Группа компаний «ТЕКОН» - ведущий российский разработчик оборудования и поставщик инжиниринговых решений в области промышленной автоматизации

Технологичность, качество, ответственность, надежность

About us

+7 (495) 730-41-12

г. Москва, 3-я Хорошевская улица, дом 20

Контактная информация

Система автоматизированного сбора и обработки данных контрольно-измерительной аппаратуры гидротехнических сооружений ГЭС

Сис­те­ма ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­но­го сбо­ра и об­ра­бот­ки дан­ных (СА­СОД) конт­роль­но-из­ме­ри­тель­ной ап­па­ра­ту­ры (КИА) Ир­ку­тс­кой ГЭС пред­наз­на­че­на для опе­ра­тив­но­го конт­ро­ля состо­я­ния гид­ро­тех­ни­чес­ких со­ору­же­ний Ир­ку­тс­кой ГЭС и по­вы­ше­ния бе­зо­пас­нос­ти их эксплу­а­та­ции.

Це­ли соз­да­ния сис­те­мы

ос­на­ще­ние КИА дат­чи­ка­ми из­ме­ре­ния па­ра­мет­ров;
по­вы­ше­ние точ­нос­ти и опе­ра­тив­нос­ти из­ме­ре­ний;
соз­да­ние об­щес­тан­ци­он­но­го ар­хи­ва дан­ных КИА;
улуч­ше­ние ус­ло­вий тру­да пер­со­на­ла гид­ро­це­ха.

Опи­са­ние объ­ек­та и осо­бен­нос­ти про­ек­та
Сог­лас­но тех­ни­чес­ко­му за­да­нию СА­СОД обес­пе­чи­ва­ет из­ме­ре­ние и об­ра­бот­ку сле­ду­ю­щих па­ра­мет­ров гид­ро­тех­ни­чес­ких со­ору­же­ний Ир­ку­тс­кой ГЭС:

сте­пень раск­ры­тия тем­пе­ра­тур­но-де­фор­ма­ци­он­ных швов - 40 то­чек из­ме­ре­ний;
дав­ле­ние в на­пор­ных пь­е­зо­мет­рах - 57 то­чек;
пе­ре­пад дав­ле­ния на со­ро­у­дер­жи­ва­ю­щих ре­шёт­ках - 8 то­чек;
уров­ни верх­не­го и ниж­не­го бь­е­фов - 2 точ­ки;
уро­вень во­ды в во­доп­ри­ём­ной по­тер­не - 1 точ­ка;
тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха в по­ме­ще­ни­ях - 53 точ­ки;
тем­пе­ра­ту­ра на­руж­но­го воз­ду­ха - 1 точ­ка;
расп­ре­де­ле­ние тем­пе­ра­ту­ры во­ды по глу­би­не в верх­нем бь­е­фе - 5 то­чек.
Осо­бен­ностью дан­но­го про­ек­та яв­ля­ет­ся тот факт, что он ох­ва­ты­ва­ет 2 уров­ня про­ек­ти­ро­ва­ния: ниж­ний уро­вень сис­те­мы - уро­вень дат­чи­ков - и верх­ний уро­вень - мик­роп­ро­цес­сор­ной ин­фор­ма­ци­он­но-вы­чис­ли­тель­ной сис­те­мы. Тра­ди­ци­он­но эти про­ек­ты вы­пол­ня­ют­ся раз­ны­ми про­е­кт­ны­ми ор­га­ни­за­ци­я­ми, из-за че­го обыч­но воз­ни­ка­ет проб­ле­ма их сог­ла­со­ва­ния. По тре­бо­ва­нию За­каз­чи­ка дан­ный про­ект дол­жен был быть еди­ным.

