АСКУЭ современного предприятия
Егоров Владимир Александрович,
Начальник сектора системной интеграции АББ ВЭИ Метроника
Учету электроэнергии на промышленных предприятиях в России начали уделять особое внимание только вначале 90х годов, это обусловлено изменением экономической ситуации. Развал СССР и в месте с тем единой энергосистемы (ЕЭС), переход к рыночным отношениям привел к резкому удорожанию энергоресурсов. Стоимость электроэнергии стала составлять ощутимую долю в себестоимости продукции (до 20-25%, а для энергоемких производств до 40-45%).
Перед службами электроснабжения встала задача экономии затрат на оплату за электропотребление предприятий. Трудность этой задачи заключалась в отсутствии технической базы для ее решения. Сначала экономия достигалась за счет смены старого парка счетчиков на новые с более высоким классом точности и установки примитивных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) для смены схемы расчетов за потребление электроэнергии (такие меры приносят экономию от 0.5% до 5-7%). Это экономия получается за счет увеличения точности учета, локализации потерь, но при этом ни как не рассматривается эффективность потребления электроэнергии.
Задачи анализа эффективности потребления электроэнергии с учетом технологического процесса (ТП), контроля в реальном времени за реальной нагрузкой отдельных производств и предприятия в целом с последующей оптимизацией режимов работы производства невозможно решать на морально устаревшем оборудовании АСКУЭ, которое в основном предлагается на рынке России. Хотя оптимизацией режимов работы может принести гораздо большую экономию.
Новые требования к АСКУЭ
Поэтому наиболее прогрессивные предприятия стали предъявлять к АСКУЭ более высокие требования. Система АСКУЭ предприятия должна быть, как системой коммерческого учета электроэнергии, так и подсистемой в общей автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) предприятия.
Появилось новое поколение систем АСКУЭ на основе микропроцессорных счетчиков и устройств сбора и передачи данных (УСПД) на базе современных промышленных контроллеров. Несмотря на появление микропроцессорных счетчиков, основой систем АСКУЭ остались УСПД, и основные требования по набору функциональных возможностей предъявляется к этим устройствам.
Таким образом, можно сформулировать требования к УСПД для организации современного АСКУЭ. Основные требования предъявляются к коммуникационным возможностям.
УСПД должны поддерживать весь стандартный набор интерфейсов связи принятых для АСУ ТП такие как:
- последовательные интерфейсы RS-232, RS-485, ИРПС
- локальная сеть Ethernet
- радиоканал
- полевые шины Profi Bus, CAN Bus
Использование для передачи данных стандартных протоколов связи (TCP/IP, PPP, SLIP и т.п.). УСПД должен обладать возможностью параллельной работы по нескольким каналам связи с разными потоками данных. Модульность современных УСПД должна позволять комплектовать устройство только необходимыми компонентами для избежания избыточности и сопутствующего удорожания. При этом оставаться не обслуживаемым устройством с высокой надежностью и возможностью удаленной диагностикой.
УСПД RTU-300
Несмотря на большое количество фирм предлагающих АСКУЭ на рынке России, УСПД удовлетворяющих этим требованиям очень мало. Одним из таких устройств является УСПД семейства RTU-300 серийно выпускаемых компанией АББ ВЭИ Метроника в Москве. (См. рис.1.)
Семейство RTU-300 сертифицировано в России, на Украине, в Беларуси и Казахстане как тип средств измерения для коммерческого учета электроэнергии. Выпускается с 1999 г. и поставлено уже более 300 устройств на промышленные предприятия и объекты энергетики.
За основу семейства RTU-300 были взяты промышленные контроллеры западногерманской фирмы PEP, работающие под управлением операционной системы реального времени OS-9 и имеют единое прикладное программное обеспечение.
В семейство УСПД входят три устройства RTU-300, RTU-310, RTU-320. УСПД отличаются типом контроллеров, мощностью и их окружением. Функ циональные возможности и производительность могут наращиваться, как за счет перехода от одной серии УСПД к другой, так и путем включения дополнительных модулей в контроллеры. УСПД рассчитаны на применение на объектах энергетики, промышленных предприятиях, а также в других организациях, осуществляющих самостоятельные взаиморасчеты с поставщиками или потребителями электроэнергии.
Основное назначение УСПД – высокоточный коммерческий учет потребления (выдачи) электрической энергии и мощности за фиксированные интервалы времени (в условиях многотарифности), технический учет и мониторинг заданных нагрузок в реальном времени.
Сбор данных осуществляется по цифровым каналам со счетчиков типа АЛЬФА и ЕвроАЛЬФА (ИРПС "токовая петля", RS232 и RS422/485) и импульсным каналам со счетчиков, которые удовлетворяют типовым техническим требованиям к средствам автоматизации и учета электроэнергии и мощности для АСКУЭ энергосистем.
УСПД имеют корпусное исполнение с защитой IP 65 (IEC 529 –Российский ГОСТ 14254-80) и шкафное исполнение с защитой IP 55, позволяющее устанавливать их как непосредственно на объектах, так и в центрах сбора.
Применение жидкокристаллического индикатора с разрешением 128 на 128 точек позволяет легко считывать показания счетчиков (подключенных к RTU) и данные рассчитанные по этим показаниям. Выбор информации, отображаемой на ЖКИ, и конфигурирование УСПД осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения (ПО)
УСПД обеспечивает выполнение следующих функций:
-
Сбор, обработка, накопление, хранение и отображение данных со счетчиков электроэнергии измерительной информации о потребленной и выданной активной и реактивной энергии и мощности.
