60
Открывает мир управления, автоматики и оборудования июнь 2012 АВТОМАТиЗАЦиЯ • РОБОТиЗАЦиЯ • УПРАВЛЕниЕ • ОБОРУДОВАниЕ • иЗМЕРЕниЯ • ДиАГнОСТиКА • ПРОГРАММЫ ISSN 18817-0455 Nr 3 (40) www.controlengineering.ru IT для систем Smart Metering Выбор моментного двигателя прямого и редукторного электроприводов Разработка информационной системы управления диагностической информацией для компрессорных станций 14 34 28

июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

Открывает мир управления, автоматики и оборудования� июнь 2012

АВ

ТО

МА

Ти

ЗАЦ

иЯ

• Р

ОБ

ОТ

иЗА

Ци

Я •

УП

РА

ВЛ

Ен

иЕ

• О

БО

РУД

ОВ

Ан

иЕ

• и

ЗМЕ

РЕ

ни

Я •

Ди

АГн

ОС

Ти

КА

• П

РО

ГРА

ММ

Ы

ISSN

188

17-0

455

Nr 3 (40)

www.controlengineering.ru

IT для систем Smart MeteringВыбор моментного двигателя прямого и редукторного электроприводов

Разработка информационной системы управления диагностической информацией для компрессорных станций

прямого и редукторного прямого и редукторного 14

34

28

Page 2: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

Организаторы: Тел.: +7 (812) 380 6003/ 07Факс: +7 (812) 380 6001/ 00E-mail: [email protected]

www.powerelectronics.ru

ЭНЕРГИЯВАШЕГО

РАЗВИТИЯ

27 - 29 ноября 2012Москва, Крокус-Экспо

Датчики и сенсоры • Интеллектуальный контроль двигателей • Источники питания • Магниты и материалы сердечников • Пассивные компоненты • Полупроводниковые компоненты • Преобразователи напряжения • Распределительные устройства • Сервомоторы и актюаторы • Тестирование и измерение • Технологии энергоэффективности и энергосбережения • Узлы и сборки • Управление тепловыделением • Электроэнергетика • Гибридные технологии

9-я Международная выставка и конференция

СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Page 3: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 3

Журнал распространяется по бесплатной подписке, которую вы можете оформить на нашем сайте.

www.controlengineering.ru

Российская редакцияГлавный редактор Сергей Гречушкин [email protected] +48 507 709 221

Перевод Станислав Карпенок

Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро

Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл [email protected]

Интернет Сергей Гречушкин (редактор)

Издатель ООО „Трэйд Медиа Интернэшнл” 107140 Москва, ул. Краснопрудная 12.1, стр. 1, оф. 15 +48 22 852 44 15

Председатель правления Майкл Майхжак

ИНН 7708556373 КПП 770801001

www.trademedia.us

Перепечатка материалов допускается только с письменного разрешения издателя. Ответственность за содержание рекламы несут рекламодатели. Мнение редакции не всегда совпадает с мнением авторов статей. Материалы переданные редакции не рецензируются и не возвращаются. Редакция оставляет за собой право вносить изменения и сокращения в тексты и названия статей.

Журнал печатается по лицензии издательства CFE Media.

Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия. Свидетельство от 12.09.2005 г. номер 005674

Заявленный тираж 7000 экз.

ОТ РЕДАКЦИИ

Дорогие друзья,

Этот номер нашего журнала особенный: впервые российское издание "Control Engineering" предлагает вашему вниманию исключительно рос-сийские статьи. Нет, мы не собираемся изменять нашу изначальную на-

правленность и продолжим знакомить вас на своих страницах с новейшими за-рубежными тенденциями и разработками. Но в тоже время мы хотим показать, что и российским разработчикам есть что предложить на рынке систем про-мышленной автоматизации.

«Одна из основных проблем для российских предприятий – это энергоснаб-жение. Сегодня российские компании сталкиваются с множеством задач в об-ласти эффективного электропитания, в числе которых могут быть как низкое качество электроэнергии – нестабильность напряжения, искажение его формы и колебание частоты, недостаточная мощность электросети, так и ее ненадёж-ность – перебои подачи напряжения. Потребность компаний в обеспечении ка-чественного энергоснабжения в таких условиях постоянно возрастает», – счи-тает Леонид Гаврилов, генеральный директор ЗАО «Темпесто», официального дистрибьютора Delta Electronics в России.

Данной проблемой занимаются уже не только сами предприятия – вопросы, связанные с ней, поднимаются на государственном уровне, как на Западе, так и в России. С 2006 г. в нашей стране внедряются технологии Smart Metering. Это современные, основанные на актуальных научно-технических достижени-ях комплексы аппаратных и программных средств, обеспечивающие на каче-ственно новом уровне надежность измерения энергетических ресурсов, кон-троль и управление их поставкой, транспортировкой и потреблением, авто-матизированную обработку информации о потреблении ресурсов. Наряду с государственной стратегией и соответствующей юридической базой, внедре-ние подобной технологии требует развития специализированных программ-ных комплексов, решающих технологические задачи и адаптированных под российские требования и условия. Как это происходит на практике – читайте в нашем журнале.

Искренне желаю Вам удачного, энергетически заряжающего лета! Оставай-тесь с нами, до встречи в сентябре.

С уважением,Сергей Гречушкин

главный редакторControl Engineering Россия

Page 4: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

4 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

В НОМЕРЕ:

08 Безопасность российских НПЗ –

перспективы для вендоров

10 Перспективы и особенности развития

российского рынка ИБП Интервью с Леонидом Гавриловым, генеральным директором ЗАО «Темпесто», официального дистрибьютора Delta Electronics в России.

14 Выбор моментного двигателя

прямого и редукторного электроприводов Появившиеся в конце прошлого века моментные электродвигатели сейчас широко применяются как в редукторных приводах, так и в прямом приводе.

20 Универсальный модуль ввода-вывода FBM247

системы управления Foxboro I/A Series Интеллектуальное решение по электронной кроссировке полевых подключений, снижающее совокупную стоимость владения системой.

24 Решения Honey-well для создания

интеллектуальных/цифровых месторождений В последнее время в области добычи нефти и газа часто звучит термин «умное/интеллектуальное/цифровое месторождение».

30 Внедрения системы вибрационного

мониторинга и защиты Allen-Bradley DYNAMIX Системы мониторинга, диагностики и защиты от вибрации роторного оборудования являются наиболее эффективным средством снижения затрат при переходе на техническое обслуживание машин и оборудования по их фактическому состоянию, позволяющим осуществлять своевременный и безопасный вывод объекта контроля из эксплуатации в ремонт до наступления аварийной ситуации.

34 Разработка информационной

системы управления диагностической информацией для компрессорных станций Своевременное проведение диагностических работ на объектах топливно-энергетического комплекса, таких как газораспределительные, компрессорные станции, установки осушки газа и так далее, позволяет увеличить надежность их работы и минимизировать возможные техногенные риски.

СОДЕРжАнИЕИЮНЬ 2012 Nr 3 (40)

Page 5: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 5

НОВОСТИ

06 Два продукта компании Advantech победили в номинации “Выбор Инженеров 2012” журнала Control Engineering

07 Компания BP заключила контракт с Emerson на поставку средств и услуг по автоматизации добычи нефти в Северном море

07 Atos подписал глобальное VAR-соглашение с SAP

ТЕХНОЛОГИИ

54 Новый человеко-машинный интерфейс iX 2.054 DART Fieldbus – полевая шина с оборудованием DART55 Новые 10- и 12-дюймовые промышленные панельные

компьютеры с возможностью управления с помощью полевых шин

55 DMU-3010 – модуль удаленного ввода/вывода для применения на ветряных электростанциях и в системах автоматизации зданий

56 Измерение расхода и количества пара стало проще с ОНТ Annubar 585

56 Буферы тактовых сигналов со сверхнизким уровнем шумов и минимальным джиттером

57 Система AdvancedTCA (5 U, 6 слотов и 2 U, 2 слота) со входом питания от переменного тока

57 Виброметр Fluke 805 выводит измерение вибрации на новый уровень

СОДЕРжАнИЕ40 Интеллектуальные

системы хранения данных в АСУ ТП В статье рассмотрены современные системы архивации данных в АСУ ТП, наиболее часто используемые СУБД и соответствующие аппаратные платформы. Описаны принципы построения многоуровневых систем сбора и архивации данных, агрегации и «горячего» резервирования.

46 IT для систем Smart Metering

Современные комплексы Smart Me-tering («Умные измерения») требуют специализированного программного обеспечения. Готовы ли российские компании решать IT-задачи этой достаточно новой сферы для российской энергетики?

50 Тепловизоры FLIR для обнаружения утечек

газа улучшают экологическую обстановку и уровень безопасности на заводе Borea-lis Stenungsund

Page 6: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

6 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Промышленный монитор FPM-8151H и компьютер UNO-2174A компании Advantech удосто-

ились победы в ежегодном конкур-се “Выбор Инженеров 2012” журнала Control Engineering.

Промышленный 15-дюймовый мо-нитор FPM-8151H разработан специ-ально для использования в жестких условиях эксплуатации с диапазоном рабочих температур от -20 до +60 °C. Для обеспечения безотказной рабо-ты в данных условиях монитор осна-щен резистивным сенсорным экраном из прочного стекла шириной 2.8 мм, а также имеет степень защиты NEMA4/IP65. Передняя панель, выполнен-ная из нежравеющей стали стандарта 316L, обеспечивает защиту от проник-новения пыли, влаги и масла в корпус монитора, что особо важно при работе в пищевой, химической и фармацевти-ческой промышленной отрасли. В це-лях экономии энергопотребления и по-вышения надежности мониторов FPM-8151H их сенсорный экран изготовлен по 5-проводной технологии, а задняя подсветка дисплея является светоди-одной. Светодиодная подсветка по-зволяет не только сократить энергопо-требление на 22%, но и увеличить яр-кость на 12%.

Промышленный компьютер UNO-2174A прошел сертификацию по меж-дународному стандарту Energy Star. Он оснащен процессором Intel Atom N450 и ОЗУ 2 Гб DDR2. UNO-2174A

является идеальным решением для использования в различных промыш-ленных средах благодаря прочно-му корпусу со степенью защиты IP40 и расширенному диапазону рабочих температур от -10 до 70° C. Данный компьютер оснащен 5.1 HD аудио вы-ходом, четырьмя последовательны-ми портами (2 x RS-232/485 и 2 x RS-232/422/485) с возможностью выбора скорости передачи данных. Два порта

Gigabit Ethernet поддреживают функ-цию объединения портов для резерви-рования сети, а шесть портов USB 2.0 позволяют подключать различные пе-риферийные устройства. Кроме того, функциональные возможности UNO-2174A могут быть расширены благода-ря двум полноразмерным слотам Mini PCIe и слоту SIM-карты. Они позволя-ют использовать широкий спектр до-полнительных коммуникационных мо-дулей, например, Wi-Fi и 3G, а также различные модули ввода/вывода и ин-терфейсные платы.

Конкурс “Выбор Инженеров” жур-нала Control Engineering, проводимый с 1987 года, является одним из самых наиболее важных в отрасли поскольку победителей выбирают клиенты, ис-пользующие продукцию на промыш-ленных предприятиях.

www.controlengineering.ru

Два продукта компании Advantech победили в номинации “Выбор Инженеров 2012” журнала Control Engineering

нОвОСТИ

Page 7: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 7

Контракт на общую сумму 23 мил-лиона долларов, заключенный компанией BP и Emerson Process

Management, включает поставку инте-грированных систем управления и ава-рийной защиты для двух новых сое-диненных мостом платформ в рамках проекта «Клэр Ридж». Клэр Ридж на-ходится в Северном море, на западе от Шетландских островов (Великобри-тания). Месторождение разрабатыва-ет компания BP вместе с партнерами ConocoPhillips, Chevron и Shell.

Помимо поставки средств автомати-зации Emerson также будет выступать в роли генерального подрядчика по ав-томатизации (MAC) в соответствии с глобальным соглашением с компанией BP. В этой роли Emerson займется под-готовкой предпроектной документации для интегрированной системы управ-ления и аварийной защиты, а также выполнит другие работы, включая про-ектирование автоматических систем, установку, приемочные испытания, пуско-наладочные работы, настройку и помощь при вводе в эксплуатацию.

В интегрированном решении Emerson используется цифровая архи-тектура предприятия PlantWeb, вклю-чая цифровую систему автоматизации DeltaV, систему ПАЗ DeltaV SIS и про-граммный комплекс AMS Suite для про-гностического технического обслужива-ния. Эти цифровые технологии авто-матизации лягут в основу программы Field of the Future («Месторождение

будущего») компании BP, целью кото-рой – увеличение производительности и объемов добычи нефти.

Цифровая система автоматизации DeltaV обеспечит управление и монито-ринг эксплуатации платформ с исполь-зованием технологии FOUNDATION fieldbus и интеллектуальных беспровод-ных приборов Emerson. Система ПАЗ DeltaV при необходимости будет осу-ществлять управление технологически-ми и аварийными остановками, а также функции обнаружения пожара и загазо-ванности, что обеспечит надежный кон-троль процесса нефтедобычи на плат-форме. Emerson также предоставит вы-сокоточную модель производственных процессов, систему обучения операто-ров и будет оказывать постоянную под-держку автоматизированной системы.

Интегрированные системы управ-ления и аварийной защиты будут об-ладать встроенными функциями по управлению устройствами, предлагае-мыми в составе комплекса AMS Suite, с помощью которых станет возможным дистанционное управление и диагно-стика клапанов и средств измерений. Благодаря возможностям программно-го обеспечения по управлению эффек-тивностью активов менеджеры получат единый интерфейс для оценки состоя-ния и критичности активов, оптимиза-ции эксплуатационных расходов и по-лучения информации об основных про-изводственных показателях, которая поможет им в принятии решений.

Для контроля устья скважины и функций системы управления исполь-зуются преимущества интеллектуаль-ных беспроводных устройств Emerson, что позволяет сократить расходы на проектирование и прокладку проводов, а также вес оборудования, установлен-ного на морских платформах. Отдель-ная беспроводная сеть обеспечит под-держку таких приложений, как Mobile Worker, и потокового видео для обнару-жения пожара.

Компания BP также заключила до-полнительные контракты с Emerson на поставку кориолисовых массовых рас-ходомеров Micro Motion, датчиков дав-ления, температуры, радарных уров-немеров и вихревых расходомеров Rosemount, регулирующих клапанов и регуляторов Fisher, газовых хромато-графов Rosemount Analytical и скважин-ных влагомеров Roxar.

Компания BP назвала «Клэр Ридж» важнейшим из действующих проектов на континентальном шельфе Велико-британии. Месторождение будет раз-рабатываться с использованием но-вейших технологий, которые позволят увеличить добычу нефти и эксплуата-ционную эффективность. Установка двух новых платформ планируется в 2015 году, запуск производства - в 2016 году. Ожидается, что максимальная до-быча на новом месторождении достиг-нет 120 000 баррелей нефти в день.

www.emersonprocess.com

BP заключила контракт с Emerson на поставку средств и услуг по автоматизации добычи нефти в Северном море

нОвОСТИ

SAP и Atos, международная ком-пания по оказанию услуг в об-ласти информационных техно-

логий, объявили об укреплении своего партнерства. Компания Atos подписа-ла глобальное VAR-соглашение и те-перь уполномочена продавать продук-ты, услуги и оказывать техническую поддержку продуктов SAP . В качестве VAR-a компании SAP на глобальном уровне, Atos становится универсаль-ным провайдером решений SAP.

Atos является одним из трех партне-ров SAP, которые принимают участие в международной VAR-программе, что позволяет предлагать своим заказчи-кам весь спектр решений SAP «из од-них рук».

