Лифанов Е.И., директор по проектам и системам АСКУЭ Эльстер Метроника 
 
В своем выступлении, я хотел бы коснуться тех фундаментальных вопросов построения систем, которые, наверно, известны всем, но на практике часто упускаются. Вы знаете, что все мы живем в рамках определенных ограничений. Есть ограничения фундаментальные, как технологии, которые доступны на сегодняшнее время. Есть ресурсы в широком понимании, включая финансы, которые доступны. И есть требования. Я не буду говорить сейчас о законодательстве.

Так вот, когда требования разрабатываются, то только очень тонко чувствующий квалифицированный состав специалистов может правильно повлиять на развитие, в том числе и целой отрасли. А это, в первую очередь, производители, которые более тонко чувствуют технологические ограничения.
 

Суть заключается в том, что сегодня можно четко сказать, что задача, например, полета человека на Марс, это задача на грани возможностей. Задача построения современного истребителя доступна 3-4 странам. Задача построения АСКУЭ доступна всем.

Но нужно сформулировать те требования, которые соответствуют нынешнему положению, в том числе финансовому. Нельзя перепрыгнуть одним шагом целую эволюцию каких-то систем. Должно быть поэтапное развитие.

Общие системные вопросы

При создании практически всех систем наблюдается очевидная закономерность. Малые инвестиционные затраты - нет экономического эффекта. То есть он меньше, чем эти затраты. И есть определенный участок (см. график), когда экономический эффект превышает затраты. При росте затрат наступает спад и дальнейшие затраты нецелесообразны. Поймать эту золотую середину часто бывает очень тяжело.

Поэтому одним из принципов нашей работы сегодня является дублирование некоторых разработок и попытка создавать системы, которые имеют характеристику инвариантности к тем требованиям, которые появляются сегодня, изменяются завтра. Например, в поле зрения нашей компании, на сегодняшний день находится несколько направлений как по разработке, так и по коммерческой деятельности.

Измерение ПКЭ

Мы считаем, что сегодня наибольшую отдачу дают пока классические системы АСКУЭ, нацеленные на учет электроэнергии. Несмотря на то, что учет качества электроэнергии, возможно, будет востребовано уже завтра, Хотя каждая наша система, поступающая сейчас на рынок, может измерять кроме классических параметров по электроэнергии, также токи, напряжение, частоту, отклонения напряжения. Это все фиксируется в данных, привязывается ко времени.

Мы постоянно работаем над уменьшением дискретности опроса счетчика. Сегодня мы можем "мониторить" мощность частотой 30 секунд, а параметры качества электроэнергии с частотой примерно 1 минута. Что касается использования этих параметров на верхнем уровне, да еще и при наличии соответствующих каналов связи, то это пока белое пятно, плод наших фантазий. Никаких серьезных методик по этому поводу не разработано. Что касается ГОСТа, то на сегодняшний день на практике он просто нереализуем, по крайней мере, на тех объектах, с которыми мы имеем дело. Возникают самые элементарные проблемы с каналами связи даже у “богатых” клиентов.

Интеграция с телемеханикой

Я, в целом согласен с концепцией ФСК о том, как надо обустраивать учет. Эта концепция мне ближе. Потому , что, на мой взгляд, развитие в дальнем будущем, будет заключаться в интеграции учета с телемеханикой и управлением. Сначала, возможно, на уровне сервера наверху, а затем и на уровне датчиков. Все это реально, и для этого нет ни технологических, ни финансовых препятствий, если рассматривать эту задачу на десять лет вперед.

Мониторинг

Очень интересные направления, связанные с мониторингом тех же самых данных электроэнергии, воды, тепла и газа, и с интеграцией с МЭС-системами (системы управления предприятияем в реальном времени). На сегодняшний день этот рынок практически отсутствует, но зародыш его есть, и завтра это будет востребовано, в том числе и в энергетике. Во всяком случае, на тепловых станциях это может быть актуально. Наши интересы присутствуют в сферах учета воды, тепла и газа, и как только мы увидим, что в этих направлениях рынок активизируется, и вложения в эти направления дают больший эффект, чем в учет электроэнергии, мы будем развивать их более активно.

Характеристики систем

Я бы характеризовал каждую систему несколькими параметрами, из которых очень важными являются функциональность, надежность, защищенность и потенциал модернизации. Очень важно, чтобы система могла быть глубоко модернизирована на уровне программного обеспечения через 2-3 года нормального функционирования. И если мы еще год назад больше внимания уделяли функциональности, то в настоящий момент область наших интересов перетекает в надежность систем.

Нам приходится работать и с системами практически невостребованными сегодня, как-то системы горячего резервирования. До недавнего времени о защищенности систем много говорили, но на практике эта вещь была не востребована. Параметр на самом деле важный. Возможно, это потребуется завтра, когда заработает рынок, и когда расчеты будут строиться исходя из автоматизированных показателей. Но параметр для систем это, тем не менее, важный, он в поле нашего зрения, мы занимаемся в этом направлении разработками на всех уровнях.

Иерархическая модель АСКУЭ

В принципе, любая система, и совокупность АСКУЭ, работающих на какой-то территории, представляют собой вертикально и горизонтально интегрированные подсистемы. Любая система практически является иерархической, и между этими системами существуют взаимодействия.

При этом из-за того, что на сегодняшний день четко не прописаны в документах ни правила этого взаимодействия, ни его уровни, мы идем на то, чтобы это взаимодействие могло быть с любого уровня. Все последние наши УСПД (по сути, это промышленный сервер) могут работать в глобальной сети, могут работать сразу в двух сетях. Сейчас мы занимаемся, например, тестированием алгоритма экрана, который встроен в УСПД и позволяет защитить интранет какой-то корпорации от внешнего вмешательства, т. к. через УСПД может идти обмен информацией с другой корпорацией.