Обыч­но раз­ра­бот­чи­ки ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ных сис­тем ли­бо име­ют ус­та­нов­лен­ные дат­чи­ки, сиг­на­лы ко­то­рых на­до об­ра­бо­тать, ли­бо име­ют про­ект ниж­не­го уров­ня, ко­то­рый пре­дус­мат­ри­ва­ет их ус­та­нов­ку, ли­бо мо­гут выб­рать дат­чи­ки по опы­ту ав­то­ма­ти­за­ции, сво­е­му или чу­жо­му, ана­ло­гич­ных объ­ек­тов. В на­шем слу­чае раз­ра­бот­чик не имел ни то­го, ни дру­го­го, ни треть­е­го. С точ­ки зре­ния ав­то­ма­ти­за­ции КИА, Ир­ку­тс­кая ГЭС предс­тав­ля­ла со­бой "чис­тый лист", так как про­ек­том стро­и­тель­ства ГЭС не бы­ла пре­дус­мот­ре­на ус­та­нов­ка ка­ких-ли­бо дат­чи­ков КИА.
Не­ко­то­рые груп­пы из­ме­ре­ний яв­ля­ют­ся спе­ци­фи­чес­ки­ми, нет­ра­ди­ци­он­ны­ми для энер­ге­ти­ки, слож­ны­ми как по ти­пу из­ме­ре­ния, нап­ри­мер, из­ме­ре­ния ли­ней­ных пе­ре­ме­ще­ний для конт­ро­ля сте­пе­ни раск­ры­тия тем­пе­ра­тур­но-де­фор­ма­ци­он­ных швов, так и по ус­ло­ви­ям из­ме­ре­ний (100%-ная влаж­ность в по­ме­ще­ни­ях или из­ме­ре­ния под во­дой, ши­ро­кий тем­пе­ра­тур­ный ди­а­па­зон эксплу­а­та­ции).
С точ­ки зре­ния ав­то­ма­ти­за­ции сбо­ра из­ме­ри­тель­ной ин­фор­ма­ции, зда­ние ГЭС предс­тав­ля­ет со­бой слож­ный тер­ри­то­ри­аль­но расп­ре­де­лён­ный объ­ект. Точ­ки из­ме­ре­ний разб­ро­са­ны по все­му зда­нию, что силь­но ос­лож­ня­ло прок­лад­ку ка­бель­ных свя­зей при про­ве­де­нии стро­и­тель­но-мон­таж­ных ра­бот, осо­бен­но че­рез сте­ны и пе­рек­ры­тия, вы­пол­нен­ные из гид­ро­тех­ни­чес­ко­го бе­то­на.
Эта­пы соз­да­ния сис­те­мы

Про­е­кт­но-ин­жи­ни­рин­го­вой ком­па­ни­ей "Аст­рон" был вы­пол­нен весь комп­лекс ра­бот по соз­да­нию Сис­те­мы ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­но­го сбо­ра и об­ра­бот­ки дан­ных КИА - про­е­кт­ные ра­бо­ты (2003 г.), пос­тав­ка обо­ру­до­ва­ния верх­не­го и ниж­не­го уров­ня, опыт­но-конструк­то­рс­кая про­ра­бот­ка и из­го­тов­ле­ние нес­тан­да­рт­но­го обо­ру­до­ва­ния, стро­и­тель­но-мон­таж­ные ра­бо­ты, раз­ра­бот­ка ра­бо­че­го прог­ра­м­мно­го обес­пе­че­ния (ин­жи­ни­ринг), пус­ко-на­ла­доч­ные ра­бо­ты, сда­ча сис­те­мы в эксплу­а­та­цию. Пер­вый пус­ко­вой комп­лекс в объ­ё­ме 69 сиг­на­лов был сдан в эксплу­а­та­цию в де­каб­ре 2004г., вто­рой пус­ко­вой комп­лекс в объ­ё­ме 98 сиг­на­лов - в сен­тяб­ре 2005г.