“Данный новый уровень предо-ставления услуг, который станет до-ступным на ключевых рынках в кон-це второго квартала 2012 года, проч-но укрепит нашу репутацию мощного международного поставщика решений

SAP,” – сказал Франсис Местон, вице-президент компании Atos и глава под-разделения Global System Integration.

Данное глобальное VAR-соглашение позволяет эффективно использовать существующий статус компании Atos как партнера SAP по продажам, гло-бальным сервисам и сертифицирован-ного провайдера услуг в области управ-ления приложениями и хостинга.

www.atos.net

Atos подписал глобальное VAR-соглашение с SAP

Page 8: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

8 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

В 2011 году по поручению прави-тельства Ростехнадзор провёл проверку 24-х крупных нефтепе-рерабатывающих предприятий.

По итогам проверки, опубликован-ным в СМИ, было установлено нарас-тающее старение основных фондов (этот показатель составил более 50%), что негативно сказывается на противо-аварийной устойчивости. В том числе были зафиксированы многочисленные нарушения требования промышленной безопасности на технологических уста-новках, в т.ч. отсутствие: микропроцес-сорной техники для систем противоава-рийной защиты; быстродействующих автоматических отсекающих устройств, систем противоаварийной защиты пе-чей; систем контроля загазованности; сигнализаторов уровня в резервуарах; средств контроля и сигнализации по-падания в воду взрывопожароопасных веществ на системах оборотного водо-снабжения, герметичных и автомати-зированных систем налива нефтепро-дуктов, соответствующих правилам без-опасности факельных систем и т.д.

Средний срок эксплуатации круп-ных НПЗ около 60 лет. Очевидно, что все предприятия нуждаются в техниче-ском перевооружении.

Итогом проверок стало заключение четырёхсторонних соглашений (Феде-ральная антимонопольная служба – Ростехнадзор – Федеральное агентство по технологическому регулированию и метрологии – группы компаний) по ре-ализации инвестиционных программ и модернизации НПЗ.

Ни один процесс, будь то строитель-ство, реконструкция, модернизация, не может не касаться автоматизации.

Таким образом, для поставщиков средств и услуг по автоматизации от-крываются огромные перспективы. Однако для предприятий актуальны не только задачи промышленной безопас-ности, но и получение дополнительной

прибыли. Поэтому важно поставщи-кам программно-технических средств по автоматизации предложить ком-плексные решения, которые одно-временно могут решать задачи повы-шения уровня безопасности и эконо-мической эффективности: например, строительство объединенных опера-торных бункерного типа (уменьше-ние капитальных затрат), отвечаю-щих требованиям Ростехнадзора с од-новременным повышением уровня автоматизации управления техноло-гическими процессами и, как след-ствие, увеличением контуров управле-ния на одного оператора, уменьшени-ем влияния «человеческого фактора» на взрыво-пожароопасный техноло-гический процесс, тем более что за ру-бежом существует успешная практика применения таких решений.

10 октября 2012 года в ЦВК «Экс-поцентр» на Красной Пресне в рамках XII Международной специализирован-ной выставки «Передовые Технологии Автоматизации. ПТА-2012» состоится круглый стол «Решения, повышающие эффективность управления технологи-ческими процессами, на предприятиях ТЭК и химической промышленности».

На круглом столе будут рассмотре-ны вопросы:1. Готовы ли компании предоставить

высокоэффективные решения по автоматизации предприятий в Рос-сии? Обладают ли необходимыми ресурсами и знаниями в России?

2. Возможности и опыт взаимо-действия с проектными институ-тами разработки комплексных программно-технических решений, базирующихся на технологической модернизации и реконструкции.

3. Алгоритмы трансфера высокоин-теллектуальных знаний по внедре-нию и сопровождению решений, включая проблемную на сегодня в России кадровую составляющую.

Стенограмма круглого стола бу-дет опубликована в СМИ и направле-на в соответствующие государственные структуры.

Если у Вас есть мнение по заявленным выше темам или Вы хотите предло-жить свою тему для обсуждения, а также по вопросам экспонирования обращайтесь: Тел.: +7 (495) 234-22-10, e-mail: [email protected]

Официальный сайт выставки www.pta-expo.ru

Безопасность российских НПЗ – перспективы для вендоров

Александр Рубштейн, заместитель генерального директора по направлению «Автоматизация» компании «ИТСК», модератор круглого стола «Решения, повышающие эффективность управления технологическими процессами, на предприятиях ТЭК и химической промышленности».

фирма представляет

Page 9: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл
Page 10: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

10 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Какими, на ваш взгляд, актуальными тенденциями и направлениями развития характеризуется современный рынок источников бесперебойного питания в России?Целесообразно начать ответ на этот вопрос с перечисления проблем, с которыми чаще все-го сталкиваются отечественные потребители, поскольку их выявление и дальнейший поиск оптимальных решений оказывают решающее влияние на развитие любого рынка.

Сегодня российские компании сталкива-ются со множеством задач в области эффек-тивного электропитания, в числе которых мо-гут быть как низкое качество электроэнергии – нестабильность напряжения, искажение его формы и колебание частоты, недостаточная мощность электросети, так и ее ненадёжность – перебои подачи напряжения. Потребность компаний в обеспечении качественного энер-госнабжения в таких условиях постоянно воз-растает, соответственно все более востребован-ными становятся ИБП с двойным преобразо-ванием напряжения (on-line), предлагающие комплексную защиту от любых неожиданно-стей. Как правило, современные on-line ИБП этого типа обладают КПД в пределах 93-96%, широкими возможностями мониторинга и ад-министрирования, что делает эти устройства выгодными и удобными в эксплуатации. По-вышенный спрос на on-line ИБП стимулиру-ет и выгодное соотношение цены и качества, которое могут предложить такие крупные ми-ровые производители, как, например, Delta Electronics.

Также в последнее время появляется все больше моделей трехфазных модульных ИБП

большой мощности при компактных разме-рах (например, ИБП Delta NH-Plus Series 20 – 120 kVA). В целом, принцип модульности мож-но выделить как основной тренд на рынке трехфазных ИБП. Гибкая конструкция таких устройств позволяет плавно вводить в эксплуа-тацию только необходимые мощности, снижая тем самым затраты на первоначальные инве-стиции. Кроме того, возможность резервирова-ния на уровне «N+X» обеспечивает равномер-ное распределение нагрузки между всеми мо-дулями, и, в случае выхода из строя одного или нескольких источников (от 1 до X включитель-но), нагрузка перераспределяется между ис-правными устройствами.

Кто ваши основные клиенты в России? В России Delta предлагает источники беспере-бойного питания для компаний из различных отраслей. В сегменте Телеком Delta Electronics

Перспективы и особенности развития российского рынка ИБПИнтервью с Леонидом Гавриловым, генеральным директором ЗАО «Темпесто», официального дистрибьютора Delta Electronics в России.

Бизнес

Page 11: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл
Page 12: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

12 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

осуществляет поставки с 1992 года и традици-онно занимает прочные позиции. К настоя-щему моменту модельный ряд решений для телекоммуникационной отрасли значитель-но расширен за счет новых линеек ИБП серий Amplon, Ultron и Modulon.

Отдельного внимания заслуживают успеш-но реализованные проекты для государствен-ных военных и медицинских объектов, среди которых Министерство внутренних дел и Ми-нистерство обороны РФ, а также ряд крупных медучреждений стратегического назначения.

Кроме того, в число ключевых направлений деятельности концерна входят поставки ком-плексных решений в области энергообеспече-ния для дата-центров. До 2011 года Delta пред-лагала отечественным потребителям только источники бесперебойного питания для ЦОД. Наиболее известным проектом стало созда-ние в 2009 году системы энергетической без-опасности для Mail.Ru Group, состоящей из 12 ИБП Delta Union NT-Series по 400 KVA (четыре параллельных группы с резервированием по конфигурации «N+1»). В рамках проекта так-же были установлены 24 батарейных кабинета Delta с мощными аккумуляторными батареями компании CSB, а также 4 дизель-генераторных установки Cummins (1250KVA). В 2011 году Del-ta Electronics вывела на российский рынок ин-теллектуальное решение нового поколения In-fraSuite, предназначенное для комплексной высокоэффективной защиты электропитания ЦОД.

Какие различия у российских и, например, западноевропейских пользователей таких решений? Чем отличаются их потребности и как Delta на них отвечает?Не секрет, что каждый географический реги-он имеет свою специфику, включая полити-ческие, экономические и социальные особен-ности. Именно поэтому производственные базы и НИОКР-центры Delta расположены во всех ключевых регионах мира – Европе, США, Южной Америке, Индии и Китае. На каждом заводе производится оборудование в соот-ветствии с потребностями локального рынка. Модели оборудования, востребованные, на-пример, индийскими компаниями, отсутству-ют в российской и европейской продуктовой линейке. Как правило, это модели категории эконом-класса.

Различия между европейским и россий-ским потребителем в основном связаны с во-просами энергоэффективности и экологично-сти, и это касается не только производимого

оборудования. Главные требования европей-ских потребителей – это максимальный уровень энергосбережения, применение «зеленых» тех-нологий и наличие у вендора международной сертификации в области экологической безо-пасности производства. На российском рынке подобные аспекты пока не являются критич-ными при выборе оборудования.

Какого типа системы и устройства сегодня используются для защиты оборудования в России? Планируется ли в будущем замена и в чем, на ваш взгляд, заключаются ее основные преимущества? В настоящее время на российском рынке ра-ботает множество систем бесперебойно-го электропитания на базе трехфазных ИБП трансформаторного типа. Типология подоб-ных систем имеет ряд преимуществ, но мож-но сказать, что это ИБП «из прошлого», ха-рактеризующиеся низким КПД (менее 90%) и большими шумами, попадающими обрат-но в сеть.

На смену этим устаревшим устройствам пришли трехфазные ИБП, разработанные на основе IGBT-транзисторов. Замена устарев-ших моделей происходит достаточно актив-но уже сейчас, и опыт нашей компании пока-зал необходимость и высокую эффективность этого процесса. Модельный ряд современ-ных ИБП отличается более широким диапа-зоном мощности, что позволяет подобрать наиболее подходящее под питаемую нагрузку устройство. В том числе, применение систем бесперебойного электропитания с более вы-соким КПД существенно снижает затраты на электроэнергию.

все чаще западные поставщики высокотехнологических решений переносят в Россию часть своего производства или базу разработок. Какие планы у Delta Electronics в данном направлении?Пока у Delta нет такой необходимости. В рас-поряжении компании крупнейший в Европе производственно-исследовательский комплекс в Словакии и современный логистический парк в Нидерландах. На данном этапе разви-тия, Delta Electronics может максимально опе-ративно произвести оборудование и обеспечи-вать поставки на территорию России в крат-чайшие сроки.

CE

Бизнес

Page 13: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл
Page 14: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

14 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Традиционная методика выбора элек-тродвигателя для любого привода дав-но известна. Для этого вычисляется усредненная механическая мощность,

необходимая для движения объекта управле-ния (рабочего механизма) с заданными ско-ростями и ускорениями в различных режимах работы. Далее выбирается максимальное зна-чение этой мощности, называемое требуемой мощностью, которое сравнивается с номиналь-ной мощностью на валу двигателя, указанной в его паспортных данных или даже на его шиль-дике. Однако для бесконтактных моментных двигателей проблема состоит в том, что для них такой параметр, как номинальная мощ-ность, обычно не указывается.

Конструкции моментных двигателейДля пояснения проблемы выбора моментного двигателя рассмотрим типовую конструкцию классического коллекторного двигателя посто-янного тока, показанную на рисунке 1.

В корпусе с постоянными магнитами на статоре установлен ротор с подшипниками и щеточно-коллекторным узлом. Обмотка дви-гателя, называемая якорем, размещена на ро-торе, поэтому все тепло за счет потребляемого электрического тока выделяется только в ро-торе, поскольку постоянные магниты сами не нагреваются. Все это тепло отводится от рото-ра в корпус, в основном через воздух с торцов и через воздушный зазор, поскольку через под-шипники и щетки поток тепла незначителен. Далее корпус двигателя охлаждается конвек-цией воздуха, а часть тепла уходит через то-рец корпуса, которым двигатель соединяется с конструкцией привода. Таким образом, точ-ный расчет температуры обмотки как основ-ного повреждающего фактора при различных моментах, скоростях и режимах (например, ча-стом реверсировании) весьма сложен, посколь-ку изменяются условия теплоотвода. Поэтому разработчики коллекторных электродвигате-лей испытывают двигатель в каком-то одном, так называемом номинальном режиме (в но-минальной точке), с номинальными момен-том, скоростью и мощностью, на валу, который и рекомендуют потребителю. Превышение усредненного момента нагрузки или механи-ческой мощности на валу двигателя больше номинального значения не допускается, даже если, например, двигатель используется при температуре окружающей среды ниже макси-мально допустимой, или потребитель обдува-ет двигатель воздухом или устанавливает на

Выбор моментного двигателя прямого и редукторного электроприводовПоявившиеся в конце прошлого века моментные электродвигатели сейчас широко применяются как в редукторных приводах, так и в прямом приводе, особенности которого рассмотрены в февральском выпуске журнала Control Engineering Россия за 2012 г. Наиболее распространены бесконтактные моментные двигатели с постоянными магнитами на роторе, различные варианты конструкции которых рассмотрены, например, в октябрьском выпуске того же журнала за 2007 г.

Рис. 1: Типовая конструкция классического коллекторного двигателя постоянного тока.

Ротор

Подшипник

Магнит

Щеточно-коллекторныйузел

Александр Микеров, профессор кафедры систем автоматического управления Санкт-Петербургского электротехнического университета

Приводы

Page 15: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 15

его корпус радиатор. Это объясняется тем, что прямой пересчет температуры обмотки в но-вой точке, отличной от номинальной, затруд-нен, поэтому требуются новые испытания дви-гателя в этой новой точке.

Таким образом, для классических коллек-торных двигателей постоянного тока назначе-ние номинальной мощности на валу двигателя как основного фактора при его выборе по тра-диционной методике вполне оправдано. По-ложение не сильно меняется для встраиваемо-го моментного двигателя коллекторного типа. Например, на рисунке 2 показан такой момент-ный двигатель компании Kollmorgen.

Здесь все тепло по-прежнему выделяется в роторе и отводится в основном через окружаю-щую воздушную среду и частично – через вал ротора, не показанный на рисунке. Поэтому и здесь выбор двигателя по номинальной мощ-ности вполне оправдан.

Совершенно иную конструкцию имеют бес-контактные моментные двигатели, например, двигатели серии STK компании Alxion (рису-нок 3) или серии ДБМ компании «Машиноап-парат» (рисунок 4). В таких двигателях, в отли-чие от двигателей классической конструкции, обмотка размещена на статоре, а магниты – на роторе. Поэтому все выделяющееся тепло лег-ко отводится на корпус привода.

По характеру нормирования параметров бесконтактные моментные двигатели могут быть номинального и интенсивного исполь-зования. В первом случае аналогично двига-телям классической конструкции для фик-сированной схемы включения и управления задаются номинальные рабочий режим и ме-ханическая мощность на валу, которые гаран-тируются либо для двигателя без корпуса (при конвективном теплообмене), или при реко-мендуемой конструкции теплоотвода. Напри-мер, моментные двигатели компаний Siemens

или Ruch Serwomotor снабжаются дополни-тельным жидкостным охлаждением. Пример такого двигателя серии 1FW6 компании Sie-mens показан на рисунке 5, где в центре хоро-шо видны патрубки для подвода охлаждающей жидкости.

