|
•
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УЧЕТА
ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
В настоящее время существует несколько альтернативных
подходов к созданию автоматизированных систем контроля и учета
энергоресурсов (АСКУЭ), которые отличаются не только наборами
видов контролируемых энергоресурсов (электрическая, тепловая энергия,
вода, газ, сжатый воздух и др.) и типами применяемых счетчиков,
но и структурой построения системы учета. Часто такие системы
являются закрытыми, ориентированы на использование только какого-нибудь
одного типа счетчиков и плохо согласуются с действующими у потребителей
другими автоматизированными системами (АСУП, АСУ ТП и пр.).
Минское предприятие ОАО “СКТБ РИТМ”, действующее на рынке АСУ
различного направления более 25 лет, предлагает концепцию АСКУЭ,
позволяющую быстро и эффективно создавать системы с общей информационной
инфраструктурой для любых видов энергоресурсов. Концепция предусматривает
практически неограниченную масштабируемость по видам энергии и
количеству точек учета и возможность интеграции с существующими
или внедряемыми параллельно АСУП, АСУТП и другими автоматизированными
системами.
Общая концепция построения АСКУЭ
Под понятием “параметры энергопотребления” энергоресурсов
в АСКУЭ понимается:
Параметры электроснабжения предприятия:
- активная и реактивная нагрузка в различных точках сети;
- генерация реактивной мощности в различных точках сети;
- расход реактивной и активной энергии в различных точках сети;
- частота в питающей сети тока.
Параметры теплоснабжения предприятия:
- расход, температура и давление прямой и обратной сетевой воды;
- интегрирующий показатель (счетчик Гкал);
- расход пара;
- учет возврата конденсата;
- давление и температура пара.
Параметры водоснабжения предприятия:
- расход воды (питьевой, оборотной и технической);
- давление воды;
Параметры газоснабжения предприятия:
- расход и давление газа;
Параметры сжатого воздуха:
- расход, давление и влажность сжатого воздуха;
Информационные функции
По каждому из параметров энергоресурсов система
осуществляет непрерывный сбор и обработку информации в характерных
точках.
Информация проходит обработку и представляется в виде текущей
(состояние на любой момент времени) и в виде накопленной за отчетный
(контрольный) промежуток времени. Информация представляется как
в моментальной (на мониторе), так и в документальной форме (распечатка
на бумаге). В необходимых случаях информация может выдаваться
в виде аналитических отчетов (графиков, таблиц и т.д.), документов
для расчетов между подразделениями предприятия или для расчетов
с производителями энергоресурсов, а также передаваться по модему
энергоснабжающим организациям.
В качестве учетных характеристик энергоресурсов принимаются:
- -физические величины (мощность, температура, давление и т.д.);
- потребление (расход) за учетный период (смена, сутки, месяц
и т.д.) или с накоплением;
- динамка изменения за сутки (час, смену, контрольный отрезок
времени);
- лимиты, ограничения.
Система ведет протокол работы своих действий и действий оператора
(диспетчера).
Функции управления
Система работает в режиме “советчика”, то есть
самостоятельно (автоматически) не принимает никакого решения и
работает в диалоговом режиме (“вопрос” – “ответ”), однако в некоторых,
особо оговоренных случаях, может самостоятельно вырабатывать управляющее
воздействие и формировать сообщение об аварийной (запрещенной)
ситуации.
Структура АСКУЭ
Система в целом строится по принципу многоуровневых
децентрализованных систем, то есть общая система состоит из относительно
самостоятельных подсистем по каждому из энергоносителей, например:
- подсистема учета электроэнергии;
- подсистема учета расхода вода и тепловой энергии предприятия
и вспомогательных объектов.
Каждая из подсистем имеет собственные датчики параметров, исполнительные
элементы (нижний уровень контроля и управления) и микропроцессорные
средства первичной обработки и отображения информации (средний
уровень).
Эти подсистемы могут также использовать общие микропроцессорные
ресурсы среднего уровня по сбору информации и общую локальную
вычислительную сеть верхнего уровня управления для обмена данными.
Пример структуры системы учета энергоресурсов приведен на рисунке.
Нижний уровень контроля и управления
Нижний уровень представляет собой первичные измерительные преобразователи
(ПИП). На этом уровне используются, как правило, те технические
средства, которые уже установлены на предприятии либо те (например,
счетчики), которые предпочитает заказчик. Единственное требование
к ПИП: они должны иметь аналоговый, числоимпульсный, либо интерфейсный
выход.
Средний уровень контроля и управления
Средний уровень – это контроллеры (специализированные измерительные
системы или многофункциональные программируемые преобразователи)
со встроенным программным обеспечением энергоучета. Контроллеры
осуществляют в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный
сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП,
накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень.
На среднем уровне могут использоваться любые современные микропроцессорные
контроллеры, например “Siemens” или “Berneker & Rainer”. В
подсистемах учета электроэнергии и тепла могут использоваться
электронные сумматоры (концентраторы), которые производят первичную
обработку (суммирование по группам потребителей, разбиение по
тарифным зонам, формирование отчетности, хранение и т.д.), например,
сумматор электронный СЭМ-1(СЭМ-2), сертифицированный в России
и Беларуси.
Верхний уровень контроля и управления
Верхний уровень – персональный компьютер (ПК) со специализированным
программным обеспечением АСКУЭ. Верхний уровень контроля и управления
состоит из нескольких диспетчерских пунктов и локальных вычислительных
сетей. Количество и расположение диспетчерских пунктов определяется
требованиями заказчика. Главный диспетчерский пункт находится
у дежурного по предприятию. Этот пункт имеет доступ ко всей информации.