-
Объединение измерений , полученных со счетчиков в единые групповые измерения, соответствующие конкретным объектам.
-
Измерение энергии в соответствии с дифференцированными тарифами по зонам суток на заданном интервале времени.
-
Измерение средних мощностей на двух заданных временных интервалах усреднения (на одном из: 1,3,5-х минутном и 15,30 минутном).
-
Поиск максимальных мощностей на заданных интервалах времени.
- Ведение архивов заданной структуры.
-
Поддержание единого системного времени с целью обеспечения синхронных измерений.
- Отслеживание превышения мощностью 2-х заданных лимитов.
-
Отображение показаний индикаторов счетчика по измеренной энергии.
-
Передача информации от RTU по физической линии или по коммутируемому или выделенному телефонному каналу (или другой коммуникационной среде) параллельно в несколько центров сбора информации.
-
Защита измерительной информации и метрологических характеристик ИВК от несанкционированного доступа и изменения.
- Внутренний контроль работоспособности.
Для непосредственного подключения к отдельным УСПД, а также для считывания информации с группы УСПД (в случае, например, повреждения линии связи) существует возможность считывания УСПД непосредственно на объекте с помощью переносного портативного компьютера типа NoteBook с последующей передачей данных на компьютер верхнего уровня.
УСПД восстанавливает потерянную информацию из-за обрыва линий связи между счетчиком и RTU в автоматическом режиме.
На базе УСПД семейства RTU-300 можно строить территориально распределенные, иерархические системы АСКУЭ. Пример построения таких систем показан на Рисунке.
Большой спектр используемых интерфейсов связи позволяет создавать на базе УСПД семейства RTU-300 гибкие, адаптированные под инфраструктуру предприятия системы АСКУЭ. А использование стандартных протоколов обмена данных позволяет легко встраивать RTU-300 в системы АСУ ТП предприятий.
Таким образом, УСПД семейства RTU-300 является универсальным инструментом в руках системного интегратора для построения систем АСКУЭ промышленных предприятий. С помощью устройств такого класса можно строить системы любой сложности, используя на все 100% существующую инфраструктуру предприятия.
УСПД RTU-300 для системного интегратора
До лета 2000 г. УСПД RTU-300 поставлялись только в составе проектов АСКУЭ, которые реализовывалисьАББ ВЭИ Метроника. Теперь можно приобрести отдельно УСПД RTU-300, счетчики электроэнергии АЛЬФА, программное обеспечение для последующей интеграции и самостоятельного создания АСКУЭ.
Цена зависит от типа контроллера УСПД, его мощности, конструктивного исполнения и количеством интерфейсов (RS232, RS232 (модемный), RS485 (422), Ethernet, импульсные каналы). Срок поставки 6-8 недель.
|
|
|
| |
|
|
| УСПД RTU-320 |
УСПД RTU-310 в корпусе без ЖКИ и клавиатуры |
УСПД RTU-300 в шкафном исполнении |
Наименование
|
RTU-320
|
RTU-310
|
RTU-300
|
Тип процессора
|
M68302 и TIMSP430
|
M68360 и TIMSP430
|
M68040 (МС68060) и TIMSP430
|
DRAM
|
512 kB-1,5 MB
|
1-4 MB
|
2-32 MB
|
SRAM
|
64-256 kB
|
256 kB-2 MB
|
1-4 MB
|
FLASH
|
1-2 MB
|
1-2 MB
|
2-4 MB
|
Поддержка Ethernet
|
Нет
|
Да
|
Да
|
Поддержка Profibus
|
Да
|
Да
|
Да
|
RS-485
|
1
|
16 (max)
|
32 (больше, если шкаф)
|
RS-232
|
1
|
2 (max)
|
2 (больше, если шкаф)
|
RS-232 (Rx,Tx,GND)
|
1
|
16 (max)
|
32 (больше, если шкаф)
|
DIN входы (не больше)
|
16
|
80
|
256
|
Суммарное число обрабатываемых каналов измерения (цифровой + импульсный)
|
32 (64)
|
64 (128)
|
256 (512)
| Частота опроса (выбирается из 2х рядов)
|
|
|
|
Возможность одновременной работы с различными частотами опроса
|
Да
|
Да
|
Да
| Рабочая температура
(Расширенный диапазон)
|
0 – +70 oC
-40 – +85 oC
|
0 – +70 oC
-40 – +85 oC
|
0 – +70 oC
-40 – +85 oC
|
Напряжение питания
|
180-264V
|
180-264V
|
180-264V
|
Энергонезависимая память
|
Да
|
Да
|
Да
|
Срок хранения данных в энергонезависимой памяти
|
3 года
|
3 года
|
3 года
|
Сезоны
|
4 (12)
|
4 (12)
|
4 (12)
|
Тарифы
|
до 48
|
до 48
|
до 48
|
Масса
|
менее 7 кг
|
менее 9 кг
|
-
|
Габаритные размеры
|
265 x 240 x 140
| 265 x 240 x 330
|
-
|
Более подробную информацию об УСПД семейства RTU-300 Вы можете получить на:
www.abb.ru/metronica
www.izmerenie.ru
АББ ВЭИ Метроника
12, ул. Красноказарменная, Москва, 111250, Россия
тел. (095) 956-0543, 956-2604, факс (095) 956-0542
E-mail: metronica@ru.abb.com
01.10.2001

|