Таким образом, в двигателях номинально-го использования функциональные возможно-сти двигателя сильно ограничены, однако вы-бор таких двигателей может производиться по классической методике. В отличие от двигате-лей номинального использования бесконтакт-ные моментные двигатели интенсивного ис-пользования как правило:

имеют секционированную обмотку яко-  ря, которую потребитель может включить по своему усмотрению, например, по 5 вариан-там при двухфазной 4-секционной обмотке и по 18 вариантам при трехфазной 6-секционной обмотке;

допускают управление по любому закону  при гармонической и импульсной форме тока якоря;

разрешают кратковременную работу при  повышенном напряжении питания и т.д.

Очевидно, что при традиционном номи-нальном использовании в этом случае потре-бовалось бы задавать множество номинальных режимов и точек, в каждой из которых двига-тель нужно испытывать отдельно.

Чтобы этого избежать, разработчики бес-контактных моментных двигателей интенсив-ного использования разрешают любые схемы включения, управления и режимы – при усло-вии, что максимальная температура обмот-ки никогда не превышает заданного предель-ного значения (для моментных двигателей се-рий ДБМ и ДБМВ это +150 °С). Таким образом, под интенсивным использованием понимается возможность эффективного применения дви-гателя во всех условиях и режимах.

Однако при этом у потребителя возникают две проблемы:

как выбрать рабочую точку и тип мо-  ментного двигателя?

как спроектировать соответствующий те-  плоотвод статора, предотвращающий перегрев обмотки?

Рис. 2: Моментный двигатель компании Kollmorgen.

Статор смагнитами

Ротор собмоткой

Щетки

Рис. 3: Бесконтактный моментный двигатель, серии STK компании Alxion.

Рис. 4: Бесконтактный моментный двигатель, серии ДБМ компании Машиноаппарат.

Приводы

Page 16: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

16 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Оба этих вопроса рассматриваются в следу-ющем разделе.

Методика выбора бесконтактного моментного двигателяМетодика выбора бесконтактного моментного двигателя включает следующие этапы:1. назначение (выбор) рабочей точки;2. вычисление требуемой максимальной меха-

нической мощности на валу двигателя;3. выбор моментного двигателя редукторного

или прямого привода; 4. вычисление мощности потерь в обмотке;5. расчет теплоотвода (радиатора).

Первые два этапа требуют построения ме-ханической характеристики моментного дви-гателя в виде зависимости частоты вращения ротора n и мощности на валу P от вращающе-го момента M. Пример такой характеристики

показан на рисунке 6, где: nх – частота враще-

ния холостого хода, Mп – пусковой момент, а

Pмакс

– максимальная механическая мощность на валу двигателя, определяемая по формуле:

Pмакс

= 0,25 Mп n

х .

В выбранной рабочей точке (режиме) А двигатель будет развивать рабочий враща-ющий момент M

р при рабочей частоте враще-

ния nр и рабочей механической мощности на

валу Pр.

В двигателях номинального использования рабочая точка определяет номинальный ре-жим двигателя, назначаемый разработчиком двигателя чаще всего в точке максимума КПД, лежащей левее точки максимальной механи-ческой мощности на валу. Для двигателей ин-тенсивного использования рабочая точка мо-жет быть выбрана потребителем в любой точке механической характеристики: от режима хо-лостого хода до пускового режима, в том чис-ле и в точках максимума КПД или максималь-ной механической мощности на валу. Однако

Рис. 5: Моментный двигатель компании Siemens серии 1FW6 снабжается дополнительным жидкостным охлаждением. В центрехорошо видны патрубки для подвода охлаждающей жидкости.

Приводы

Page 17: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 17

очевидно, что для исполнительных двигате-лей, т. е. двигателей сервоприводов и приво-дов регулируемой скорости, в отличие от нере-гулируемых приводов, КПД не является реша-ющим показателем, поскольку такой двигатель должен обеспечивать прежде всего точность и быстродействие привода.

Рассмотрим простой пример. Известно, что взрослый мужчина может толкать неисправ-ную легковушку (или даже пустой двухосный вагон). Но если попросить его остановить у крыльца с точностью в 1 см, это будет воспри-нято как дурная шутка. Между тем тот же муж-чина легко подведет карандаш на бумаге к за-данной точке с ошибкой менее 1 мм. Отсюда следует известное практическое правило: чем точнее привод, тем он должен быть менее на-гружен. Очевидно, что и для быстродействия двигатель должен располагать большими за-пасами по моменту.

Это же правило следует и из теории нели-нейных систем автоматического управления. Рассмотрим, например, регулировочную ха-рактеристику двигателя постоянного тока, т. е. зависимость частоты вращения n от управляю-щего напряжения U при большом моменте на-грузки, показанную на рисунке 7.

Ясно, что двигатель не запустится, пока управляющее напряжение не превысит

напряжение трогания Uн, определяемое мо-

ментом нагрузки. Предельное значение скоро-сти n

макс

ограничено допустимым максимальным напряжением питания. Мерой нелинейно-сти этой характеристики является отношение U

макс/U

н. Очевидно, что чем она выше, тем при-

вод ближе к линейному, и тем вероятнее воз-можность обеспечить его высокую точность, плавность и быстродействие.

Применительно к моментным двигателям мерой нелинейности привода является коэф-фициент линейности (называемый иногда ко-эффициентом плавности), равный отношению пускового момента к рабочему:

kпл

= Мп / М

р.

Р

nx

n

Pp

P max

Mp Mn/2 Mn M

A

Рис. 6: Построение механической характеристики моментного двигателя в виде зависимости частоты вращении ротора nи мощности на валу P от вращающего момента M.

n

nмакс

Uн Uмакс U

Рис. 7: Регулировочная характеристика двигателя постоянного тока, т.е. зависимость частоты враще-ния nот управляющего напряжения U при большом моменте нагрузки.

Приводы

Page 18: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

18 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Значение коэффициента линейности реко-мендуется выбирать в пределах:

kпл

= 3 – 20,

где минимальное значение этого коэффици-ента назначается для простых, не очень точных приводов, а максимальное – для особо точных следящих или регулируемых приводов. С этой точки зрения ситуация, показанная на рисун-ке 7, является неприемлемой, поскольку здесь k

пл = 2.Таким образом, выбор коэффициента ли-

нейности определяет рабочую точку А двигате-ля, и если за рабочую механическую мощность на валу принять требуемую мощность двигате-ля P

р = P

тр, то на рисунке 6 легко найти макси-

мальную механическую мощность на валу по формуле:

Это позволяет легко выбрать из катало-га подходящий типономинал моментного двигателя по его максимальной механиче-ской мощности на валу. Затем, построив его

механическую характеристику, можно вычис-лить рабочую частоту вращения двигателя и необходимое передаточное отношение редук-тора с учетом его КПД и нужных запасов по скорости.

Для прямого привода редуктор отсутствует, поэтому моментный двигатель выбирается по требуемому пусковому моменту

Мп ≥ k

пл М

тр,

где Мтр

– требуемый момент объекта управ-ления (рабочего механизма).

Этап выбора типономинала двигателя за-вершается нахождением мощности электриче-ских потерь в обмотке статора. Для этого по из-вестным методикам вычисляется эквивалентный (среднеквадратичный) момент двигателя, зави-сящий от рабочего режима, а по нему – ампли-туда фазного тока статора и мощность элек-трических потерь в обмотке (потерь в меди) P

э.

Необходимо, однако, учитывать, что при ра-боте в режиме вентильного двигателя поми-мо синфазной составляющей тока, образую-щей вращающий момент, в обмотке протекает квадратурная составляющая тока, вызванная

Рис. 8: В методе электротермических аналогий температура является аналогом напряжения, мощность электрических потерь аналогом электрического тока, а тепловое сопротивление аналогом электрического сопротивления цепи.

Рис. 9: Электропривод линейного движения с моментным двигателем типа ДБМи радиатором.

Приводы

Page 19: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

запаздыванием в электронной части. Кроме того, дополнительный нагрев вызывают высо-кочастотные составляющие фазных токов за счет негармонической формы тока, широтно-импульсной модуляцией и т. д.

Расчет теплоотвода (радиатора) проводит-ся методом электротермических аналогий. Для этого установившийся процесс отвода тепла от обмотки в окружающую среду представляет-ся в виде упрощенной цепи, показанной на ри-сунке 8, где:

Tоб

, Tст

, Tр и T

ср – установившиеся значения

температуры обмотки, посадочной поверхно-сти статора двигателя, радиатора и окружаю-щей среды соответственно;

Rт, R

п и R

р – тепловые (называемые ино-

гда термическими) сопротивления двигате-ля, перехода статор – радиатор и радиатора соответственно.

Как видно из приведенного рисунка, в ме-тоде электротермических аналогий температу-ра является аналогом напряжения, мощность электрических потерь – аналогом электриче-ского тока, а тепловое сопротивление – анало-гом электрического сопротивления цепи.

Тепловое сопротивление моментного двига-теля интенсивного использования указывается в его паспортных данных. Тепловое сопротив-ление перехода статор – радиатор может быть уменьшено плотной посадкой, специальными пастами и смазкой, поэтому составляет обыч-но малую величину. Тепловое сопротивление радиатора или корпуса привода, в который

встраивается моментный двигатель, подлежит определению и указанию в техническом зада-нии на конструировании радиатора. Пример электропривода линейного движения с мо-ментным двигателем типа ДБМ и радиатором приведен на рисунке 9.

Для расчета требуемого теплового сопро-тивления радиатора в соответствии с рисун-ком 8 задаются допустимой температурой об-мотки Т

об (которая должна быть ниже предель-

ной максимально допустимой температуры для данного типа двигателя, например, 150 °С) и определяют установившуюся температу-ру статора и требуемое тепловое сопротивле-ние радиатора и перехода статор – радиатор по формулам:

.

По тепловому сопротивлению радиатора или корпуса с помощью известных методик опреде-ляют их конструкцию, а также решают вопрос о необходимости дополнительного обдува или жидкостного охлаждения. Для предотвраще-ния перегрева обмотки в корпус встраивается термореле или датчик перегрева, как это по-казано, например, для прямого привода в фев-ральском выпуске журнала Control Engineering Россия за 2012 г. Разумеется, справедливость тепловых расчетов следует подтвердить испы-таниями опытного образца.

CE

pentairtechnicalproducts.com www.schroff.ru

19" блочные каркасы■ Три варианта блочных каркасов для различных решений ■ Типоразмеры: 3, 6 и 9 U

Услуги ServicePLUS для блочных каркасов■Весь комплекс услуг под одним номером заказа■Конфигуратор в интерактивном режиме: www.schroff.biz/conf■ Услуги по монтажу■Механическая модификация■Интеграция электронных компонентов■ Услуги «Экспресс-сервис»

Оптимальная комбинацияБлочные каркасы и услуги ServicePLUS компании Schroff

Весь комплекс услуг под одним номером заказа

www.schroff.ru

Те же услуги и для

19" корпусов!

Приводы

Page 20: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

Software & Hardware Datasheet

Резюме

Представляем концепцию электронной кроссировки полевых подключений с модулем ввода-вывода FBM247 системы управления Foxboro I/A Series. Единственный модуль ввода-вывода устраняет весьма затратный процесс кроссировки проводов, обычно необходимый для систем управления.

Ценность концепции

Электронная кроссировка значительно снижает Ваши совокупные затраты владения системой управления – от проектных работ до внедрения и эксплуатации:

• Более быстрое внедрение и ввод в эксплуатацию

• Снижение стоимости оборудования и сокращение места для него

• Снижение стоимости монтажных работ

• Уменьшение количества необходимых запчастей

• Снижения объема инженерных работ и документации

ВЫСОКИЕ ЗАТРАТЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЛИ ОНИ НЕОБХОДИМЫ?Типичные затраты в течение жизненного цикла системы управления – от проектных работ до внедрения и эксплуатации – могут быть достаточно высокими. Для того чтобы соответствовать требованиям заказчиков, поставщики распределенных систем управления (РСУ) должны снижать совокупную стоимость владения предлагаемыми платформами. Однако систем скидок на компоненты оборудования и программного обеспечения недостаточно для того, чтобы сохранять конкурентоспособность. В реальности непрямые затраты, связанные с системами управления, добавляют 20% к действительной стоимости системы. Только подключение полевых проводок само по себе существенно увеличивает стоимость внедрения и эксплуатации.

Традиционно перед тем, как подключить к подсистеме ввода-вывода РСУ, провода от полевых устройств проводят через кроссовые шкафы, где их распределяют в зависимости от сигнала – аналоговые, дискретные, импульсные, входы или выходы, и т.д. Процесс кроссировки проводов, кроме того, что увеличивает затраты и в большинстве случаев приводит к неразберихе, еще и значительно усложняет изменение конфигурации в будущем. В дополнение к самому кроссовому оборудованию требуется большой объем предварительных инженерных работ, документации и монтажных работ, обусловленных определенными требованиями для каждого модуля ввода-вывода.

НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ВНЕДРЕНИЮ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯС применением концепции электронной кроссировки компания Инвенсис устраняет непрямые расходы, связанные с физической кроссировкой проводов, и существенно снижает Ваши совокупную стоимость владения системой управления. Сердцем концепции электронной кроссировки является новый универсальный модуль ввода-вывода FBM247 системы управления Foxboro® I/A Series®. Этот один модуль изменит Ваш подход к проектным работам, внедрению и обслуживанию системы управления. Универсальный модуль FBM247 предлагает существенную экономию на протяжении жизненного цикла Вашей следующей системы управления.

Универсальный модуль ввода-вывода FBM247 системы управления Foxboro I/A SeriesИнтеллектуальное решение по электронной кроссировке полевых подключений, снижающее совокупную стоимость владения системой

Типовые затраты жизненного

цикла системы управления

Подход с интеллектуальным

подключением

Подключение полевых кабелейЗапчасти

Инженеринг

Непрямые затраты

Оборудование и программное обеспечение

Page 21: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 21www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 21

БОЛЬШЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОТ ОДНОГО МОДУЛЯБОЛЬШЕ ЭКОНОМИИ, БОЛЬШЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ.Универсальный FBM247 – это одиночный модуль ввода-вывода, имеющий 8 индивидуальных каналов, каждый из которых может принимать широкий выбор аналоговых, дискретных, импульсных или HART сигналов от полевых устройств Вашего предприятия. Универсальный модуль FBM247 поддерживает интеллектуальный подход к подключению полевых электрических проводок, исключающий дорогостоящие и объемные работы по кроссировке, которые традиционно требовались для распределения проводов на соответствующие модули ввода-вывода. Теперь каждый провод может быть заведен напрямую на монтажную панель ввода-вывода и подключен к универсальному модулю FBM247. Электронная кроссировка дает значительную экономию средств за счет сокращения количества оборудования и места для его установки, а также существенно уменьшает объем необходимых работ на протяжении всего жизненного цикла системы управления.

Большая экономия средств:• Исключение кроссовых шкафов• Увеличение количества каналов ввода-вывода на

один шкаф• Снижение стоимости работ по полевым

подключениям и обслуживанию• Уменьшение количества и стоимости запчастей• Снижение инженерных работ и объема проектной

документации

Быстрый ввод в эксплуатацию:• Поставка шкафов на объект до выпуска

окончательной проектной документации• Простое внесение необходимых изменений• Меньше шансов возникновения ошибок после

изготовления оборудования

ПОПРОЩАЙТЕСЬ С НЕПРЯМЫМИ ЗАТРАТАМИСОКРАЩЕНИЕ СОВОКУПНОЙ СТОИМОСТИ ВЛАДЕНИЯ НА 35%Исключение инфраструктуры кроссовых соединений означает меньше стоек, шкафов, клеммных колодок и проводов для проектирования, монтажа и обслуживания. Клеммы подключения полевых проводов устанавливаются на монтажные панели модулей ввода-вывода. Таким образом, Вы сокращаете не только место, необходимое для кроссовых шкафов, но и освобождаете место в самом шкафу ввода-вывода. Теперь Ваш стандартный шкаф ввода-вывода имеет возможность поддержки до 750 точек ввода-вывода. В тех случаях, когда пространство для оборудования ограничено, такая возможность дает огромное преимущество – увеличение плотности ввода-вывода до 100%.

