На главную
Лауреаты рейтинга IT-компаний «РИА Рейтинг»
Лауреаты рейтинга
IT-компаний
«РИА Рейтинг»
Лауреаты рейтинга РИА «РБК»
Лауреаты рейтинга
РИА «РБК»
Лауреаты премии «Профессиональное признание — 2013»
Лауреаты премии
«Профессиональное
признание — 2013»
Лауреаты премии «Профессиональное признание — 2011»
Лауреаты премии
«Профессиональное
признание — 2011»
Лауреаты премии «Профессиональное признание — 2010»
Лауреаты премии
«Профессиональное
признание — 2010»

Публикации



Построение АСКУЭ для разных категорий потребителей на базе контроллера СИКОН С10

Статья в PDF (4,6 МБ)
Внимание! Эта статья была опубликована более трёх лет назад. Всё это время наше аппаратное и программное обеспечение продолжало интенсивно развиваться; сведения, содержащиеся в статье, могли устареть. Пожалуйста, используйте данную статью только в ознакомительных целях!

В настоящее время в России в связи с проводимой реформой электроэнергетики все более актуальной становится проблема внедрения автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии и мощности (АСКУЭ) на энергетических объектах, промышленных предприятиях, а также в бытовом секторе. В частности, необходимость наличия у потребителей систем коммерческого учета электроэнергии [1] является одним из условий их выхода на рынок с целью покупки энергии у независимых сбытовых компаний.

Для построения АСКУЭ фирма "Системы и технологии" с 1996 г. выпускает сетевые индустриальные контроллеры СИКОН" [2], применение которых позволяет полностью автоматизировать процесс учета электроэнергии, ввести многотарифную систему расчетов, выйти на ФОРЭМ. Контроллер сертифицирован Госстандартом России и внесен в государственный Реестр средств измерений (№21906-01).

Контроллеры успешно эксплуатируются в ОАО "Тулэнерго", ОАО "Рязаньэнерго", ОАО "Рязанская ГРЭС", ОАО "Владимирэнерго", ГУН ПЭО "Татэнерго", на Черепецкой ГРЭС, которые являются участниками ФОРЭМ, а также в ОАО "Мосэнерго", ОАО "Волгоградэнерго", ОАО "Удмуртэнерго", ОАО "Тамбовэнерго", ОАО "Смоленскэнерго" и автономно на многих промышленных предприятиях. С 2000 г. они внедрены на тяговых подстанциях Московской и Северо-Кавказской железных дорог Использование этих контроллеров позволило перейти на многотарифную систему расчетов таким предприятиям, как Воскресенский цементный завод, завод "Гигант" (г. Воскресенск), АО "Владимирский электромоторный завод", АО "Стекловолокно", АО "Красное Эхо" (Владимирская обл.), Раменский ГОК, Лианозовский молочный комбинат, ООО "Марс", Балашихинский кислородный завод, ОАО "Карболит" (Московская обл.), АО "Оргсинтез" (Казань) и др.

Следует отметить, что с середины 90-х годов работы по внедрению АСКУЭ проводились достаточно активно. Объектами автоматизации на этом этапе были в основном крупные электростанции, межсистемные и граничные подстанции в региональных энергосистемах, а также крупные промышленные потребители. К концу 90-х годов эти работы в основном были завершены, и в настоящее время необходимо начать внедрение систем учета на средних промышленных предприятиях и в жилищно-бытовом секторе.

При автоматизации объектов на современном этапе появляется ряд новых задач, которые необходимо учитывать при проектировании и внедрении АСКУЭ:

  • разработка устройства с меньшим количеством каналов учета, чем у предыдущих моделей контроллера СИКОН (поскольку построение систем автоматизации на средних предприятиях на основе контроллера с большим количеством каналов учета часто является избыточным), и более дешевого, но сохраняющего его функциональные возможности и отвечающего современным требованиям;
  • создание отдельных систем коммерческого учета для каждого предприятия, питающегося от одной подстанции, с возможностью получения сводной информации о его энергопотреблении службами АО-Энерго и подстанции;
  • создание системы сбора данных с сетевой архитектурой для получения информации от территориально распределенных объектов (производств, цехов), необходимой для обеспечения внутризаводского (технического) учета на крупных промышленных предприятиях. Дело в том, что отдельные объекты автоматизации имеют небольшое количество точек учета (до 12-16 каналов), но в связи со значительными расстояниями между объектами прокладка линий связи от электросчетчиков к контроллеру довольно трудоемка;
  • обеспечение совместимости контроллера и находящих все более широкое применение многофункциональных счетчиков электроэнергии различных производителей.

