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

Close