С использованием универсального модуля FBM247 каждая точка может быть или аналоговым входом, или аналоговым выходом, или каналом HART, или дискретным входом, или дискретным выходом. Это означает, что каждую неиспользуемую точку модуля ввода-вывода можно считать запасной для любого из указанных типов, что существенно сокращает требуемое количество запасных модулей. Минимизация запчастей особенно выгодна для РСУ, которые имеют жесткие требования по запасным вводам-выводам. С использованием электронной кроссировки каждая точка на одном модуле может выполнить необходимую функцию, что могло быть очень дорого с точки зрения количества необходимых запасных обычных модулей. Снижение количества запасных модулей может составлять до 50%. Вам понадобится меньше запасных модулей при меньшем числе типов модулей.

Представляем универсальный FBM 247 для системы Foxboro I/A Series

Page 22: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

22 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru• июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Электронная кроссировка также означает уменьшение инженерных работ и количества выпускаемой документации. Стоимость инженерных работ по назначению сигналов на клеммы и подготовке таблиц для изготовления шкафов сокращается наполовину. Необходимо будет выполнить меньшее количество менее сложных чертежей.

КОНФИГУРИРОВАНИЕ ВВОДА-ВЫВОДА ИЗ ЛЮБОЙ ТОЧКИ МИРАДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ НЕ ТРЕБУЕТСЯFBM247 является полностью программно конфигурируемым модулем. Все изменения могут быть безопасно выполнены с рабочей станции I/A Series. А это означает, что Вы можете конфигурировать канал ввода-вывода из любой точки завода, или даже из любой точки мира. Это не только сокращает время на инженерные работы, но и также снижает затраты, связанные с физическим направлением на предприятие специалистов по обслуживанию для внесения необходимых изменений. Для того чтобы переназначить каналы ввода-вывода, не нужен дополнительный модуль; с использованием универсального модуля FBM247 все обновления могут быть сделаны программно.

Каждый канал универсального модуля FBM247 изолирован. Поэтому, если изменить одну точку, то все остальные точки модуля остаются изолированными и на них это изменение никак не скажется. Для изменения одной точки больше не понадобится открывать шкаф, устанавливать полностью новый модуль, ехать на завод, покупать билеты на самолет или выполнять другие дорогостоящие задачи, которые обычно требуются в подобном случае.

СОБЛЮДАЙТЕ ВАШ ГРАФИК ВВОДА В ЭКСПЛУАТАЦИЮИЗМЕНЕНИЯ В ПОСЛЕДНИЙ МОМЕНТ – БЕЗ ПРОБЛЕМЭлектронная кроссировка подключений полевого оборудования сокращает время, необходимое на выполнение Вашего проекта и ввод системы в эксплуатацию. Так как FBM247 является полностью программно конфигурируемым модулем, изменения в проекте в последний момент выполняются просто – не нужны дополнительные или новые модули. Проверка при заводских испытаниях системы перед отправкой заказчику превращается в простую задачу, так как отсутствуют кроссовые шкафы, и нет необходимости выполнять соединения между шкафами. Теперь мы можем отправлять шкафы на площадку до окончания проектных работ, что позволяет уменьшить сроки поставки и сократить график выполнения работ.

С концепцией электронной кроссировки нет необходимости в применении кроссовых

шкафов

Page 23: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

ОБЕСПЕЧЬТЕ ВАШЕ БУДУЩЕЕ C ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ FOXBORO I/A SERIESВАШ ЛУЧШИЙ ВЫБОР КАК НА СЕГОДНЯ, ТАК И НА ЗАВТРАНачиная с первой версии системы I/A Series, выпущенной в 1987 году, компания Invensys сдерживает обещание применения самых современных достижений в технологии, непрерывно модернизируя систему и повышая ее эксплуатационные характеристики. Применяя архитектуру с сетью 1Гб, система Foxboro I/A Series обеспечивает высочайшие эксплуатационные характеристики, отказоустойчивость по всем элементам, более мощные контроллеры и операторские станции, высокоинтуитивные инструментарии для разработки приложений. Встроенная в систему платформа ArchestrA расширяет объектно-ориентированную технологию так, что предприятие полностью может работать как одна система. Это позволяет осуществить полную интеграцию всех аспектов функционирования предприятия с основными бизнес-приложениями, максимизируя координацию действий различных подразделений, доступность информации и рентабельность предприятия.

С развитием технологий автоматизации и информационных систем, философия ‘Continuously Current’ системы I/A Series продолжает обеспечивать Ваше производственное предприятие новыми возможностями, непрерывно поддерживающими Вашу конкурентоспособность экономически выгодным способом. Это гарантирует защиту Ваших инвестиций. Другими словами, система I/A Series развивается в соответствии с Вашими потребностями. Система I/A Series – это Ваш лучший выбор как на сегодня, так и на завтра.

Для получения более подробной информации о том, как электронная кроссировка подключений полевых проводок может сократить затраты Вашего следующего проекта с системой управления, посетите: http://iom.invensys.com/EN/Pages/Foxboro_DCSIASeries.aspx.

Являясь компонентами единой системы управления предприятием

Infusion, представленная продукция предназначена для обеспечения

определенных функциональных возможностей, но при этом легко

может комбинироваться, интегрироваться и управляться с другими

компонентами InFusion. Все компоненты системы управления предприятием связываются с

открытой, построенной на промышленных стандартах программной платформой ArchestrA,

которая просто и доступно объединяет управление производственными и бизнес процессами.

Применение InFusion поможет значительно сократить время, усилия и средства путем

расширения возможностей визуализации и синхронизации информации от множества систем

и приложений; развития сотрудничества между различными подразделениями предприятия и

усовершенствования управления производственными процессами.

Invensys, the Invensys logo, ArchestrA, Avantis, Eurotherm, Foxboro, IMServ, InFusion, SimSci-Esscor, Skelta, Triconex, and Wonderware are trademarks of Invensys plc, its subsidiaries or affiliates. All other brands and product names may be the trademarks or service marks of their representative owners.

© 2011 Invensys Systems, Inc. All rights reserved. No part of the material protected by this copyright may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, broadcasting, or by any information storage and retrieval system, without permission in writing from Invensys Systems, Inc.

ООО <Инвенсис Проусесс Системс> • Россия, 123022, Москва • Звенигородское шоссе 18/20, корпус 1 • Тел.: +7 (495) 663 7773 • Факс: +7 (495) 663 7774 • www.iom.invensys.ru

Page 24: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

24 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Концепция/смысл всей схемы – удален-ное управление объектами нефтегазо-добычи, контроль энергопотребления, повышение энергоэффективности, рост

результативности эксплуатации оборудования, рациональное управление персоналом, про-зрачная информация и автоматизация произ-водства. Действительно, решения для интел-лектуального месторождения позволяют по-высить добычу и снизить риски как для самой компании, так и для ее сотрудников. В бли-жайшем будущем появятся месторождения, которые контролируют себя сами и управля-ются виртуальными группами экспертов, рас-положенных в разных странах мира. Имен-но это обещает концепция интеллектуального месторождения.

Исследование проведенное в 2003 году Ас-социацией Энергетических Исследований Кембриджа (Cambridge Energy Research As-sociation – CERA) выявило, что цифровые

месторождения улучшаю показатели по добы-че от 2 до 10 процетнов по сравнению с их «не-цифровыми» собратьями. Так же исследова-ние подтвердило, что «умные» месторождения экономят в среднем 4 - 8 млн. долл. в год за счет сокращения эксплуатационных расходов.

Технология интеллектуального месторож-дения дает возможность:

Оптимизировать производительность  оборудования и продуктивность скважин за счет анализа дебитов, отсечек, давлений, тем-ператур и других данных.

Предсказывать на основе прошлых дан-  ных сроки исчерпания скважин. Одновремен-но данные старых скважин с богатой историей добычи можно использовать для прогнозиро-вания поведения новых скважин.

Централизованно управлять большим  количеством скважин с помощью систем дис-танционного мониторинга.

По мнению консалтинговой компании Де-лойт и Туш, техно-логию Цифрово-го месторождения в структуре инфор-мационных потоков предприятия можно изобразить следую-щим образом:

Решения Honeywell для создания интеллектуальных/цифровых месторожденийВ последнее время в области добычи нефти и газа часто звучит термин «умное/интеллектуальное/цифровое месторождение».

Рис. 1: Технология ЦМ в структуре информационных потоков предприятия.

План

иров

ание

BI

Отчетность

ERPАдминистративно-

финансовые процессы

Управление производственными

процессами

Промысловые операции

АСУТП

Инфраструктура

Корпоративный уровень• Долгосрочное планирование• Финансы и бухгалтерия• Выбор поставщиков, логистика и

складирование• Планирование стоимости работ

Региональный уровень• Планирование объемов работ• Управление капитальными вложениями• Управление нефтепромысловыми услугами

Уровень месторождений• Контроль добычи• Оперативное управление объемом потре-

бления услуг, оборудования и материалов• Контроль операций, в том числе сервисных

компаний

Аппаратный уровень• Замеры основных параметров: - Объем - Температура - Давление - Остановки• On-line учет данных в режиме

реального времени

Сети и коммуникация

Page 25: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 25

Рассмотрим два основных уровня – Аппа-ратный и Уровень месторождений. На Аппа-ратном уровне происходит сбор и доставка ин-формации о состоянии добывающих скважин и оборудования до АРМ оператора, где осу-ществляется оперативный контроль и управ-ление работой месторождения. Далее инфор-мация может быть обработана и отправлена на следующий уровень (Месторождения) для осу-ществления задач по обслуживанию оборудо-вания, режимов работы скважин, контролю операций и др.

Аппаратный уровень инфраструктуры АСУТП. Беспроводные решения Honeywell.Как видно из рис. 1, аппаратный уровень ин-фраструктуры АСУТП является базовым. Дей-ствительно, если нет актуальных, в режиме реального времени данных о состоянии обо-рудования, все последующие процессы попро-сту не будут иметь смысла: как можно пла-нировать, скажем, операции по сервисному обслуживанию оборудования если точно не известно, в каком оно находится состоянии в данный момент? Поэтому контроль состо-яния объектов нефтегазодобычи (добываю-щих скважин и обордования) является необ-ходимым условием существования «умного» месторождения.

Несмотря на то, что общий уровень автома-тизации объектов нефтегазодобычи достаточ-но высок, тем не менее существует множество месторождений, с практически полным отсут-ствием информации о состоянии добывающих скважин (давление, температура) и оборудова-ния (ГЗУ, ЭЦН/ШГН).

Большая чать нефти и газа на территории России и СНГ добывается кустовым способом. Под «кустом скважин» понимают группу сква-жин (обычно 5 – 20 штук), расположенных на расстоянии от десятков до сотен метров одна от другой, объединенных в один «кустовой» коллектор, от которого отходит одна труба (шлейф) для соединения в промысловую сеть. Расстояния между кустами обычно от одного до нескольких километров (размеры всей сети обычно 10 – 20 км).Часто кусты скважин в пре-делах куста достаточно удалены друг от друга, что делает строительство кабельных эстакад дорогостоящим а порой и вовсе нерентабель-ным. Сами же кусты скважин так же могут на-ходиться на большом расстояни от диспетчер-ского пункта, что делает невозможным про-кладку кабеля связи.

Классический подход при автоматиза-ции кустов скважин – использовать системы

телемеханики на основе кустовых контролле-ров типа RTU (напр. RC500 от Honeywell, SC-ADAPack от Schneider Electric и др.) и радио-модем. Схема достаточно проста: на кусте сква-жин устанавливается шкаф оборудования с контроллером RTU, который собирает дан-ные (датчики давления, температуры устьев скважин, состояние ЭЦН/ШГН, ГЗУ – обычно Modbus и др.) и в некоторых случаях выполня-ет запуск/останов технологического оборудо-вания. Далее через радио-модем осуществля-ется связь контроллера RTU с диспетчерским пунктом (Рис. 1).

Использование кустового контроллера вполне оправдано для объектов, где требуется возможность локального управления в замкну-том контуре (например, регулирование расхо-да). Но в большинстве случаев (особенно там, где автоматизация кустов отсутствует полно-стью) для контроля состояния работы куста скважин требуется следующие информация/функционал:

Параметры устьев скважин (давление,  температура)

Данные со станций управления ЭЦН/  ШГН и ГЗУ в формате Modbus

Осуществлять запуск/останов технологи-  ческого оборудования

Для этой цели можно использовать клас-сический подход (локальный контроллер RTU c модулями В/В для проводных датчиков и по-следовательными портами Modbus). Однако в настоящее время такой подход является из-быточным, неэффективным и содержит ряд недостатков. Например, это сам контроллер RTU, который в данном случае является узлом сети, без которого можно обойтись, а значит:

Повысить надежность системы – т.к. при  выходе контроллера RTU из строя теряются все данные от подключенного к нему оборудова-ния (датчики, ГЗУ, СУ ЭЦН/ШГН);

Рис. 2: Традиционный подход к автоматизации кустов скважин.

Сети и коммуникация

Page 26: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

26 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Уменьшить стоимость (за счет исключе-  ния контроллера RTU с модулями В/В), а зна-чит ускорить срок окупаемости системы

Если не используется локальный кусто-вой контроллер RTU, возникает вопрос: куда же подключать кабели от датчиков (давление, температура) с устьев скважин? Ответ на этот вопрос является еще одним преимуществом нового подхода к автоматизации кустов сква-жин. Вместо традиционных «проводных» дат-чиков можно использовать их беспроводные аналоги, получая следующие преимущества:

Возможность избежать дорогостоящей и  длительной «обвязки» всего куста эстакадами для прокладки кабелей от контроллера RTU до проводных датчиков. Экономия по стоимости особенно существенна если скважины находят-ся далеко друг от друга.

Существенно сокращается время уста-  новки приборов – т.к. нет необходимости ждать окончания строительства эстакад и про-кладки кабеля. Следовательно, можно закон-чить проект намного быстрее (в среднем в 4-5 раз) по сравнению с «проводным» подходом.

В общем виде решение Honeywell показано на рис. 2.

Мультинод (Рис 2) – устройство 2-в-1: точка доступа для беспроводных датчи-  

ков ISA100.11aбеспроводной модем для любых клиен-  

тов Ethernet или Modbus TCP/IPможет комплектоваться внешними ан-  

теннами для повышенной дальности передачиНе требует регистрации в Роскомнадзоре

(стандартная частота 2.4ГГц, мощность пере-датчика менее 100мВт)

XYR6000 – семейство беспроводных преоб-разователей/датчиков избыточного/дифферен-циального/ абсолютного давлений, температу-ры, универсальных (DI/DO), коррозии и др.

Вре   мя работы от батарей до 10 летПротокол ISA100.11a – возможность  

работы в режиме передатчика, и приемо-передатчика, полный доступ к конфигурации и диагностике через беспроводной канал, и др.

Схема представленная на рис. 2 обладает следующими преимуществами:

Простота и надежность, экономия на  оборудовании: вместо связки Радио Модем->контроллер RTU->клиенты Modbus/прово-дные датчики имеем Точка доступа->клиенты Modbus/беспроводные датчики

Возможность быстрого внедрения – нет  необходимости ждать, пока будут готовы эста-кадные конструкции и проложены кабели

К несомненным преимуществам исполь-зования предложенной схемы в общем и бес-проводных датчиков в частности является возможность быстро демонтировать беспро-водные датчики и использовать их на другом кусте скважин, если по тем или иным причи-нам скважину решили временно закрыть – при этом как уже отмечалось, отсутствует про-блема сооружения эстакад для датчика на но-вом месте.