Исходя из указанного, фирма "Системы и технологии" разработала и начала выпуск новых контроллеров СИКОН С10 (рис.1). Контроллер сертифицирован Госстандартом России и внесен в Госреестр средств измерений (№21741-01). Его центральным узлом является микроконтроллер SAB80C167 фирмы "Siemens". В контроллере СИКОН С10 применена многозадачная операционная система реального времени. Ее масштабируемое ядро поддерживает функционирование до 32 процессов с возможностью выбора приоритета. Благодаря наличию системных вызовов ядра обеспечивается возможность управления динамическими режимами диспетчеризации, распределением памяти, межпроцессной коммуникацией и синхронизацией процессов. Все это гарантирует устойчивость измерений и сбора данных от электросчетчиков в темпе процесса и независимую одновременную передачу данных нескольким пользователям информации.

Ввиду того, что контроллер СИКОН С10 имеет несколько модификаций и сетевую архитектуру, его можно использовать для решения большого круга задач при создании АСКУЭ. Ниже приведена характеристика контроллера СИКОН С10:

  • количество каналов для подключения счетчиков с импульсным выходом к одному контроллеру — до 16;
  • допустимое число контроллеров для подключения к сети Profibus — до 32, при этом общее число каналов системы учета может достигать 512;
  • количество тарифных зон в сутках — до 12;
  • количество групп учета — до 8 (общее число групп системы учета из 32 контроллеров может достигать 256);
  • совместим с основными типами счетчиков (индукционными, электронными, многофункциональными) многих заводов-изготовителей;
  • температурный диапазон эксплуатации: от -10 до +50°С (по специальному заказу — от -40 до +70°С).

СИКОН С10
Рис.1

В базовой модификации контроллера имеется встроенный буквенно-цифровой пульт оператора. Наряду с ней существует упрощенная модификация (без встроенного пульта), работающая в режиме удаленного контроллера.

Контроллер выполняет следующие функции:

  • ведение единых сетевых групп учета и общего сетевого времени (синхронизация времени по сети);
  • контроль данных об энергии и усредненной мощности за фиксированные подынтервалы (1 или 3, или 5 мин) и интервалы (15 или 30, или 60 мин), за сутки, месяц, квартал;
  • контроль текущих значений энергии и показаний счетчиков;
  • ведение графиков мощности;
  • контроль данных о превышении лимитов мощности;
  • ведение календаря рабочих, праздничных и нерабочих дней.

Всего же контроллер имеет 10 модификаций и кроме того может комплектоваться согласно карте заказа, что обеспечивает создание системы с учетом особенностей конкретного объекта автоматизации. Возможность использования при этом минимальных ресурсов с перспективой дальнейшего наращивания системы позволяет заказчику сократить сроки ее окупаемости и сэкономить финансовые средства.

Наличие в контроллере метрологически аттестованного выхода "Тест" позволяет проводить его упрощенную поверку на месте эксплуатации по истечении межповерочного интервала, не используя метрологический стенд, измерительные приборы и не прерывая работу контроллера. Выход "Тест" можно использовать также для диагностики работы контроллера при наладке и вводе в эксплуатацию.

Контроллер обеспечивает защиту измерительной информации на программном и аппаратном уровнях, регистрацию в памяти всех случаев коррекции параметров и кодов операторов, проводивших коррекцию. Имеется возможность расширения памяти (по специальному заказу), что позволяет увеличить глубину хранения данных или число каналов учета (в случае подключения многофункциональных счетчиков с последовательным интерфейсом). В зависимости от модификации контроллер может иметь до восьми универсальных программно настраиваемых каналов последовательной связи, что обеспечивает доступ разных пользователей информации. Он позволяет организовать контроль и управление различными исполнительными устройствами (например, создать систему сигнализации о превышении заданных лимитов мощности и т. п.) благодаря наличию в нем дискретных входов/выходов.

Блок питания контроллера может подключаться к двум разным секциям шин и в случае исчезновения напряжения сети на одной из них автоматически переключаться на другую. Предусмотрено также питание контроллера от резервного источника постоянного тока напряжением 24 В.

Для контроллера СИКОН С10 разработано и поставляется заказчику прикладное программное обеспечение, имеющее: открытые протоколы обмена; простой и наглядный интерфейс пользователя; удобную настройку под конкретный объект; систему защиты программ паролями и кодами; прикладные программы и инструментальные средства поддержки.

Все указанное позволяет применять контроллер СИКОН С10 при создании АСКУЭ как для крупных станций и предприятий с распределенными объектами, так и для мелкомоторных предприятии и систем автоматизации учета электроэнергии бытового сектора.