Струк­тур­ная схе­ма
СА­СОД яв­ля­ет­ся мо­дуль­ной, се­те­вой, тер­ри­то­ри­аль­но расп­ре­де­лён­ной, трё­ху­ров­не­вой из­ме­ри­тель­ной ин­фор­ма­ци­он­но-вы­чис­ли­тель­ной сис­те­мой.
Ниж­ний (по­ле­вой уро­вень) СА­СОД предс­тав­ля­ют дат­чи­ки из­ме­ря­е­мых па­ра­мет­ров. Сред­ний уро­вень (уро­вень конт­рол­ле­ров) предс­тав­ля­ют са­ми мик­роп­ро­цес­сор­ные конт­рол­ле­ры и их ин­тел­лек­ту­аль­ные уст­рой­ства свя­зи с объ­ек­том (УСО). Верх­ний уро­вень (уро­вень ра­бо­чих стан­ций) - это компь­ю­те­ры опе­ра­то­рс­кой, ин­же­нер­ной стан­ций и ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­но­го ра­бо­че­го мес­та (АРМ) гид­ро­це­ха.
Все дат­чи­ки СА­СОД име­ют то­ко­вый вы­ход 4-20 мА, все це­пи дат­чи­ков вы­пол­не­ны эк­ра­ни­ро­ван­ны­ми ка­бе­ля­ми ми­ни­маль­но воз­мож­ной дли­ны. Дат­чи­ки име­ют кли­ма­ти­чес­кое ис­пол­не­ние и сте­пень за­щи­ты, со­от­ве­т­ству­ю­щие ус­ло­ви­ям их эксплу­а­та­ции.
Уро­вень конт­рол­ле­ров СА­СОД, вза­и­мо­дей­ству­ю­щий с дат­чи­ка­ми че­рез мо­ду­ли УСО, сос­то­ит из двух шка­фов конт­рол­ле­ров функ­ци­о­наль­ных зон и 18 шка­фов УСО.
Раз­би­е­ние на функ­ци­о­наль­ные зо­ны про­из­ве­де­но по тер­ри­то­ри­аль­но­му прин­ци­пу: зо­ну ниж­не­го бь­е­фа и зо­ну верх­не­го бь­е­фа. Каж­дая функ­ци­о­наль­ная зо­на обс­лу­жи­ва­ет­ся од­ним конт­рол­ле­ром ТЕ­КО­НИК® Р04.
Внут­ри зо­ны конт­рол­лер вза­и­мо­дей­ству­ет с УСО сво­ей зо­ны при по­мо­щи се­ти RS-485 со ско­ростью об­ме­на до 115 кбит/с. Конт­рол­ле­ры вза­и­мо­дей­ству­ют с компь­ю­те­ра­ми ра­бо­чих стан­ций при по­мо­щи се­ти Ethernet 10 Мбит/с че­рез стан­ци­он­ные се­те­вые ком­му­та­то­ры.
На ниж­нем, конт­рол­лер­ном уров­не вы­пол­ня­ют­ся сле­ду­ю­щие функ­ции СА­СОД:

сбор и пер­вич­ная об­ра­бот­ка ин­фор­ма­ции от дат­чи­ков;
ди­аг­нос­ти­ка сос­то­я­ния дат­чи­ков и УСО.

Верх­ний уро­вень СА­СОД сос­то­ит из трёх ра­бо­чих стан­ций - опе­ра­то­рс­кой, ин­же­нер­ной и АРМ гид­ро­це­ха. Ра­бо­чие стан­ции сос­то­ят из офис­ных компь­ю­те­ров клас­са Pentium-4 с цвет­ны­ми жид­кок­рис­тал­ли­чес­ки­ми мо­ни­то­ра­ми, име­ю­щи­ми раз­мер эк­ра­на 19".
На верх­нем уров­не уп­рав­ле­ния вы­пол­ня­ют­ся сле­ду­ю­щие функ­ции СА­СОД:

предс­тав­ле­ние ин­фор­ма­ции пер­со­на­лу;
вы­чис­ле­ние рас­чёт­ных зна­че­ний па­ра­мет­ров;
ар­хи­ви­ро­ва­ние ин­фор­ма­ции и со­бы­тий;
ди­аг­нос­ти­ка сос­то­я­ния тех­ни­чес­ких средств СА­СОД;
пе­ре­да­ча дан­ных на стан­ци­он­ный сер­вер для дол­гов­ре­мен­но­го хра­не­ния.