Беспроводные решения OneWireless легко интегрируются с любой SCADA и DCS систе-мой, что позволяет ипользовать их с уже суще-ствующей системой управления промыслом.

По статистике внедрений, использование беспроводных решений OneWireless компании Honeywell на месторождениях нефти и газа в среднем дает 50% экономии по стоимости и до 80% по времени внедрения решений, что, в современных рыночных условиях дает суще-ственное конкурентное преимущество.

Уровень месторождения – промысловые операции.Итак, благодаря беспроводным решениям OneWireless компании Honeywell данные со скважин получены, и доставлены с локального диспетчерского пункта в центральный диспет-черский пункт месторождения. Теперь полу-ченные данные необходимо проанализировать и на основании полученных результатов сде-лать выводы. Однако ручной анализ данных каждой скважины - сложнейшая задача. Мно-гие нефтегазовые местророждения России со-держат от нескольких сотен до нескольких ты-сяч скважин. Чтобы проанализировать такое количество данных «вручную», специалисту понадобилось бы несколько дней а то и недель, что является неприемлемо долгим сроком.

Для анализа данных, поступающих с место-рождений ведущие нефтезазовые компании мира испльзуют специальные программные

Рис. 3: Беспроводные решения Honeywell для кустов скважин.

Сети и коммуникация

Page 27: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

продукты. Основываясь на результатах такого анализа, сотрудники компании могут опреде-лить, например, на каких скважинах стоит уве-личить мощность насосов, а какие проявляют признаки старения. Одним из таких продуктов является Well Performance Monitor (WPM) от компании Honeywell.

Система Well Performance Monitor (WPM) – это инструмент для наблюдения за промыслом в режиме реального времени. Он обеспечива-ет единое отображение состояния и произво-дительности эксплуатационных и нагнетатель-ных скважин в режиме реального времени на промыслах любого типа, показывая иерархию промысла с учетом приоритетов.

В едином окне (Рис. 3) для контроля работы скважины оператор может видеть:

Общий вид промысла для отображе-  ния работы и состояния всех скважин на промысле.

Отображение ключевых индикаторов ра-  боты скважины (KPI) в цвете.

Отображение данных процесса, данных  испытания, производственных данных в кон-тексте работы скважины.

Виртуальное измерение: оценка рас-  хода нефти, газа и воды в режиме реального времени.

Сравнение измеренных и виртуальных  расходов нефти, газа и воды на уровне промыс-ла и всего производственного комплекса.

Режим работы скважины, стабильность  и работоспособность.

Эксклюзивные алгоритмы «очистки дан-  ных» в режиме реального времени от компа-нии Matrikon обеспечивают возможность точ-ных вычислений с использованием надежных данных.

Возможность построения трендов по-  средством простого нажатия кнопки на мне-мосхеме скважины или в структуре иерархии оборудования (нет необходимости запоминать точки КИПиА)

Стандартные вычисления производимые WPM:

«Очистка данных» в режиме реального  времени

Оценка стабильности  Режим работы скважины (стабильная,  

нестабильная, заглушена)Продолжительность работоспособности  

скважиныРасход жидкости   Посредническая модель скважины Модели критичных/субкритичных штуцеров Линейная модель PI Расход нагнетания газа   Модели критичных/субкритичных штуцеровРасход воды  Расход нагнетания воды  

ваша реклама в Control Engineering Россия это...

...широкий охват профильной аудитории, эластичный подход к сотрудничеству с нашей стороны, глобальная марка.

Будьте среди лидеров! Контакт:www.controlengineering.rusg@controlеngineering.ru

Сети и коммуникация

Page 28: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

28 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Модель субкритичного штуцера Модель коэффициента приёмистостиВыбор наилучшей оценки в режиме ре-  

ального времениWPM поддерживает основные производ-

ственные объекты (эксплуатационные сква-жины, нагнетательные скважины, выкидные линии, манифольды, сепараторы, установки и др.) и может быть интегрирован с любой про-мышленной РСУ, SCADA, промышленной ба-зой данных или архивом.

Экономический эффект, полученный суще-ствующими заказчиками WPM:

Экономия миллионов долларов на до-  рогостоящих ремонтах ЭЦН (например благо-даря обнаружению связи в стволе скважины между двумя скважинами, которые привели к событиям перетока в ЭЦН).

Раннее обнаружение плохой работы  скважины (позволяет быстрее предпринять коррективные действия, сокращая падение до-бычи на скважине).

Раннее обнаружение нестабильности (за-  купоривание) и возврат к нормальным услови-ям работы.

Незамедлительный отклик на действия  по оптимизации (изменения в работе штуце-ров, настройка газлифта).

Обнаружение узких мест на пути потока  скважины, и возможность увеличения произво-дительность скважина на 1000 баррелей/сутки.

Использование WPM позволяет быстро и эффективно извлечь необходимую информа-цию из потока данных месторождения, позво-ляя операторам вовремя принимать коррек-тирующие решения, уменьшая таким образом количество нештатных ситуаций и следова-тельно, повышая показатели производитель-ности, рентабельности и безопасности.

выводы.По данным исследования консалтинговой компании Делойт и Туш, в плане производ-ственной эффективности нефтегазодобыва-ющим компаниям России и СНГ есть куда стремиться:

Как было отмечено ранее, улучшение эф-фективности процесса нефтегазодобычи воз-можно только при реализаци концепции интел-лектуального месторождения. В свою очередь, “умное” месторождение не может существовать в отсутствие важнейшей информации с добы-вающих скважин о состоянии ресурсов.

По оценке компании «Schlumberger», толь-ко более эффективная и качественная диа-гностика параметров эксплуатируемых сква-жин может приводить к 7%-му снижению про-

изводственных затрат и 25%-му снижению ка-питальных и эксплуатационных расходов.

Решения Honeywell позволяют быстро и экономически эффективно контролировать параметры добывающих скважин и оборудова-ния в режиме реального времени, являясь не-обходимой основой для внедрения концепции цифрового месторождения. Компания Honey-well имеет огромный опыт по реализации «под ключ» крупных проектов цифровых месторож-дений. Одно из недавних внедрений – про-ект контроля состояния добывающих скваж-нин месторождения газа в Австралии. Опера-тор месторождения, компания Queensland Gas Company (QGC). В рамках первой фазы проекта компанией Honeywell будет автоматизировано свыше 1800 скважин, разбросанных по терри-тории более чем 300 тыс. кв. км. Проект вклю-чает разработку проектрой документации, про-граммное обеспечение и оборудование (кон-троллеры RTU, беспроводные решения и др.) а так же внедрение и пуско-наладка проекта.

В настоящее время все крупнейшие частные мировые нефтяные компании имеют подраз-деления, занимающиеся разработкой и вне-дрением концепции интеллектуального место-рождения: «Умные месторождения» (”Smart Fields”) компании Shell, «Месторождение бу-дущего» (“Field of the Future”) компании BP и “iFields” компании Chevron и др. Аналогич-ные подразделения имеют крупнейшие наци-ональные нефтяные компании, включая Sau-di Aramco, Petrobras, Kuwait Oil Company и др. Нефтегазовая отрасль планирует инвестиро-вать более $1 млрд. в течении следующих 5 лет в создание интеллектуальных месторождений.

Перефразируя слова Билла Гейтса, основа-теля фирмы Microsoft, можно с уверенностью сказать: в скором времени останется два типа нефтегазовых компаний: те, кто внедрили кон-цепцию цифрового месторождения, и те, кто покинул бизнесс.

CE

Лучшая мировая практика

Россия и СНГ

Производственные потери

2% 5%

Производственная себестоимость

$2/boe $7/boe

Накладные расходы

$1/boe $2/boe

Доступность оборудования

98%оценка затруднена

Наработка на отказ ЭЦН

3.5 года <1 года

Сети и коммуникация

Page 29: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл
Page 30: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

30 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Предлагаемые решения ООО «Сум-ма Технологий» в данной сфере по-строены на платформе Rockwell Automation Entek и позволяют про-

изводить весь спектр измерений, необходи-мых для вибрационного мониторинга, защиты и диагностики состояния различного роторно-го оборудования.

В конце 2011 года специалистами ООО «Сумма Технологий» была внедрена система мониторинга и защиты от вибрации роторного оборудования на основе автоматизированного комплекса Allen-Bradley DYNAMIX в цехе об-жига клинкера Управления закладочных, тех-нологических и строительных материалов ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель».

В состав комплекса обжига клинкера, про-изводительность которого составляет 520 ты-сяч тонн клинкера в год при непрерывном ре-жиме работы оборудования, входят:

вращающаяся печь с главным приводом  печи (диаметр печи – 5 метров, длина – 185

метров, температура в разных зонах печи от 500 до 1100°С);

колосниковый холодильник;  вентиляторы общего и острого дутья;  дымососы.  

Главный привод данной печи выполнен в виде двух нитей. Приводной механизм состо-ит из двух электродвигателей типа АКЗ 12-35-6 250/1000, соответственно двух трехступен-чатых горизонтальных редукторов ЦТ-2900 и ведущих шестерен, находящихся в зацепле-нии с венцовой шестерней. Редукторы главно-го привода работают совместно, их передаточ-ное число – 86,46. Максимальная частота вра-щения первичного вала редукторов – 1000 об/мин, максимальный момент – 27 000 кгм.

Вентиляторы острого дутья производи-тельностью 58 000 м3/ч, развивающие давле-ние 920 мм вод. ст., предназначены для рез-кого охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике «Волга 75А». Основными узла-ми вентиляторов являются рабочее колесо, хо-довая часть, улитка. Привод осуществляется электродвигателем ДАЗО-4-400-У4 500/1500 мощностью 500 кВт и частотой вращения 1500 об/мин.

Вентилятор общего дутья производитель-ностью 250 000 м3/ч, развивающий давление 350 мм вод. ст., предназначен для охлажде-ния клинкера в колосниковом холодильнике «Волга 75А» и подачи воздуха для поддержа-ния нормального горения газа в горелках печи. Основными узлами вентиляторов являются ра-бочее колесо, ходовая часть, улитка и осевой на-правляющий аппарат. Привод осуществляется

Внедрения системы вибрационного мониторинга и защиты Allen-Bradley DYNAMIXСистемы мониторинга, диагностики и защиты от вибрации роторного оборудования являются наиболее эффективным средством снижения затрат при переходе на техническое обслуживание машин и оборудования по их фактическому состоянию, позволяющим осуществлять своевременный и безопасный вывод объекта контроля из эксплуатации в ремонт до наступления аварийной ситуации.

Дмитрий Ли, ведущий специалист по системам вибрационного мониторинга и диагностики, ООО «Сумма технологий», г. Санкт-Петербург

Рис. 1: Вращающаяся печь с главным приводом и тягодутьевыми агрегатами, оснащённые системой DYNAMIX.

Контроль процессов

Page 31: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 31

электродвигателем А4-450У-8 630/750 мощно-стью 630 кВт и частотой вращения 750 об/мин.

Аспирация колосникового холодильни-ка «Волга 75А» осуществляется центробеж-ным дымососом одностороннего всасыва-ния типа ГД-20-500У, производительностью 440 000 м3/ч, развивающим давление 3158 Па. Привод осуществляется электродвигателем А4-450У-8 630/750 мощностью 630 кВт и ча-стотой вращения 750 об/мин.

Эвакуация дымовых газов из вращающей-ся печи производится двумя дымососами типа ДРЦ-21Х2 производительностью 440 000 м3/ч, развивающими давление 3158 Па. Основными узлами вентиляторов являются рабочее коле-со, ходовая часть, улитка и направляющий ап-парат. Привод осуществляется электродвигате-лем А4-450У-8 630/750 мощностью 630 кВт и частотой вращения 750 об/мин.

Последующее внедрение комплекса Allen-Bradley DYNAMIX было осуществлено в пер-вом квартале 2012 года на дымососах участков мокрой газоочистки Медного завода ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» для мониторин-га их вибрационного состояния и защиты от вибрации.

Данные дымососы являются частью систе-мы эвакуации технологического газа печей Ва-нюкова плавильного цеха. В настоящее время

на двух участках мокрой очистки газов (УМГО-1 и УМГО-2) установлено 6 отечественных ды-мососов ВДН-15.5, участвующих в технологиче-ском процессе для транспортировки технологи-ческого газа при производстве серной кислоты и отвода отходящих и аспирационных газов.

Каждый дымосос представляет собой элек-тромеханическое устройство, состоящее из электродвигателя, механической части (ходо-вой части и рабочего колеса) и направляюще-го аппарата. Силовая часть дымососа – элек-тродвигатель ДАЗО4-400У-6У1 мощностью 400 кВт, напряжением питания 6 кВ и часто-той вращения 1000 об/мин.

Выход из строя любого из перечисленных выше агрегатов обоих предприятий может при-вести к аварийной остановке производственно-го комплекса и значительным потерям, свя-занным с восстановлением работоспособности всего технологического процесса.

До внедрения систем вибрационного мо-ниторинга определение состояния оборудова-ния на данных предприятиях осуществлялось без применения специализированных средств во время плановых технических обслужива-ний. При этом профилактические ремонты проводились через рекомендуемые промежут-ки времени, практически не учитывая реаль-ного состояния оборудования. Помимо этого

Рис. 2: Компоненты системы DYNAMIX адаптированы к неблагоприятным промышленным условиям (УМГО Медного завода).

Контроль процессов

Page 32: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

32 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

описанное оборудование обоих производств не имело никакой защиты по состоянию механи-ческой части оборудования.

Учитывая данные негативные момен-ты, было принято решение оснащения техно-логического оборудования обоих предприя-тий системами вибромониторинга и защиты от вибрации на основе автоматизированного комплекса Allen-Bradley DYNAMIX, отличаю-щегося следующими особенностями:

высокой точностью измерения вибрации  за счет современного 24-битного АЦП;

возможностью установки измеритель-  ных модулей вблизи оборудования;

возможностью замены модулей без от-  ключения электропитания;

возможностью локального и удаленного  конфигурирования модулей, а также автома-тизированного восстановления конфигурации модулей при их замене;

возможностью передачи данных в смеж-  ные системы как аналоговыми и дискретными сигналами, так и по сетевым интерфейсам;

возможностью масштабирования и мо-  дернизации системы без избыточных затрат.

Автоматизированный комплекс вибраци-онного мониторинга, диагностики и защиты от вибрации Allen-Bradley DYNAMIX представ-ляют собой трёхуровневую модульную систему с распределённой архитектурой, состоящую из:

датчиков измерения вибрации, установ-  ленных на агрегатах;

измерительных, релейных и коммуни-  кационных модулей серии ХМ, размещённых в шкафах вблизи с оснащёнными машинами;

диагностической станции для сбора, хра-  нения и последующего анализа вибрационных проблем с соответствующим программным обеспечением.

Данный комплекс представляет собой ин-теллектуальную систему, способную обрабаты-вать в реальном времени параметры, позволя-ющие определить текущее техническое состоя-ние и остаточный ресурс оборудования.

Использование запатентованной техноло-гии, реализованной в модулях серии ХМ, по-зволяет организовать защиту ответственно-го оборудования, имея при этом возможность превентивного и безопасного останова маши-ны. Система на основе модулей ХМ также хо-рошо подходит для защиты важного обору-дования на производстве малого и среднего масштабов, где один насос, вентилятор или ре-дуктор является ключевым ресурсом в произ-водственном процессе.

Оба внедрённых комплекса Allen-Bradley DYNAMIX с момента ввода в эксплуатацию успешно эксплуатируются и позволяют произ-водить непрерывный контроль параметров ви-брации оборудования, заблаговременно опре-делять вероятные поломки. При достижении аварийных уровней вибрации формируются сигналы на отключение оборудования. Бла-годаря этому удаётся свести к минимуму риск аварийной остановки оборудования и произ-водственных процессов обоих предприятий, а также производить необходимый спектр ре-монтных работ по фактическому состоянию машин и агрегатов.