Можно выделить четыре основные структурные схемы АСКУЭ на базе контроллера СИКОН С10:

  1. Типовая схема АСКУЭ (рис.2), на которой показана возможность подключения к контроллеру (по импульсным входам и последовательным интерфейсам) электросчетчиков различных типов и разных пользователей информации. Схема представляет собой сетевую архитектуру системы учета. Данные от любого контроллера сети могут через интерфейсы одного из них передаваться на верхний уровень как непосредственно по выделенному каналу связи (физической линии), так и по телефонному коммутируемому и (или) другим каналам связи.
  2. Схема для подстанции (промышленного предприятия) с территориально распределенными объектами (рис. 3), которая позволяет построить сетевую систему автоматизации, объединив эти объекты. Сначала осуществляется автоматизация отдельных объектов, после чего выполняется построение сетевой структуры АСКУЭ. По данным, которые можно получать в едином временном срезе, контролируются параметры учета по общим группам для всей подстанции (предприятия), и необходимая информация выдается на ЭВМ. Так как в этой схеме данные собираются в одном центральном контроллере, а затем передаются на верхний уровень, остальные контроллеры применяются в усеченной модификации без пульта и модуля последовательных интерфейсов. Такое построение системы позволяет сэкономить кабельную продукцию и в связи с уменьшением количества линий связи уменьшить вероятность влияния помех и паразитных наводок. Кроме того, при такой схеме можно сэкономить финансовые ресурсы путем рационального выбора модификации контроллеров для каждого объекта с перспективой наращивания системы (например, подключение к системе нового цеха или объекта автоматизации, который по каким-либо причинам не удалось подключить на первом этапе).
  3. Схема для нескольких промышленных потребителей (рис. 4), питающихся от одной подстанции. Для каждого из таких предприятий создается собственная АСКУЭ и обеспечивается возможность получения службами подстанции и АО-Энерго необходимой информации о потреблении как каждого из них в отдельности, так и всей подстанции в целом. Затем строится сетевая архитектура для получения всех данных на уровне подстанции и передачи информации в службы энергосбытовой организации.
  4. Схема для жилого сектора (рис. 5). В последнее время все более актуальными становятся вопросы учета и контроля расхода энергоресурсов и автоматизации расчетов бытовых потребителей [3]. Для этих целей предлагается схема построения АСКУЭ БП на базе контроллера СИКОН С10 с использованием его сетевой архитектуры и возможности подключения многофункциональных бытовых счетчиков. На основе этой схемы можно также создавать системы учета и контроля для мелкомоторных предприятий (небольших производственных, торговых, коммерческих и других фирм), где используются однофазные счетчики и иногда бывает необходимо вести учет энергопотребления сторонними потребителями (субабонентами).

Типовая схема АСКУЭ
Рис.2

Схема АСКУЭ подстанции
Рис.3

Схема АСКУЭ промышленных потребителей
Рис.4

Схема АСКУЭ жилого сектора
Рис.5

В заключение следует отметить следующее. В последние несколько лет на рынке АСКУЭ появились современные отечественные системы и счетчики электроэнергии. Они ни в чем не уступают импортным аналогам, а по соотношению цена — качество и некоторым характеристикам превосходят их. Эти устройства имеют современную элементную базу, совершенное программное обеспечение, отвечают всем требованиям российских и международных стандартов. В частности, сетевой индустриальный контроллер СИКОН С10 благодаря своим функциональным возможностям и наличию нескольких модификаций позволяет создавать АСКУЭ для различных объектов на основе приведенных выше схем исходя из индивидуальных требований заказчика. Гибкое построение системы обеспечивает экономию материальных ресурсов заказчика и сокращение сроков окупаемости проекта. В случае изменения структуры объекта автоматизации система адаптируется к последующему наращиванию и модернизации.

Российские производители на сегодняшний день в состоянии полностью обеспечить конкурентоспособной продукцией весь отечественный рынок АСКУЭ.

Список литературы

  1. Основные направления реформирования электроэнергетики Российской Федерации. — Энергетик, 2001, № 10.
  2. Ахметов Р. Р., Кабанов Н. Д., Сатов В. Д. Сетевой контроллер СИКОН. — Приборы и системы управления, 1995, №5.
  3. Московский А. Е. Об основных направлениях работ по созданию концепции автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии для бытового потребителя (АСКУЭ БП). — В кн.: Метрология электрических измерений в электроэнергетике. М.: НЦ ЭНАС, 2001.

Щитников А., Тыкоцкий А.
Промышленная энергетика № 5, 2002