26
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ, КОМПЛЕКСАМИ И СИСТЕМАМИ Вводная часть Презентация лекционного курса (первая редакция) МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова» Факультет энергетики и электротехники Кафедра автоматизированных электротехнологических установок и систем

Презентация лекционного курса (первая редакция)

  • Upload
    orea

  • View
    75

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова» Факультет энергетики и электротехники Кафедра автоматизированных электротехнологических установок и систем. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Презентация лекционного курса (первая редакция)

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ,

КОМПЛЕКСАМИ И СИСТЕМАМИ

Вводная часть

Презентация лекционного курса (первая редакция)

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»

Факультет энергетики и электротехникиКафедра автоматизированных электротехнологических установок и систем

Page 2: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Общая структура автоматизированных систем контроля и управления

5 Уровень разработки в спецификациях приложений

Разработка совместимых драйверов и приложений для системы компьютерного управления

4 Верхний уровень Система компьютерного управления в операционной системе, человеко-машинный интерфейс

3 Прикладной уровень Сбор и обработка данных в операционной системе, анализ данных

2 Уровень протокола передачи данных

Общепринятые стандарты передачи данных

1 Физический уровень Техпроцесс (технология), свойства электротехнологического оборудования, переменные состояния

Page 3: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Выстраивание взаимодействия между устройствами

Взаимодействие между интеллектуальными электронными устройствами должно настраиваться автоматически в зависимости от алгоритма, а не в ручную.

Например,

сначала должен создаваться алгоритм оперативной блокировки и согласно алгоритму и однолинейной схеме подстанции должны настраивать связи между устройствами.

Такой механизм реализуем в случае, если:

1.Имеется однолинейная схема подстанции в формате (SCL/CIM) c привязанными логическими узлами из интеллектуальны электронных устройств.

2.Имеется механизм формального описания алгоритмов.

Page 4: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Формальное описание логики, алгоритмов автоматизации

В действующей редакции стандарта МЭК 61850 не разделов посвященных описанию логики в рамках интеллектуальных электронных устройств.

На сегодняшний день существует два стандарта МЭК, посвященных описанию логики (алгоритмов):

Стандарт МЭК 61131 – для локальных алгоритмов в рамках программируемых логических контроллеров.

Стандарт МЭК 61499 – для описания распределенной логики (взаимодействия между устройствами).

Page 5: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61131МЭК 61131 предоставляет несколько языков описания логики:IL – низкоуровневый язык (ассемблер);ST – язык высокого уровня (Pascal-подобный); FBD – графический язык диаграмм функциональный блоков. ? - графический язык релейных схем. SFC – графический язык для описания машины состояний.

Языки ? И FBD наиболее часто встречаются в существующей проектной практике.

Язык SFC – является весьма перспективным с точки зрения описания последовательности операций (например, для автоматического выполнения последовательности переключений с контролем).

Язык МЭК 61131 наиболее часто реализован в интеллектуальных электронных устройствах.

Система автоматизированного проектирования должна позволять писать алгоритмы в формате МЭК 61131 для последующего экспорта на устройства нижнего уровня и настройки взаимодействия между устройствами.

Page 6: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61499МЭК 61499 предлагает новый подход к реализации алгоритмов: Событийное исполнение вместо циклического.Взаимодействие между блоками посредством событий.

Взаимодействие между функциональными блоками посредством событий соответствует концепции МЭК 61850 – взаимодействию логических узлов посредством GOOSE. Система автоматизированного проектирования должна позволять итоговую схему взаимодействия между устройствами в виде блоков МЭК 61499.

Page 7: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61499язык SFC

Page 8: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61499язык FBD

Page 9: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61499язык LD

Page 10: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61499язык ST

Page 11: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Стандарт МЭК 61499язык низкоуровневый assembler в системе команд микроконтроллера

Page 12: Презентация лекционного курса (первая редакция)

МоделированиеНаличие формального описания подстанции вместе с алгоритмами автоматического

управления позволяет осуществлять моделирование:

Всех технологических процессов с разной степенью детализации.

Отдельных алгоритмов (например, логики оперативных блокировок).

Нагрузки на сеть (при наличии соответствующего количества компьютеров).

Система автоматизированного проектирования должна позволять экспортировать

конфигурацию на эмуляторы устройств для проведения необходимых проверок, а

также систему локальной отладки отдельных алгоритмов или группы алгоритмов.

Page 13: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Понятие ПЛК

АЦП

АЦП

АЦП

Стандартный интерфейс и протокол передачи данных

к ЭВМ

Управляющая программа на языке

МЭК61131

Вых1

Вых2

Page 14: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Понятие OPCOPC (OLE for Process Control) — семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами.