Все измеряемые параметры вибрации пре-образуются в цифровую форму, передаются в соответствующие базы данных и хранятся на серверах предприятий. Благодаря интеграции

Рис. 3: Распределённая архитектура системы DYNAMIX позволяет размещать интеллектуальные модули серии ХМ вблизи оснащаемого оборудования (шкаф станции сбора сигналов на Медном заводе).

Контроль процессов

Page 33: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 33

с системами управления текущие параме-тры вибрации отображаются на мнемосхемах предприятий.

Детальный анализ параметров вибрации и диагностирование дефектов контролируемо-го роторного оборудования производится с по-мощью специализированного программного обеспечения Rockwell Software Emonitor.

Данный пакет предоставляет для специа-листов вибрационного мониторинга и диагно-стики роторного оборудования разнообразный набор инструментов, таких как спектральный анализ, анализ спектра в узкой полосе, анализ тренда интересуемой гармоники или полосы частот, идентификация частот, предоставление пользователю различных графиков и отчётов, облегчающих обнаружение дефектов вращаю-щихся узлов машин и общий надзор за состоя-нием оборудования.

Помимо представленных функций в состав пакета Rockwell Software Emonitor может вхо-дить диагностический программный модуль. На основе имеющихся или вновь созданных диагностических правил обслуживающий пер-сонал предприятий может определить теку-щее состояние поднадзорного оборудования и спрогнозировать его остаточный ресурс по па-раметрам вибрации, например, подшипнико-вых узлов. А использование функции автома-тизированной рассылки сообщений по собы-тиям, задаваемым пользователем, позволит персоналу вовремя отреагировать на возник-шую вибрационную проблему.

Использование внедрённых систем ви-брационного мониторинга, защиты и диа-гностики роторного оборудования позволит

предприятиям увеличить надёжность и срок службы агрегатов, повысить стабильность тех-нологического процесса и его производитель-ность. Кроме того, за счёт увеличения межре-монтных интервалов возможно значительное сокращение текущих издержек, простоев и экс-плуатационных расходов.

Внедрённые системы также предоставляют возможность предприятиям планировать ре-монтные работы на основе фактического состо-яния оборудования, отказавшись от архаичных и затратных регламентных ремонтов, в кото-рых, зачастую, нет необходимости.

CE

Рис. 4: Программный инструментарий Emonitor для диагностики состояния роторного оборудования.

Рис. 5: Разнообразные функциональные возможности пакета Emonitor для анализа вибрационных проблем и контроля состояния промышленного оборудования.

Контроль процессов

Page 34: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

34 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Выполнение работ по диагностике связа-но с большими трудозатратами, так как приходится собирать и анализировать достаточно большое количество как те-

кущей технической информации, так и исто-рии изменения показателей. Открыть опера-тивный доступ ко всему объему имеющейся информации и ускорить обработку данных по-зволяет использование современных информа-ционных систем.

В данной статье рассказывается об опыте компании «НЕОЛАНТ Сервис» по разработ-ке информационной системы управления диа-гностической информации и ее внедрению на компрессорных станциях «Ставропольская» (газопровод «Россия – Турция» («Голубой по-ток»), ОАО «Газпром») и «Сальская» (Почин-ки – Изобильное – Северо-Ставропольское ПХГ, ОАО «Газпром»).

Исходная ситуацияДо создания информационной системы EDocIn-spector процесс диагностики компрессор-ной станции «Ставропольская» сопровождал-ся накоплением большого количества отчетов в формате MS Office Excel, Word, схем отдель-ных узлов в формате dwg. Со временем такой подход порождал все больше неудобств, так как достаточно большой массив неструктурирован-ных данных было сложно анализировать, вы-являть динамику изменений. Это затрудняло своевременное принятие оперативных реше-ний и влекло за собой увеличение сроков и сто-имости работ по диагностике объекта.

Для повышения эффективности процес-са диагностики руководство станции решило его автоматизировать, то есть разработать ин-формационную систему (ИС) управления диа-гностической информацией. На предприятии были сформулированы следующие требования к системе:

структурированное, централизован-  ное хранение всего объема диагностической информации;

организация единого информационного  пространства для всех подразделений, участву-ющих в диагностике;

автоматизированное создание отчетов  произвольной формы;

прямая интеграция с 3D моделью  объекта;

возможность   использования сферичес- ких панорам.

В результате работ в 2010 году был соз-дан программный продукт EDocInspector

Разработкa информационной системы управления диагностической информацией для компрессорных станцийСвоевременное проведение диагностических работ на объектах топливно-энергетического комплекса, таких как газораспределительные, компрессорные станции, установки осушки газа и так далее, позволяет увеличить надежность их работы и минимизировать возможные техногенные риски.

Александр Семенов, руководитель отдела Центр компетенции новых технологий ЗАО «НЕОЛАНТ Сервис»

Рис. 1: Модули EDocInspector.

Контроль процессов

Page 35: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 35

Page 36: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

36 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Контроль процессов

– информационная система управления ди-агностической информацией на линейных и технологических объектах магистральных га-зопроводов. Система состоит из следующих модулей:

база данных диагностической инфо-  рмации;

модуль проектирования и создания  отчетов;

модуль конвертации и просмотра 3D  моделей;

модуль редактирования 3D моделей;  модуль просмотра сферических панорам.  

База данных диагностической информацииВ качестве основы для создания структуры базы данных диагностической информации была взята «Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам». Она является локализацией международного стан-дарта PODS (Pipeline Open Data Standard), ис-пользуемого во многих зарубежных компаниях

нефтегазовой отрасли. Модель применяется в качестве нормативной базы для сбора, хра-нения, систематизации и унификации состава и структуры технической информации об объ-ектах магистральных газопроводов в процессе их строительства и последующей эксплуатации для всех подразделений ОАО «Газпром».

Информационная система EDocInspector предусматривает работу со следующими дан-ными диагностических исследований:

измерение вибрации трубопроводной  обвязки (ТПО);

геодезические измерения положения  ТПО;

толщинометрия отводов;  дефекты, выявленные при визуальном  

осмотре (вмятины, повреждения изоляции и т.д.).

ИС использует СУБД Firebird 2.1, которая является свободно распространяемой систе-мой и обеспечивает быстродействие и надеж-ность хранения данных.

Рис. 3: Модуль проектирования и создания отчетов.

Рис.2: Интерфейс EDocInspector.

Page 37: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 37

Контроль процессов

В системе реализованы удобные возможно-сти для ежедневной работы:

Различные режимы доступа к данным в  зависимости от должности человека – от про-смотра отдельных показателей до полного доступа.

Удобный интерфейс для ввода данных  в систему, позволяющий минимизировать за-траты времени на это.

Различные режимы сортировки запи-  сей и автоматизированная индикация вво-димых значений относительно контрольных показаний.

Возможность составления логических  запросов, что позволяет осуществлять быстрый поиск в модели элементов по тем или иным па-раметрам, например, по технологическому на-значению трубопровода (номер линии), номе-ру крана, заводу-изготовителю, сроку безопас-ной эксплуатации и др.

Создание спецификации по заданному  образцу, что упрощает заказ материалов при ремонте или замене данного участка.

Группировка различных записей по не-  обходимым признакам с объединением в про-извольные группы.

В ИС возможно хранение не только показа-ний измерений, но и любых файлов, сопутству-ющих процессу диагностики (регламентов, ру-ководств, отсканированных документов, фото-графий и т.д.). Также существует возможность оставлять комментарий к измерению или груп-пе измерений.

Модуль проектирования и создания отчетовМодуль проектирования и создания отчетов представляет собой мощный инструмент для создания отчетов любых форм. Он создан на основе решения Fast Reports, которое стало фактически стандартным компонентом для ор-ганизации отчётности в России и странах СНГ. EDocInspector включает в себя полный набор шаблонов для создания отчетов установлен-ной формы, а также визуальный дизайнер, по-зволяющий создавать новые шаблоны отчетов. В ИС реализован экспорт данных в форматы MS Office Excel, PDF, HTML.

Модуль конвертации и просмотра 3D моделей Модуль просмотра 3D моделей реализован по-средством программного комплекса для визуа-лизации и интерактивной навигации 3D моде-лей и 2D чертежей P3DB Navigator. Он позволя-ет работать практически со всеми форматами данных, используемыми в САПР-продуктах

нефтегазовой отрасли. Среди них: Intergraph SmartPlant 3D, PDS, AVEVA PDMS, Bentley Mi-crostation, Autodesk Plant 3D. Таким образом, достигается гибкость в создании ИС, так как в нее можно импортировать 3D модели из раз-ных САПР.

В созданной ИС на 3D объектах отобража-ются точки измерения диагностической ин-формации, к которым привязана атрибутивная информация: дата измерений, значение изме-рения, максимально допустимые параметры, выводы. Реализована связь 3D точек с элек-тронной таблицей (отчетом по проведенным обследованиям), в которой предоставляется расширенная информация – марка измери-тельного прибора, инженер, выполняющий из-мерения и т. д. Информационная система вы-полняет цветовую идентификацию уже прове-денных исследований, при этом определено 3 уровня оценки показания:

Зеленый – нормальный – эксплуатация  проходит в штатном режиме;

Желтый – неопределённый – требуется  принять решение о допустимости продолже-ния работы данного агрегата;

Красный – тревога – уровень, при кото-  ром эксплуатация недопустима.

Кроме отображения диагностической ин-формации, 3D модель объекта является на-глядным, информативным и удобным инстру-ментом при его эксплуатации, планировании различного рода работ по диагностике и ре-монту, так как обеспечивает управляющий персонал станции необходимой информацией для принятия решения. Каждый элемент мо-дели содержит атрибутивную информацию, соответствующую исполнительной докумен-тации. Также ИС позволяет значительно уско-рить процесс обучения новых сотрудников.

Использование 3D моделей при диагности-ке, анализе полученных данных, планировании и проведении ремонтно-профилактических

Рис. 4: Интерфейс модуля просмотра 3D модели (цифрами обозначены точки измерения диагностической информации).

Page 38: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

38 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

работ позволяет сократить временные и фи-нансовые издержки, повысить качество выпол-няемых работ.

Модуль редактирования 3D моделейЗачастую созданная на этапе проекта 3D мо-дель перестает актуализироваться на стади-ях строительства и эксплуатации. Это прежде

всего связано с тем, что для поддержания ак-туальности 3D модели обслуживающей компа-нии необходимо использовать специализиро-ванные САПР, которые в большинстве случа-ев создавались для использования в проектных организациях. Для внедрения таких продуктов необходимы серьезные затраты и привлечение высококлассных специалистов, что для многих обслуживающих компаний является затрудни-тельным и избыточным.

Для решения этой проблемы был создан и включен в EDocInspector модуль редактирова-ния 3D моделей, который реализован при по-мощи программного продукта «Полином». Он основан на собственном графическом ядре и не

требует наличия сторонних САПР. Основными критериями при разработке являлись простота освоения и направленность на отечественные стандарты. База данных программного ком-плекса содержит десятки тысяч элементов, соз-данных по ГОСТ и ТУ. Набор атрибутов позво-ляет полно описать конструктивные особенно-сти элементов применительно к отечественной специфике работы.

Данный модуль открывает возможность для пользователей изменять существующую 3D мо-дель, добавлять точки измерений показателей, выдавать спецификации и изометрические чертежи отдельных узлов и систем. Для каждо-го проекта продукт поставляется с заранее за-данными настройками и каталогом 3D элемен-тов, что позволяет сразу начать работу.

Модуль сферических панорамСферические панорамы (СФ) являются фоторе-алистическим изображением объекта, «склеен-ным» из нескольких отельных кадров и предо-ставляющим возможность обзора на 360 гра-дусов вокруг себя, на 180 градусов вверх/вниз и приближения объектов. Таким образом до-стигается эффект присутствия на объекте. Ком-плект сферических панорам, снятых из разных точек и объединенных в одну систему, образу-ют виртуальный тур по объекту.

В ИС реализована возможность сравнения сферических панорам, так, сравнивая две па-норамы, созданные в разное время, можно ви-

зуально отследить произошедшие перемены. Таким образом, можно проводить мониторинг ремонтных работ, реконструкций и т.д. с ин-тервалом в 1 день и больше.

Сегодня система EDocInspector использует-ся при эксплуатации КС «Ставропольская» и «Сальская». В результате использования ин-формационной системы удалось сократить время проведения плановых диагностиче-ских работ, выявить потенциальные аварии и, как следствие, оптимизировать планирование ремонтно–профилактических работ. Планиру-ется дальнейшее развитие системы, например, интеграция с системами АСУТП.

CE

Рис. 6: Окно просмотра сферических панорам.

Рис. 5: Окно модуля редактирования 3D моделей.

Page 39: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл
Page 40: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

40 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Рынок систем диспетчерского управле-ния и сбора данных (SCADA) являет-ся одним из самых быстро растущих рынков систем контроля в мире. Воз-

растающая потребность в модернизации элек-троэнергетической, водораспределительной и водоочистительной инфраструктур будет способствовать расширению данного рынка в странах Западной Европы и Северной Амери-ки в течение нескольких следующих лет. В Рос-сии, на Ближнем Востоке, в Африке, странах Азиатско-Тихоокеанского региона и Латин-ской Америки благодаря инвестициям в строи-тельство новой инфраструктуры нефтегазовой отрасли, электроэнергетики, водообеспече-ния и обработки сточных вод также будет на-блюдаться рост рынка систем SCADA. Соглас-но результатам нового исследования глобаль-ной консалтинговой компании Frost & Sullivan «Стратегический анализ мирового рынка си-стем SCADA», в 2009 году выручка этого рын-ка составила 4623,1 млн долл., а к 2016 году, по прогнозам, она достигнет 7074,1 млн долл. Исcледование охватывает конечных потреби-телей систем АСУ ТП: нефтегазовую отрасль,

электроэнергетику, водообеспечение и водоо-чистку, автомобилестроение и транспортный сектор, а также другие отрасли, в которых ис-пользуются такие системы заводского уровня (производство продуктов питания и напитков, фармацевтическая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность). В число проана-лизированной в этом исследовании продукции входят также программное обеспечение для АСУ ТП и АСУП, компьютерное оборудование и IT-услуги.

В настоящее время, чтобы оставаться кон-курентоспособными, производители во всех отраслях промышленности должны уметь кон-тролировать свои производственные процес-сы оптимальным образом. Программное обе-спечение (ПО), применяемое в АСУ ТП, по-зволяет осуществлять визуализацию всего предприятия в режиме реального времени. Современные технологии дают возможность корректировать настройки параметров тех-нологических процессов с целью достижения оптимального состояния независимо от при-меняемого программного продукта. Оптими-зация управления производством в реальном

Интеллектуальные системы хранения данных в АСУ ТПВ статье рассмотрены современные системы архивации данных в АСУ ТП, наиболее часто используемые СУБД и соответствующие аппаратные платформы. Описаны принципы построения многоуровневых систем сбора и архивации данных, агрегации и «горячего» резервирования.

Дмитрий Швецов

ПЛКГруппаархивации

Группасбора

Группасбора

Группасбора

Архивныйтег

Архивныйтег

Архивныйтег

Архивныйтег

Архивныйтег

Папка

Адресное пространство ПЛК Адресное пространство Hyper Historian

Тег данных

Тег данных

Тег данных

Рис. 1: Связь между Hyper Historian и данными ПЛК.