Коммуникации

Наряду с наращиванием функциональности систем по количеству решаемых задач очень большое значение мы придаем коммуникациям. Практически все наши интеллектуальные устройства, которые мы используем (УСПД, серверы), позволяют сейчас работать с несколькими каналами параллельно, в том числе автоматически переходить при выходе из строя одного канала на другой канал. Один канал может быть главным, второй второстепенным, он может быть в горячем резерве. Например, АСКУЭ работает по оптоволокну, а GSM в горячем резерве, и система, при выходе из строя оптоволокна, автоматически переходит на резерв.

Платформы

В общей концепции систем следует отметит платформы, на которых мы их строим. Мы выбрали две фундаментальные платформы, основная - это Windows. Были большие колебания, потому что мы начинали большую систему с Unix. Но все складывается так, что мы, кажется, не ошиблись в выборе, и основная для нас платформа, и железо под нее активно развиваются. Вторым компонентом мы выбрали СУБД ORACLE, и работаем в информационных центрах только с ним. В этом есть и плюсы, и минусы. Но с учетом тех качеств, которые дает ORACLE, это правильный выбор, он позволяет глубоко использовать все внутрибазовые механизмы для более тщательной проработки задач. Это делает надежность системы более высокой.

Вторая платформа, которую мы выбрали и развиваем, это QNX платформа. Платформа достаточно активно развивается.

Надежность

Надежность систем в настоящий момент повышается как за счет использования качественных компонентов, так и за счет того, что каждый кубик (при сочетании разных компонентов) должен быть отработан. У нас есть несколько типовых кубиков, из которых строятся системы практический произвольного уровня иерархии.

За счет такого подхода ускоряется ввод системы в эксплуатацию Но при этом, конечно же, система становится дороже, потому что тратятся ресурсы, тратится дополнительное время. При этом мы не застрахованы от того, что в одном месте это может работать, а в другом месте могут быть определенные сбои.

Та задача, которую мы ставили перед собой - добиться 100% надежной работы оборудования уровня подстанции в условиях отсутствия оператора - на сегодняшний день близится к завершению. Это связано как с отбором поставщиков компонентов, так и с устранением багов в программном обеспечении, которые периодически находятся.

Дело в том, что по сравнению с теми контроллерами, которые хорошо известны многим, объем программного обеспечения для устройства УСПД превосходит на два порядка прочие. Чем больше объем этого программного обеспечения, тем больше возможностей допустить ошибку, независимо от того, какие инструменты и какие методы разработки вы используете. Этим объясняется и периодическое появление багов, которые мы устраняем.

Есть отработанные версии, которые могут не включать какую-то последнюю функциональность, но работают надежно. Основная задача безоператорной работы этой системы с большой функциональностью - это параллельная работа по двум десяткам каналов, это глубокое архивирование всей информации, до года и более, это архивирование токов, напряжений. И все это уже сейчас функционирует.

В результате основные проблемы, которые мы испытываем на сегодняшний день, выходя на объект, это проблемы, связанные с качеством линий, каналов связи. Они включены в систему. И мы, безусловно, как генподрядчики, независимо от того, что мы часто ограничены в возможности замены этих каналов, в целом отвечаем за работу такой системы, даже в условиях плохих каналов.

Основные принципы построения современных АСКУЭ

1. Измерения на базе цифровых методов обработки процессов.
2. Цифровые интерфейсы передачи измеренных параметров.
3. Глубокое архивирование основных измерений в счетчике.
4. Контроль достоверности и полноты данных на всех уровнях системы.
5. Диагностика работоспособности системы.
6. Резервирование каналов связи.
7. Параллельная синхронно-асинхронная обработка данных.
8. Иерархическое построение системы.
9. Возможность распределенной обработки данных.
10. Защита информации на всех системных уровнях.
11. Использование проверенных и стандартных компонентов системы и инструментальных средств.
12. Параллельный сбор данных.
13. Масштабируемость и наращиваемость.
14. Управление коэффициентом готовности системы на этапе проектирования.

Система строится из типовых апробированных подсистем, объединяемых в необходимую спроектированную структуру.

АСКУЭ для Корпораций

Общее описание

1. Система имеет 4 уровня иерархии:
   - Уровень управления корпорации
   - Уровень управления предприятиями
   - Региональные уровни (для добывающих предприятий)
   - Уровень подстанций
2. Число клиентов в системе практически неограничено
3. Все измерения заканчиваются на уровне подстанций
4. Все центры сбора и обработки информации построены по одному принципу с использованием однотипного программного обеспечения
5. Внешние потребители информации: энергокомпании, национальные сети, операторы оптового рынка электроэнергии и др. могут получать информацию со всех уровней системы
6. Информационно-измерительный комплекс (уровень подстанции) рассчитан на работу в безоператорном режиме
7. Основные платформы ЦСОИ: Intel серверы,Windows 2000

Общие характеристики

1. Система обеспечивает достоверные и полные измерения и расчеты производимые на их основе в соответствии с гибкой, настраиваемой временной диаграммой работы.
2. Система имеет высокую надежность.
3. Система максимально инвариантна к меняющимся требованиям требованиям.
4. Система выполняется на базе унифицированных, отработанных типовых решениях.
5. Система работает с практически любыми каналами связи.
6. Система имеет высокие показатели:
   - Функциональность/стоимость
   - Надежность/стоимость

25.09.2003