протокол

OPC

SCADA

Page 15: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Понятие SCADA SCADA (supervisory control and data acquisition,

диспетчерское управление и сбор данных)

SCADA (supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и сбор данных)

Датчики, измерители,

преобразователи

Накопители или регистраторы

на основе ПЛК

OPC (драйвер)

SCADA

Реле, исполнительные

устройства

Page 16: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Субъективное сопоставление некоторых средств SCADA-разработки по сложности изучения

Master Scada

Genesis 64Trace Mode

CodeSys

Каскад

СУБД, ODBEJava, C++

OPC DA технология

OPC UA технология

Прямое цифровое управление (в.т.ч. ЧПУ)

Page 17: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Перспективные разработки: Scada Genesis 64

• 64-разрядное приложение• OPC-ориентированная среда разработки

Возможность управления c АРМ через Web-интерфейс

• Мировой лидер среди Scada в 3D визуализации техпроцессов

• Возможность разработки под любые языки (включая региональные)

• Модульная архитектура приложения в зависимости от задач разрабатываемого техпроцесса

SCADA (supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и сбор данных)

Page 18: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Scada Genesis 64Пакет автоматизации GENESIS64 HMI/SCADA включает следующие

компоненты:

AlarmWorX64 - Сервер тревог и событий – позволяет реагировать на проблемы быстро и эффективно при помощи расширенного управления тревогами и оповещениями.

EarthWorX - интегрированная ГИС для визуализации АСУ ТП в реальном времени с привязкой к географическим координатам.

GraphWorX64 - интеллектуальный пакет для разработки экранных форм, исполнения на базе векторной 2D–3D-графики и публикации в Сети с помощью WPF или Silverlight.

Hyper Historian - высоконадежный и мощный сервер оперативных, исторических данных, с поддержкой промышленных стандартов подключения к данным по ОРС DA, A&E, HDA и OPC-UA стандартам. 

TrendWorX64 - встроенный компонент сбора и анализа исторических данных в режиме реального времени.

Workbench64 - централизованная система запуска, конфигурирования и развертывания крупномасштабных приложений. 

Page 19: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Архитектура Scada GENESIS

Page 20: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Серверные приложения в составе Scada Genesis 64

Оборудование и элементы систем автоматики

ОРС-серверы

Проблемно-ориентированные приложения Scada

Мнемографика Регистраторы Отчеты/Журналы

UDM-server (коллектор, вычислитель, преобразователь измеренных величин)

И.т.д.

SCADA (supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и сбор данных)

Page 21: Презентация лекционного курса (первая редакция)

3D визуализация в реальном времени

Page 22: Презентация лекционного курса (первая редакция)

3D анимация в реальном времени

Page 23: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Минимальные требования• Центральный процессор: Двухъядерный 64-разрядный 2ГГц и выше• Оперативная память сервера: 6Гб и выше (4Гб клиента)• Жесткий диск: 10Гб и выше• Видеокарта: 1280x800, 32-битный цвет 512Мб и выше

• Операционные системы (рекомендуемые):• • Windows 8 x64 (Professional или Enterprise Edition)• • Windows 7 x64 (Professional, Ultimate, илиEnterprise Edition)• • Windows Server 2008 R2 x64

Компоненты в составе Windows:• .NET Framework 4.0 • Microsoft Internet Information Services (IIS) 7.0 или выше• Microsoft SQL Server 2008 SP2• Active Directory

Page 24: Презентация лекционного курса (первая редакция)

МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ 10.1.1ГОСТ 2.702-75 Правила выполнения электрических схем.10.1.2ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения.

ГОСТ 34.201-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы стадии создания.ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы управления. Техническое задание на создание автоматизированной системы.ГОСТ 34.603-92. Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных систем.ГОСТ 1983-89. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия.

10.1.8СНИП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.10.1.9СТО АТС 02.03.3 -2003. Автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учет.10.1.10 ГОСТ Р 50739-95. Защита от несанкционированного доступа к информации.

Page 25: Презентация лекционного курса (первая редакция)

ПРАВИЛА И РЕКОМЕНДАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ГОССТАНДАРТОМ 10.2.1 РД 50-34.698-90 Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения.

ОТРАСЛЕВЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ10.3.1 РД 34.09.101-94 Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении.10.3.2 РД 34.11.321-96 Нормы погрешностей измерений технологических параметров электростанций и подстанций.10.3.3 РД 34.11.333-97 Типовая методика выполнения измерений количества электрической энергии.10.3.4 РД 34.11.334-97 Типовая методика выполнения измерений количества электрической мощности.10.3.5 РД 34-20-501-95 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации.10.3.6 Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Министерство энергетики РФ, 2002

Page 26: Презентация лекционного курса (первая редакция)

Конец вводной части