010111001011001

Программное обеспечение

Page 41: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 41

времени невозможна без анализа предыдущих событий и статистики производственных про-цессов, которые позволяют персоналу чётко и быстро определять, что пошло правильно или неправильно на предыдущем цикле производ-ства. Оперативные данные об изменении па-раметров одной переменной могут дать весьма ценную информацию и повлиять на качество процесса в целом. Как правило, для осущест-вления анализа данных необходимо несколь-ко производственных циклов, чтобы можно было судить об оптимальности тех или иных параметров. Чтобы провести анализ всех про-цессов, необходимо иметь данные о состоянии и работе всех исполнителей в момент произ-водства. В данном случае требуются приложе-ния для архивации и анализа данных всех про-изводственных процессов. Для этих целей мно-гие производители прикладного программного обеспечения АСУ ТП предлагают системы хра-нения исторических данных, предназначен-ные для записи в реальном времени или по мере необходимости больших объёмов значе-ний параметров, полученных в процессе про-изводства. Как правило, большие объёмы дан-ных требуется собирать во время запуска про-изводства продукции и зачастую в те моменты, когда в силу различных причин ожидаются от-клонения в технологии или в штатном режиме работы оборудования. Эта информация долж-на быть записана и сохранена точно и своевре-менно. Решение такой задачи не под силу клас-сическим «коробочным» системам баз данных (БД). Помимо всего прочего для построения информационной системы требуются тща-тельный подбор серверной платформы (выбор

серверной ОС и СУБД) и выбор платформ для клиентских рабочих мест. При выборе СУБД необходимо принимать во внимание следую-щие факторы:

максимальное число пользователей, од-  новременно обращающихся к базе;

характеристики клиентского ПО;  аппаратные компоненты сервера;  серверную операционную систему;  уровень квалификации персонала.  

Обзор основных систем хранения данных в АСУ ТПНа сегодня известно большое число различ-ных серверов баз данных SQL. Рассмотрим бо-лее подробно следующие ведущие серверные СУБД: Oracle и Microsoft SQL Server.

Пакет Oracle, наделённый самым развитым набором функций для работы с языком Java и доступа к данным через Интернет, также об-ладает системой оптимизации одновременно-го доступа. Единственным недостатком данной СУБД является сложность администрирования, однако все затраты на её внедрение и освое-ние впоследствии окупаются эффективной и надёжной работой. Среди основных свойств СУБД Oracle следует отметить такие как:

высочайшая надёжность;  возможность разбиения крупных баз  

данных на разделы, что позволяет эффективно управлять огромными гигабайтными базами;

наличие универсальных средств защиты  информации;

эффективные методы максимального по-  вышения скорости обработки запросов;

индексация по битовому отображению;  

Ком

мун

икац

ионн

оеяд

ро

API

PLC

ICONICS Trend Viewer V10 ICONICS Workbench

SQL Logger

HH Logger

Двоичные данные

КонфигурационнаяБД

Получениеконфигурации

Получение данных в реальном времени

String Node ID

String Node IDSt

ruct

Nod

e ID

Struct Node ID

Struct Node ID

EXEEXE

EXE

EXE

Компьютер

UA

HH CollectorAPI

ICO GenClientOPC DA, HAD, XML, UA

Получениеданных

ICO�сервер

HDA APISQL�Клиент SQL

Рис. 2: Функциональная схема взаимодействия компонентов приложения Hyper Historian.

010111001011001

Программное обеспечение

Page 42: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

42 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

наличие свободных таблиц (в других  СУБД все таблицы заполняются сразу при создании);

распараллеливание операций в запросе;  наличие широкого спектра средств раз-  

работки, мониторинга и администрирования;ориентация на Интернет-технологии.  

Решения, не уступающие разработкам Oracle, можно найти только в DB2 фирмы IBM и в отдельных решениях на базе MySQL.

Важнейшие характеристики СУБД Microsoft SQL Server – это:

простота администрирования;  возможность Web-подключения;  наличие специальных «масте-  

ров» и средств автоматической настройки параметров;

встроенный инструментарий для тира-  жирования, синхронизации и анализа данных;

наличие средств удалённого доступа.  В комплект средств административного

управления данной СУБД входит целый на-бор специальных «мастеров» и средств авто-матической настройки параметров конфигура-ции. Также MS SQL оснащён замечательными средствами тиражирования, позволяющими синхронизировать данные ПК с информацией БД и наоборот. Входящий в комплект постав-ки сервер OLAP даёт возможность сохранять и анализировать все имеющиеся у пользователя данные. В принципе, данная СУБД представ-ляет собой современную полнофункциональ-ную базу данных, которая идеально подходит для малых и средних организаций. Необхо-димо заметить, что SQL Server уступает СУБД Oracle по двум важным показателям: програм-мируемость и средства разработки.

Повышенный интерес к проблемам хране-ния исторических данных вызван необходи-мостью принятия решений на основе не толь-ко текущей информации, но и информации за предыдущие периоды работы предприятия.

На крупных предприятиях данная проблема решается путём покупки дорогостоящих си-стем централизованного архивирования дан-ных, поступающих от различных SCADA-систем, работающих на предприятии. Самым ярким представителем таких систем являет-ся PI System (OSIsoft), основанная на платфор-ме Oracle. Её функциональные возможности и производительность практически безгранич-ны. Однако стоимость данной системы оказы-вается чересчур высокой для её использова-ния в АСУ ТП и АСУП средних и крупных раз-меров. Кроме того, PI System требует установки выделенного сервера. Администрирование си-стемы АСУ ТП и АСУП в целом усложняется за счёт присутствия в ней компонентов различ-ных производителей. Поэтому для этих систем значительно проще и естественнее использо-вание приложений, которые совмещают в себе функции поддержки и хранения данных, полу-чаемых из SCADA. Именно такую систему ар-хивации предложила компания ICONICS. Вы-сокопроизводительная 64-битовая система сбора и архивации данных для АСУ ТП и АСУП заслуженно носит название Hyper Historian®. Это мощное приложение для обработки исто-рических данных, предназначенное для крити-чески важных приложений, которым требует-ся непрерывный доступ и сбор данных. В нём заложены возможности подключения к при-ложениям пакета ICONICS BizViz для исполь-зования лучшей в своём классе системы от-чётности, анализа, портальных технологий или транзакций данных. Стандартный интер-фейс запросов SQL обеспечивает интеграцию с Microsoft SQL совместимыми базами данных. Hyper Historian предоставляет возможность ре-зервирования для критически важных прило-жений. Технология Store-and-Forward обеспе-чивает целостность данных в случае ошибок в системе или нарушения связи. Интеллекту-альная система архивирования позволяет упо-рядочить архивы данных, используя расписа-ние и триггеры. Это экономит место на диске, а также даёт возможность управлять процесса-ми создания резервных копий файлов для дол-говременного хранения и поиска.

Оригинальные технологии хранения данныхПользователи могут легко собирать инфор-мацию из различных АСУ ТП предприятий, объектов или по всем предприятиям, входя-щим в распределённую систему АСУП. Ин-формация из различных источников данных (ПЛК, модулей ввода/вывода, сетевого обо-рудования и приложений HMI) может быть

Hyper Historianосновной

Верхний уровень

Hyper Historianрезервный

Удалённыйсбор

данных

Нижний уровень

Hyper HistorianCollector

Hyper HistorianCollector

Локальныйсбор

данных Рис. 3: Архитектура систем хранения DAS для Hyper Historian.

010111001011001

Программное обеспечение

Page 43: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 43

собрана и сохранена для формирования отчёт-ности и анализа практически в реальном вре-мени. Hyper Historian использует сжатие дан-ных Swinging Door для высокоскоростного сбо-ра данных со ссылкой на аппаратные средства в реальном времени в масштабах всего пред-приятия. Алгоритм Swinging Door использует 64-битовую аппаратную и программную архи-тектуры, что позволяет получить доступ к бо-лее мощному процессору и ёмкой памяти по сравнению с аналогичными 32-битовыми ин-струментальными средствами и обеспечива-ет максимально возможное быстродействие. Hyper Historian использует расширенную ин-теграцию данных, обеспечивая подключение к любому устройству с помощью OPC UA, OPC DA, OPC XML, SNMP, BACnet или к историче-ским базам данных, как показано на рис. 1.

Продукт Hyper Historian обеспечивает необ-ходимую гибкость и высокий уровень масшта-бируемости и надёжности. Он является пре-красным решением для создания:

простых одноузловых систем хранения  архивных данных;

многоуровневых систем хранения дан-  ных, которые можно разделять на уровни хра-нения, группируя различные типы данных и перемещая данные между уровнями системы;

многоуровневых систем резервирования  для послеаварийного восстановления работо-способности, гарантирующих возможности не-прерывного сбора данных и полного исключе-ния их потери даже в случаях системных сбоев или отказов сервера.

В этом продукте развитая технология хра-нения и сжатия данных сочетается со стан-дартным механизмом интерфейса запросов, гарантирующим открытый и простой доступ к хранящейся в хронологическом порядке ин-формации, что обеспечивает возможности анализа и принятия необходимых техноло-гических и производственных решений соот-ветствующим персоналом в режиме реально-го времени. Hyper Historian Collector (полный набор соответствующих инструментальных средств) и информационный портал ICONICS PortalWorX предоставляют всей организации широкий спектр разнообразных инструмен-тальных средств управления данными для ана-лиза и оптимизации рабочих параметров. Про-изводительность системы архивации достиг-ла рекордных величин для подобных систем: максимальная скорость архивации для серве-ра Hyper Historian или однопользовательской системы – 50 000 тегов в секунду, а для цен-трального архивного сервера до 150 000 тегов в секунду (рекомендовано). Общее количество

архивных тегов в однопользовательской систе-ме может достигать 1 000 000. Такие высокие характеристики системы архивации позволя-ют использовать Hyper Historian для построе-ния систем АСУ ТП и АСУП на средних и круп-ных промышленных предприятиях. Помимо обеспечения высокой производительности па-кет осуществляет поддержку стандартного ин-терфейса SQL-запросов, что позволяет без тру-да взаимодействовать с Microsoft SQL совме-стимыми базами данных, такими как Microsoft SQL Server 2005/2008. Hyper Historian исполь-зует несколько передовых функций операцион-ной системы, таких как File System Transactions (NTFS-транзакции) последних платформ Microsoft, для того чтобы обеспечить устойчи-вость и надёжность хранения данных. В каче-стве иллюстрации на рис. 2 приведена функци-ональная схема взаимодействия компонентов приложения Hyper Historian (HH) с источни-ками данных и приложений, которые исполь-зуют полученную информацию для визуализа-ции и дальнейшей обработки.

Также пакет Hyper Historian располага-ет уникальными особенностями, связанными с автоматизацией архивирования. Вот некото-рые из них: возможность применения шабло-нов, планирование архивации данных по рас-писанию, сжатие данных и резервное копи-рование файлов для длительного хранения и/или поиска.

При разработке нового комплексного реше-ния для 64-битовых платформ АСУ ТП компа-ния ICONICS выпустила сервисное приложе-ние Workbench с поддержкой функций WPF (Windows Presentation Foundation). Среда Work-bench является контейнером для всех прило-жений, входящих в состав пакета GENESIS64 и Hyper Historian. Конфигуратор сервера архива-ции функционирует как «тонкий» клиент и по-зволяет осуществлять оптимистичное парал-лельное проектирование, выступая в качестве

Рис. 4: Базовая архитектура и топология DAS.

Управляющая сеть TCP/IP

Комм-ные Каналы

Каналыкоммуникации

Каналыкоммуникации

Узлыкластера

Узлыкластера

Узлыкластера

Узлыкластера

010111001011001

Программное обеспечение

Page 44: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

44 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

централизованной конфигурационной среды и одновременно интерфейса оператора; в режи-ме исполнения даёт полноценную визуализа-цию данных в реальном времени и историче-ских данных с 2D- и 3D-графикой. Оригиналь-ная конфигурационная консоль Workbench содержит полный спектр сервисов управле-ния, имеет встроенные шаблоны для управ-ления проектами и возможности удалённого развёртывания.

В среде Workbench есть возможность добав-лять и полностью настраивать 3D-тренды и ди-аграммы. Также можно выбирать из библи-отеки 3D-графики, строить зависимости X от Y в логарифмическом масштабе, в форме ги-стограмм и циклограмм, в режиме самопис-ца и др., чтобы иметь ясное и точное представ-ление о получаемой информации в реальном времени и исторических данных. Интуитив-но понятные панели инструментов и галереи помогают настроить тренды, добавляя цвета, градиенты, привлекательную анимацию, эф-фекты прозрачности/отражения, сглаживание и многое другое, что делает анализ данных по-нятным и простым.

Средства повышения надёжности данных в АСУ ТП Технологии поддержки «горячего» резер-вирования ICONICS для серверов, клиен-тов и других компонентов АСУ ТП реализо-ваны и в новом пакете Hyper Historian версии 10.6. Конфигурирование узлов для «горяче-го» резервирования даёт возможность постро-ения универсальных многоуровневых систем с целью минимизации избыточности данных. С Hyper Historian достаточно легко создать распределённые многоуровневые системы.

Система верхнего уровня может служить хра-нилищем данных для основной и резервной копий критической информации. Многочис-ленные системы верхнего уровня могут вы-полнять репликацию всех исторических дан-ных. Также резервируемые системы нижнего уровня могут передавать либо весь информа-ционный поток данных, либо только сводные агрегированные данные в одну или несколько систем верхнего уровня. Многоуровневые ар-хитектуры обеспечивают защиту от возмож-ных потерь данных, вызванных остановкой той или иной информационной системы, простоя-ми в сети и т.п. В многоуровневых системах ар-хивации данные не хранятся непосредственно в таблицах Microsoft SQL Server, вместо этого используется высокооптимизированная фай-ловая система, независимая от реляционной базы данных.

Одним из вариантов реализации передовых технологий хранения Hyper Historian явля-ются устройства DAS (Direct Attached Storage). В основе решения DAS лежит технологиче-ская схема, в которой устройство для хранения данных подключено непосредственно к серве-ру или к рабочей станции, как правило, через внешний интерфейс SAS. На рис. 3 схематич-но показано, как на любом уровне с одинаково высокой надёжностью полностью интегриру-ются данные, тревоги и события, сводная ин-формация и другие производственные данные, а также информация о конфигурации базы данных. К основным преимуществам DAS-систем можно отнести их низкую стоимость (в сравнении с другими решениями систем хра-нения данных), простоту развёртывания и ад-министрирования, а также высокую скорость обмена данными между системой хранения и сервером. Благодаря именно этому свойству они завоевали большую популярность в сег-ментах любого уровня АСУ ТП и многих корпо-ративных сетей АСУП. На рис. 4 приведена ба-зовая топология организации хранилища дан-ных, принятая в большинстве АСУ ТП. В то же время DAS-системы имеют и свои недостат-ки, к которым можно отнести неоптимальную утилизацию ресурсов, поскольку каждая DAS-система требует подключения выделенного сервера и позволяет подключить максимум два сервера к дисковому массиву в определённой конфигурации.

Для создания отказоустойчивого класте-ра, SQL-сервера и других приложений АСУ ТП описанная модель DAS вполне подойдёт. При-мер блок-схемы DAS приведён на рис. 5. Поми-мо программных технологий организации агре-гации, «горячего» резервирования подобная Дисковые полки

Кластеризованные приложения

Резервный сервер

Синхронизация

1

2

Дисковый массив

Адресное пространство ПЛК

АдаптерSAS 5/E HBA

АдаптерSAS 5/E HBA

АдаптерSAS 5/E HBA

АдаптерSAS 5/E HBA

Основной сервер

Рис. 5: Пример построения отказоустойчивого кластера для системы архивации данных.

