драйверу СУБД" по каналу DDE для записи в базу данных (БД). "Конфигуратор УИС" позволяет вводить/удалять в системе новые объекты, описывать их, задавать периодичность опроса, анализировать работу "Драйвера УИС", "Драйвера СУБД". "АРМ Энергетика" генерирует отчёты для объектов, которые можно описать в различном сочетании. (например все ввода, все агрегаты, собственные нужды и т.п.)

3. Недостатки в работе системы на базе комплекса УИС.

В процессе экплуатации системы в течении почти двух лет мною были выявлены следующие недостатки:

 Неплохо было бы разработчикам обратить внимание на эти недостатки и принять меры к их устранению.

4. Развитие системы.

    Для того чтобы знать как работает система надо эту работу анализировать. Тот анализ который заложен в комплексе УИС предоставляет громоздкую и не всегда полную информацию о функционировании системы. Чтобы исправить это положение я написал программу, которая представляет информацию в виде таблицы с количеством собранной информации для каждого контроллера/канала. Теперь одним взглядом можно оценить какой информации не хватает и оперативно принять меры по её получению.Так же была написана программа для анализа корректировки системного времени по GPS-приёмнику.

    С целью устранить описанные в разделе 3 недостатки были приняты следующие меры:

    по п1. - для исключения дублирования информации был написан скрипт, который ежечасно удаляет скачаные в предыдущий час данные за текущие сутки(скрипт запускается в 0 минут, а в 2 минуты запускается опрос чтобы скачать обновлённые данные). Пока это наилучшее решение данной проблемы.

    по п.2 - настроена программа-шедулер, которая ещечасно в 2 минуты проверяет запущен ли "Драйвер УИС" и если не запущен, то запускает его. С первого раза "Драйвер УИС" может не запустится и в 4 минуты выполняется повторная проверка. (Бывало что и со второго раза не запустится :). За выходные начало опроса может сдвинуться до 40 минут, что может быть этому причиной - неизвестно.

    по п.3 - после ежедневного анализа корректировки времени по GPS-приёмнику с помощью собственной программы принимается решение снять или не снять рассылку времени с контроллеров. Снятие и установка производится вручную.

    по п.4 - если контроллер по которому потерялись получасовки попал в список ежечасно опрашиваемых, то информацию можно частично восстановить из специально созданной временной базы данных (в неё информация заносится после 23:00 за текущие сутки(сохраняются 46 получасовок), недостающие получасовки рассчитываются и заносятся в БД вручную.

    по п.5 - после выявления этих скачков рассчитывается значение, которое должно быть (в большинстве случаев усредняются соседние получасовки) и вручную корректируется в БД.

    по п.6 - тут необходимо изменение программного кода "АРМа Энергетика" разработчиками.

    по п.7 - выезжает человек на подстанцию у перезагружает контроллер.

    Для формирования отчётов на компьютере должен быть установлен и настроен УИС.ПО (используя локальную вычислительную сеть(ЛВС) можно обращаться к БД ЦСОИ с любого компьютера и делать эти отчёты, но время выполнения запроса к БД прямопропорционально скорости передачи данных по ЛВС. "АРМ Энергетика" делает запрос на выборку каждого элемента необходимого для расчёта и уже на конечном компьютере считает и формирует отчёт. (например при формировании отчёта на компьютере по каналу 2МБит/c по 64 точкам учёта за одни сутки времени уходит до 6 минут, а если ещё и несколько пользователей будут качать данные, то можно успеть и пообедать. :) С недавних пор наше предприятие частично вышло на ФОРЭМ (4 объекта из 12) и в связи с этим стало необходимым планировать и вести ежечасный контроль электропотребления этих объектов. Т.е. информацию по АСКУЭ должны видеть и диспетчера(контроль электропотребления агрегатов), и технологи (планирование и контроль электропотребления агрегатов), и энергетики (планирование и контроль электропотребления собственными нуждами). Комплекс УИС не имеет возможности оперативно предоставлять информацию такому большому числу АРМов. Как вариант решения проблемы были установлены на каждой НПС АРМы с УИС.ПО, чтобы инженера-энергетики видели какое потребление на НПС. Но проблемы с периодическим опросом и необходимым постояным анализом собираемой информацией(смотри таблицу с недостатками), проблемы с самим УИС.ПО на каждом АРМе показали что этот вариант неэффективен. Проанализировав создавшуюся ситуацию я пришёл к выводу что отчёты необходимо формировать на самом ЦСОИ и рассылать пользователям только конечный результат. Такой вариант можно реализовать применив Web-технологию. Мною был разработан сайт на базе Microsoft IIS и технологии ASP (Active Server Pages), на который можно зайти с любого компьютера который входит в ЛВС. Пройдя авторизацию на сайте можно получить следующую информацию: почасовой расход и тридцатиминутный профиль по агрегатам, вводам и собственнным нуждам; посуточный расход по наиболее важным точкам учёта (с выводом декадных и месячных итогов), напряжение на секциях на основе данных приборов качества "Ресурс-UF". Так же была доработана база данных и в неё автоматически вносится плановые значения(написана программа которая берёт информацию из файлов Excel). Для отчётов где идёт сравнение с плановыми значениями выводятся отклонения. На страницах с отчётами имеется элемент "календарь" который позволяет выбирать любой день. В зависимости от имени пользователя, под которым произошла авторизация выдаётся соответсвующий список объектов, информация по которым доступна данному пользователю(например технологам, диспетчерам - только данные по агрегатам, энергетикам РНУ(районное нефтепроводное управление, наше предприятие имеет три РНУ) отчёты только по НПС этого РНУ. Скорость формирования страниц высокая, при формировании отчёта за месяц по 28 точкам учёта уходит около 4 секунд. Оперативность предоставления информации напрямую зависит от ежечасного опроса (напомню, что каждый час в 00 минут данные из базы удаляются, и в 2 минуты начинают скачиваться. Опрос продолжается примерно 10 минут и в 13 минут каждого часа можно видеть потребление за прошедшие часы.) На странице администратора есть анализ сбора данных комплексом УИС (выше было указано что была написана отдельная программа, но потом я переписал её под Web). Ниже приведена структурная схема модернизированной(в плане предоставления информации) системы АСКУЭ на базе комплекса УИС:

    Напоследок хочется сказать что статья была написана с целью поделиться опытом эксплуатации комплекса УИС и указать с какими проблемами можно столкнуться при выборе данной системы в качестве АСКУЭ для Вашего предприятия.

Тут можно прочитать отчёт как автор статьи менял аудиосистему в Daewoo Matiz.