Элект­ро­пи­та­ние тех­ни­чес­ких средств по­ле­во­го и конт­рол­лер­но­го уров­ней вы­пол­не­но цент­ра­ли­зо­ван­но с раз­ме­ще­ни­ем ис­точ­ни­ков пи­та­ния в трёх шка­фах: в шка­фах конт­рол­ле­ров верх­не­го и ниж­не­го бь­е­фов и в от­дель­ном шка­фу пи­та­ния. В каж­дом шка­фу ус­та­нов­ле­ны по 2 ис­точ­ни­ка пи­та­ния 24В пос­то­ян­но­го то­ка. Один пред­наз­на­чен для пи­та­ния циф­ро­вых уст­ройств конт­рол­лер­но­го уров­ня - са­мих конт­рол­ле­ров, пре­об­ра­зо­ва­те­лей ин­тер­фей­са и УСО. Вто­рой - для пи­та­ния ана­ло­го­вых дат­чи­ков. По се­ти пи­та­ния ~220В все ис­точ­ни­ки за­пи­та­ны от двух раз­ных стан­ци­он­ных сек­ций с ис­поль­зо­ва­ни­ем схе­мы АВР. По се­ти 24В эти ис­точ­ни­ки не име­ют меж­ду со­бой галь­ва­ни­чес­кой свя­зи (об­щей "зем­ли"). Ши­на пи­та­ния 24В от шка­фов раз­ме­ще­ния ис­точ­ни­ков пи­та­ния до шка­фов УСО вы­пол­не­на в ви­де 7-жиль­но­го ка­бе­ля се­че­ни­ем 1,5 мм2, 4 жи­лы ис­поль­зу­ют­ся дл пе­ре­да­чи пи­та­ния, 1 - для за­зем­ле­ния. 2 ре­зе­рв­ных. Ка­бель пи­та­ния про­ло­жен па­рал­лель­но ка­бе­лю се­ти RS-485.

Прог­ра­м­мное обес­пе­че­ние
В конт­рол­ле­рах ТЕ­КО­НИК® Р04 ис­поль­зу­ет­ся сис­тем­ное прог­ра­м­мное обес­пе­че­ние TeNIX. Для свя­зи меж­ду ниж­ним и верх­ним уров­нем ис­поль­зу­ет­ся TECON OPC-сер­вер. Ар­хи­ви­ро­ва­ние ин­фор­ма­ции на стан­ци­он­ном сер­ве­ре осу­ще­с­твля­ет­ся в ба­зы дан­ных Microsoft SQL-сер­ве­ра.

Ре­зуль­та­ты внед­ре­ния
В про­цес­се внед­ре­ния СА­СОД кро­ме ре­ше­ния обыч­ных за­дач ав­то­ма­ти­за­ции спе­ци­а­лис­та­ми ком­па­нии ПИК "Аст­рон" бы­ли раз­ра­бо­та­ны и ус­пеш­но внед­ре­ны 2 конструк­ции дат­чи­ков:

ус­та­но­воч­ная конструк­ция дат­чи­ка раск­ры­тия тем­пе­ра­тур­но-де­фор­ма­ци­он­но­го шва;
конструк­ция тер­мо­под­вес­ки для из­ме­ре­ния расп­ре­де­ле­ния по глу­би­не тем­пе­ра­ту­ры во­ды в верх­нем бь­е­фе.

Ос­нов­ным ре­зуль­та­том внед­ре­ния СА­СОД яв­ля­ет­ся тот факт, что пер­со­нал гид­ро­це­ха по­лу­чил сов­ре­мен­ный точ­ный инстру­мент для оцен­ки бе­зо­пас­нос­ти гид­ро­тех­ни­чес­ких со­ору­же­ний:

Из­ме­ре­ния, ко­то­рые в те­че­ние 45 лет эксплу­а­та­ции Ир­ку­тс­кой ГЭС про­во­ди­лись вруч­ную или с по­мощью по­ка­зы­ва­ю­щих при­бо­ров, те­перь про­во­дят­ся ав­то­ма­ти­чес­ки с вы­со­кой точ­ностью (не ху­же 0,5%);
Не­со­из­ме­ри­мо вы­рос­ла опе­ра­тив­ность про­ве­де­ния из­ме­ре­ний, что ак­ту­аль­но, нап­ри­мер, во вре­мя и пос­ле сейс­мо­со­бы­тий;
Сред­не­ча­со­вые дан­ные СА­СОД сох­ра­ня­ют­ся на стан­ци­он­ном сер­ве­ре. Они слу­жат ис­точ­ни­ком ав­то­ма­ти­чес­ки об­нов­ля­ю­щих­ся дан­ных для ин­фор­ма­ци­он­ной сис­те­мы конт­ро­ля бе­зо­пас­нос­ти гид­ро­тех­ни­чес­ких со­ору­же­ний БИНГ (раз­ра­бот­ка НИ­ИЭС), внед­рён­ной на Ир­ку­тс­кой ГЭС;
Дан­ные из­ме­ре­ний уров­ней верх­не­го, ниж­не­го бь­е­фов и во­доп­ри­ём­ной по­тер­ны, а так­же тем­пе­ра­ту­ры на­руж­но­го воз­ду­ха и пе­ре­па­дов дав­ле­ния на со­ро­у­дер­жи­ва­ю­щих ре­шёт­ках гид­ро­аг­ре­га­тов пос­то­ян­но ис­поль­зу­ют­ся опе­ра­тив­ным пер­со­на­лом. Они вы­ве­де­ны от­дель­ной ви­де­ог­рам­мой на компь­ю­тер ра­бо­чей стан­ции, ус­та­нов­лен­ный на пуль­те уп­рав­ле­ния. При­чём, эта же стан­ция сов­ме­ща­ет функ­цию опе­ра­то­рс­кой стан­ции Сис­те­мы уп­рав­ле­ния осу­ше­ни­ем про­точ­ной час­ти гид­ро­аг­ре­га­тов.