Он оснащен персональной ЭВМ промышленного исполнения и источником
бесперебойного питания. Наличие и расположение других диспетчерских
пунктов определяется производственной целесообразностью. Все они
оснащены персональными ЭВМ офисного исполнения и имеют ограниченный
доступ к информации. Например, диспетчерский пункт энергобюро
осуществляет введение и корректировку внешних исходных данных
(графики работы, лимиты, ограничения и т.д.), подготовка учетных
и отчетных документов и т.п. Здесь же решаются задачи технико-экономического
анализа, планирования энергетического хозяйства и прочие хозяйственные
и экономические задачи. Другие диспетчерские пункты смогут устанавливаться
у руководителей предприятия или отдельных его подразделений и
служб.
Все персональные компьютеры объединены в локальную вычислительную
сеть. Главный диспетчерский пункт и микропроцессорные средства
среднего уровня объединены в одну или несколько (по каждой из
подсистем) локальных вычислительных сетей по интерфейсу GUN или
RS-485. Отдаленные пункты учета могут связываться с главной диспетчерской
посредством телефонных или радиомодемов.
Варианты интерфейса АРМ диспетчера показаны на рис.2, 3.
Задачи АСКУЭ
Каждая из подсистем АСКУЭ имеет свои специфические
задачи. Кроме того, заказчик может поставить свои организационно-экономические
задачи, связанные, например, со структурой предприятия или взаимоотношениями
между отдельными подразделениями предприятия и вышестоящими организациями.
Укрупнено можно сформулировать следующие основные технические
задачи, которые может и должна решать АСКУЭ
- сбор, регистрация и обработка информации с первичных датчиков
и устройств учета;
- сигнализация и фиксирование предаварийных и аварийных ситуаций;
- формирование и хранение архивов технологических и учетных параметров,
например, графики 3-х или 30-и минутной мощности, потребляемой
предприятием и отдельными его подразделениями;
- просмотр графиков, таблиц параметров (текущих или по выбранной
дате или промежутку времени из архива);
- формирование учетных, отчетных и технико-экономических документов
(по дате или выбранным срокам из архива);
- ведение журнала работы системы и оператора (диспетчера);
- распечатка учетной, отчетной и технико-экономической документации;
- настройка параметров и структуры системы под конкретного пользователя
и режимы работы предприятия (при вводе в эксплуатацию и в процессе
развития предприятия).
Более важными являются технико-экономические задачи, которые решает
АСКУЭ:
- достоверно и постоянно определять свое реальное, а не расчетное
или нормативное энергопотребление и обеспечить точные расчеты
с поставщиками, абонентами и субабонентами, исключив из них факторы
домысла и приписок (в том числе и от перенесения потерь поставщика
на потребителя);
- обеспечивать обоснованный выбор наиболее выгодного многоставочного
тарифа и адекватного ему текущего режима энергопотребления в условиях
альтернативности тарифов, а также финансовые расчеты за потребленные
энергоресурсы по такому тарифу;
- обеспечивать контроль и регулирование энергопотребления в рамках
выбранного тарифа для минимизации затрат энергоресурсов и тарифных
платежей;
- обеспечивать контроль, фиксацию и сигнализацию отклонений величин
энергопотребления относительно заданных внешних и внутренних лимитов,
режимных и технологических ограничений мощности, расхода и других
параметров энергоносителей с целью принятия оперативных решений,
предотвращения аварийных ситуаций и минимизации ущерба (в том
числе и от возможных штрафных санкций со стороны энергоснабжающих
организаций);
- оперативно прогнозировать и планировать энергопотребление предприятия
для достижения его устойчивой работы;
- обеспечивать внутренний хозрасчет по энергоресурсам между подразделениями
предприятия с целью экономии энергоресурсов и их рационального
расходования на рабочих местах;
- выявлять все потери энергоресурсов от нарушения технологических
режимов, несанкционированного их использования или бесхозяйственных
утечек;
- контролировать в реальном времени удельные нормы расхода энергоносителей
на выпуск продукции и снижать их долю в себестоимости продукции
за счет оперативных организационно-технических мероприятий;
- автоматически управлять энергопотреблением на основе заданных
критериев и приоритетных схем включения/отключения потребителей-регуляторов
с целью экономии энергоресурсов.
Эффективность АСКУЭ
Экономический эффект от внедрения АСКУЭ следует
видеть не только и не столько в последствиях регулирования графика
нагрузки, сколько, прежде всего, в точном и достоверном знании
реального ежесуточного графика нагрузки по предприятию в целом
и по его подразделениям (вплоть до отдельных крупных потребителей).
Это позволяет, во-первых, правильно заявлять и контролировать
фактическую мощность, а во-вторых, отыскивать бесполезные потери
энергоресурсов и ликвидацией их снижать суммарное суточное потребление.
Генеральная цель АСКУЭ – снижение доли энергозатрат в себестоимости
продукции, что достигается и за счет использования оптимальных
для предприятия тарифов, и путем регулирования графика нагрузки,
и другими мероприятиями.
Технические средства и программное обеспечение системы открыты
и позволяют производить поэтапный ввод системы в эксплуатацию,
наращивание и адаптацию системы (по отдельным подсистемам и в
рамках одной) при изменениях в технологическом цикле предприятия.
ОАО “СКТБ РИТМ”, г Минск , ул. Первомайская, 24/2
Тел. (375-17) 236-83-03, 236-84-34
Факс (375-17) 236-80-53
Скоков Анатолий Иванович, к.т.н., заведующий отделом.
Шустов Юрий Владимирович, технический директор.
|