Опыт эксплу­а­та­ции
Двух­лет­ний опыт эксплу­а­та­ции СА­СОД по­ка­зал, что ос­нов­ные тех­ни­чес­кие ре­ше­ния, при­ня­тые при про­ек­ти­ро­ва­нии сис­те­мы, бы­ли вер­ны­ми. Сис­те­ма в це­лом функ­ци­о­ни­ру­ет на­дёж­но, ос­нов­ные по­ка­за­те­ли точ­нос­ти из­ме­ре­ний дос­тиг­ну­ты. Вмес­те с тем, эксплу­а­та­ция сис­те­мы вы­я­ви­ла ряд мел­ких оши­бок и один су­ще­ст­вен­ный не­дос­та­ток - от­ка­зы тех­ни­чес­ких средств сис­те­мы (в ос­нов­ном, УСО I7017), ус­та­нов­лен­ных на ниж­нем бь­е­фе и свя­зан­ных с дат­чи­ка­ми из­ме­ре­ния на­руж­ных па­ра­мет­ров. Ана­лиз от­ка­зов по­ка­зал, что их ос­нов­ной при­чи­ной яв­ля­ют­ся им­пульс­ные на­ве­дён­ные пе­ре­нап­ря­же­ния, воз­ни­ка­ю­щие в ка­бе­лях тех­ни­чес­ких средств СА­СОД ниж­не­го бь­е­фа во вре­мя гроз, а так­же при ком­му­та­ци­ях вы­со­ко­го нап­ря­же­ния 110/220 кВ.
В 2006 г. Ир­ку­тс­кая ГЭС за­ка­за­ла, а ком­па­ния "Аст­рон" вы­пол­ни­ла про­ект рас­ши­ре­ния СА­СОД. Про­ек­том пре­дус­мат­ри­ва­ют­ся конт­роль при­мы­ка­ний зда­ния ГЭС с из­ме­ре­ни­ем уров­ней без­на­пор­ных пь­е­зо­мет­ров, до­пол­ни­тель­ный конт­роль тем­пе­ра­тур­но-де­фор­ма­ци­он­ных швов, конт­роль тем­пе­ра­ту­ры бе­то­на в зо­не пе­ре­мен­но­го уров­ня во­ды верх­не­го бь­е­фа (ос­нов­ная зо­на раз­ру­ше­ния бе­то­на соп­ря­га­ю­щих сте­нок). В этом про­ек­те раз­ра­бот­чи­ком СА­СОД так­же пре­дус­мот­ре­ны ме­ры по по­вы­ше­нию на­дёж­нос­ти эксплу­а­та­ции действу­ю­щей час­ти СА­СОД, в том чис­ле - ме­ры по гро­зо­за­щи­те из­ме­ри­тель­ных це­пей.


Закрыть

Group of Companies "TECON"

Group of companies "TECON" - a leading developer and provider of industrial automation for enterprises of fuel and energy complex, chemical, metallurgy, nuclear industry, railway transport and food processing industries, housing and communal services.

Having started operations in 1990 with the development and production controllers TECON successfully overcome the most difficult periods of national economic development and has accumulated considerable human, financial and technological capabilities. Today TECON - a group of enterprises effectively address the full range of tasks in the field of automation of technological processes of production and TAP controller to the design, development and implementation of ready-made control systems "turnkey".

Close