010111001011001

Программное обеспечение

Page 45: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

система уже имеет активную логику внутри корпуса и полностью избыточна за счёт исполь-зования двух встроенных контроллеров RAID, работающих по схеме «активный – активный» и имеющих зеркалированную копию буфери-зованных в кэш-памяти данных. Оба контрол-лера параллельно обрабатывают потоки чте-ния и записи данных, и в случае неисправности одного из них второй «подхватывает» данные с соседнего контроллера. При этом подключение к низкоуровневому SAS-контроллеру SAS 5E внутри двух серверов (кластеру) может произ-водиться по нескольким интерфейсам (MPIO), что обеспечивает избыточность и балансиров-ку нагрузки в средах Microsoft.

Заключение: системы хранения данных уходят в «облака»По мнению экспертов, в настоящее время боль-шинство пользователей тратят до 80% бюдже-та на построение и дальнейшую поддержку работоспособности систем хранения данных. В расширенных и развитых АСУ ТП и АСУП всё больше требуется общий доступ к архив-ным данным. Отсюда следует необходимость

создания «облачных» ресурсов для организа-ции вычислений, обмена и хранения инфор-мации. Такие системы позволяют арендовать инфраструктуру и её составляющие как сер-вис, где потребуется оплачивать только реаль-но используемые ресурсы. Следует отметить и ряд недостатков «облачных» технологий в ча-сти ограниченного применения, некоторых проблем обеспечения безопасности, задержки производительности и др.

В любом случае популярность «облач-ных» вычислений и виртуализация приложе-ний АСУ ТП и АСУП будет расти, по мере того как компании будут привыкать к самой идее «публичных облаков», продолжая стремить-ся к экономии. Важно, чтобы глобальный «об-лачный тренд» поддержали в России не толь-ко заказчики, но и локальные пользователи АСУ ТП. Уже сейчас многие АСУП поддержи-вают режим виртуализации отдельных процес-сов и позволяют поддерживать работоспособ-ность виртуальных ресурсов на одном устрой-стве и управлять этими ресурсами как единым объектом.

CE

010111001011001

Программное обеспечение

Page 46: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

46 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Уже более 10 лет в ряде стран Европы и США при финансовой и организа-ционной государственной поддержке внедряются технологии «умных изме-

рений» (Smart Metering). Крупнейший подобный проект реализован

итальянской компанией Enel и включает более 30 млн. точек учета.

Внедрение технологий Smart Metering в Рос-сии началось в 2006 г. В настоящее время, по данным ОАО «Холдинг МРСК», только 1% при-боров учета в России может обеспечить автома-тизированную передачу данных.

На государственном уровне поставлена за-дача по переходу электроэнергетики страны на интеллектуальные сети Smart Grid.

Основными стимулами развития данного направления являются:

Государственная программа «Энергосбе-  режение и повышение энергоэффективности

до 2020 года» - катализатор процесса повыше-ния энергоэффективности.

«Программа развития систем коммерче-  ского учета электроэнергии», предполагающая оснащение 48 млн. потребителей по всей Рос-сии интеллектуальными приборами для уче-та расходов электроэнергии (проект принци-пиально одобрен Президиумом Правительства РФ 17 марта 2011 г.).

Ключевой элемент этой стратегии – «умный» учет энергоресурсов, или Smart Metering.

Smart metering – это современные, основан-ные на актуальных научно-технических дости-жениях комплексы аппаратных и программ-ных средств, обеспечивающие на качественно новом уровне надежность измерения энерге-тических ресурсов, контроль и управление их поставкой, транспортировкой и потреблением, автоматизированную обработку информации о потреблении ресурсов.

Наряду с государственной стратегией и со-ответствующей юридической базой, внедрение подобной технологии требует развития специ-ализированных программных комплексов, ре-шающих технологические задачи и адаптиро-ванных под российские требования и условия.

Задачи программного обеспечения для систем Smart MeteringПеред системами программного обеспечения Smart Metering стоят следующие ключевые задачи:

дистанционное считывание показаний  приборов учета энергоресурсов;

работа с большим (порой, много-  миллионным) количеством точек уче-та, обеспечивая при этом высокий уровень производительности;

дистанционный контроль параметров  качества электроэнергии;

дистанционное управление приборами  учета энергоресурсов;

Ольга Плахова, Инженерный центр “Энергоаудитконтроль”

IT для систем Smart MeteringСовременные комплексы Smart Metering («Умные измерения») требуют специализированного программного обеспечения. Готовы ли российские компании решать IT-задачи этой достаточно новой сферы для российской энергетики?

Рис. 1: Оценка государственной стратегии и юридической базы для внедрения систем Smart Metering в ЕС. (Источник: Smart Regions).

Тема с обложки

Page 47: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 47

дистанционное параметрирование при-  боров учета энергоресурсов;

дистанционное управление энерго-  потреблением;

регистрация событий приборов учета,  фактов несанкционированного доступа;

расчет потерь и сведение балансов;  создание любых иерархий объектов уче-  

та, ведение нормативно-справочной информа-ции, генерация отчетов и т.д.;

возможность обмена данными с другими  сертифицированными системами;

возможность адаптации под иные за-  дачи, предусмотренные бизнес-процессами заказчика.

В России и за рубежом в настоящее вре-мя существует немало программных продук-тов, предназначенных для работы в соста-ве автоматизированных информационно-измерительных системам коммерческого учета энергоресурсов (АИИС КУЭ).

Однако практика бизнеса порой требует но-вых разработок, необходимость которых вы-звана потребностями крупных проектов.

Так, при реализации крупнейшего в России проекта по внедрению системы Smart Meter-ing для нужд ОАО «РЖД» (240 тыс. «умных» приборов учета) специалисты компании-подрядчика «Инженерный центр «ЭНЕРГО-АУДИТКОНТРОЛЬ», проанализировав все

Рис. 2: Уровни организации интеллектуальных систем учета Smart Metering.

Тема с обложки

Smart metering – это современные, основанные на актуальных научно-технических достижениях комплексы аппаратных и программных средств, обеспечивающие на качественно новом уровне надежность измерения энергетических ресурсов

Page 48: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

48 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

возможные варианты использования готово-го программного обеспечения (как российско-го, так и зарубежного), пришли к выводу о це-лесообразности разработки собственного про-граммного продукта.

Уникальный по своей специфике и сложно-сти проект АИИС КУЭ РРЭ ОАО «РЖД» пред-усматривал создание системы в соответствии с требованиями Заказчика по всей территории распределенных сетей РЖД от Калининграда до Хабаровска. В рамках проекта был создан центр сбора и обработки данных (ЦСОД) уров-ня РЖД, в котором аккумулируется информа-ция, собираемая со всех приборов учета, уста-новленных на объектах Заказчика.

В ходе анализа существующих на рынке ре-шений выяснилось, что данный проект тре-бует от программного обеспечения более ши-рокой функциональности, высокой произво-дительности одновременно с адаптацией под российские условия и требования, нежели мог-ли предложить уже существующие программ-ные продукты.

Эти причины стали основой для разработ-ки уникально программного обеспечения, ко-торое позволило создавать масштабные систе-мы учета в соответствии со всеми российскими условиями и требованиями - речь идет о про-граммном обеспечении RDM (Resourсe Data Management), разработанном Инженерным центром «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ». RDM можно по праву назвать уникальной разработ-кой российских специалистов – это первая в России и одна из немногих в мире программ, разработанная для эксплуатации в составе ав-томатизированных систем с несколькими мил-лионами точек учета.

Пример успешной российской разработки – Resource Data Management (RDM)Программный комплекс RDM изначально раз-рабатывался именно для систем учета рознич-ных рынков электроэнергии.

Первоначальные требования к системе в проекте ОАО «РЖД»:

выполнение измерений, регистрация со-  стояний схем и средств измерений;

обеспечение единства времени про-  цессов измерения и регистрации;

сбор и организация хранения  данных результатов измерений;

расчет технологических  потерь, обнаружение коммер-

ческих потерь, анализ по-терь, расчет небалансов;

организация пор-  тального доступа пользователей;

Тема с обложки

Page 49: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 49

разграничение доступа к базам данных  для разных групп пользователей;

управление режимами электропотребле-  ния (ограничение отпуска электроэнергии).

В процессе реализации проекта АИИС КУЭ РРЭ ОАО «РЖД», программный комплекс верхнего уровня RDM был оптимизирован для хранения и обработки больших объемов ин-формации и получил оптимальную, легко мас-штабируемую и удобную в эксплуатации струк-туру. По учету электроэнергии ПО использует-ся для построения АИИС КУЭ в соответствии с требованиями розничного рынка электро-энергии. Существуют варианты конфигура-ции ПО для различных групп заказчиков (се-тевые, сбытовые компании, ЖКХ, администра-ции) с учетом функциональных потребностей. Предусмотрена возможность коммерческого и технического учета не только электроэнергии, но и других ресурсов (газ, тепло, вода) как про-мышленных, так и бытовых потребителей.

Данный набор функций соответствует са-мым передовым мировым разработкам в сфе-ре программного обеспечения систем Smart Metering.

ПО поддерживает оборудование различных производителей, этот перечень постоянно рас-ширяется – в RDM изначально заложены воз-можности адаптации под различные системы и приборы учета.

Благодаря данной системе, пользователь (поставщик электроэнергии) имеет возмож-ность осуществлять сбор профилей по точ-кам учета или группам таких точек с заданным интервалом времени по любым измеряемым прибором учета величинам (нагрузка, частота, напряжение, фазные углы, токи и др.). Поль-зователь просматривает диагностические дан-ные для анализа различных параметров, в том числе, и параметров качества электроэнергии. В системе отображается регистрация событий приборов учета, в том числе, прямо или кос-венно свидетельствующих о фактах несанкцио-нированного доступа и возможных хищениях. Специально для реализации проектов АСКУЭ РРЭ в RDM предусмотрены возможности от-правки массовых команд на любое количество приборов учета и мониторинга их выполнения в режиме реального времени.

В системе RDM предусмотрен мониторинг внештатных событий, их анализ и обработ-ка. Все события могут быть классифицирова-ны по важности в соответствии с правилами и требованиями самого пользователя. Систе-ма осуществляет мониторинг срочных собы-тий и предупреждений, дает возможность их обработки оператором системы. При работе с

событиями системы предусмотрена возмож-ность быстрого анализа причин внештатных ситуаций, в том числе, ситуаций прямо или косвенно свидетельствующих о несанкциони-рованном доступе. Оперативность в таких слу-чаях является ключевым критерием для пре-дотвращения нежелательных последствий.

Немаловажным являются функциональные особенности RDM по обеспечению безопасно-сти. В системе предусмотрена возможность на-стройки администратором соответствующих ограничений доступа для различных групп пользователей. Автоматизация всех процессов позволяет минимизировать влияние «челове-ческого» фактора.

За последнее время специалистами «Инже-нерного центра «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ» была произведена доработка функциональ-ных возможностей ПО в рамках развития си-стемы. Например, появилась возможность управления договорами и контрагентами, рас-чета агрегированных данных по потреблению электроэнергии, разработаны web-версия дис-петчера и web-кабинет абонента, что позволит пользователям работать в системе, используя обычный web-браузер. В 2012 г. запланирова-но дальнейшее развитие программного ком-плекса RDM для внедрения в проектах АСКУЭ как розничного, так и оптового рынков элек-троэнергии, а также адаптация системы для за-рубежных стран, в том числе ЕС.

Перед разработчиком программного ком-плекса открываются возможности разверты-вания ПО RDM за рубежом и получения меж-дународного опыта работы в странах, где идет или готовится внедрение масштабных интел-лектуальных систем учета энергоресурсов.

В заключение стоит отметить, что RDM – лишь один из успешных примеров российских инновационных разработок. Развитие россий-ской экономики невозможно без подобных ин-теллектуальных прорывов, вобравших в себя не только передовой опыт российских и зару-бежных технологий, но и адаптированных под существующие и перспективные российские условия и требования законодательства, к ко-торым, как правило, не приспособлены зару-бежные аналоги.

Что касается непосредственно сферы энер-гетики и, в частности, Smart Metering, то по-тенциал российских разработчиков позволя-ет в полном объеме осуществить внедрение ин-теллектуальных систем учета энергоресурсов в соответствии со всеми требованиями миро-вых стандартов.

CE

Тема с обложки

Page 50: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.flir.com

Один из таких объектов – завод Borealis по производству полиэтилена низкой плотности высокого давления (ПЭВД) в Стенунгсунде, Швеция, выпускает продукты для кабелей и проводов. Годовой объем продукции составляет 350000 тонн. Перерабатывающие мощности Borealis производят основной ингредиент – этилен, который превращается в полиэтилен в ходе процесса полимеризации под высоким давлением.

Этилен – легко воспламеняющийся углеводород. Для повышения

уровня безопасности на заводе и снижения негативного воздействия на окружающую среду Borealis закупил тепловизор FLIR для выявления утечек газа. Благодаря этому инструменту на заводе уверены, что каждая утечка газа будет обнаружена.

Тепловизор для обнаружения утечек газа – быстрый, бесконтактный измерительный инструмент, позволяющий визуализировать утечки газа в режиме реального времени. Там, где другие измерительные инструменты покажут только цифру, тепловизоры

Тепловизоры FLIR для обнаружения утечек газа улучшают экологическую обстановку и уровень безопасности на заводе Borealis StenungsundНа многих нефтехимических заводах выполняется переработка невидимых газообразных углеводородов. Работа с большинством этих газов так или иначе связана с вопросом безопасности. Одни могут быть токсичными или при длительном воздействии на человека ухудшать здоровье. Другие – легко воспламенимы или даже взрывоопасны, большинство из них наносят вред окружающей среде при выбросах в атмосферу в большом объеме. Поэтому обнаружение утечек является критически важной задачей для нефтехимических заводов.

На экране утечки видны в виде струи пара.

Инспектор смены ПЭВД Ян Эке Шиллер сначала скептически отнесся к решению, однако теперь он убежден в потенциале тепловидения.

????????

Page 51: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

предоставят реальное изображение, значительно облегчая весь процесс поиска утечек. Их также можно использовать в труднодоступных местах, так как они могут обнаружить утечку с некоторого расстояния. «Когда я только начал пробовать эту новую технологию, то очень сомневался», - говорит инспектор смены ПЭВД Ян Эке Шиллер. «Однако, посмотрев тепловизоры в действии, я сразу осознал их огромный потенциал для обнаружения утечек здесь на полиэтиленовом заводе и на нефтехимических заводах в целом».

Преимущества видеообнаружения утечекДо приобретения тепловизора FLIR GF306 Шиллер с коллегами использовали газоанализаторы – устройства, измеряющие концентрацию газа в определенном месте и отображающие значение концентрации в частицах на миллион (ppm). «Главное преимущество тепловизора – он позволяет увидеть утечку глазами», - говорит Шиллер. «Если газоанализаторы просто показывают число, то тепловизор покажет утечку газа в любой точке в поле зрения прибора». Это значительно ускоряет процесс инспекции. Теперь, когда у нас есть тепловизоры FLIR для обнаружения утечек газа, мы можем быстро провести проверку при любом запуске оборудования. Мы можем осмотреть до 80% всей территории завода примерно за 30 минут. С газоанализаторами для того же результата потребуется команда из 10 человек на два полных рабочих дня». Но это не означает, что мы перестали использовать газоанализатор, подчеркивает Шиллер. «Мы используем

газоанализаторы совместно с тепловизорами. Тепловизорами мы находим утечку, а газоанализаторами измеряем ее объем». Шиллера удивила высокая чувствительностью тепловизора FLIRGF306. «Я находил утечки, объем которых определялся газоанализатором в 100 ppm. При работе в режиме высокой чувствительности она может обнаружить еще более слабые утечки – примерно от 70 ppm. Благодаря этому оператор может работать с безопасного расстояния».

Режим высокой чувствительностиРежим высокой чувствительности (HSM) – специальная функция всех

тепловизоров серии GF-Series. Это технология обработки видео, основанная на вычитании изображения, значительно улучшающая тепловую чувствительность камеры. Функция HSM вычитает количество отдельных пикселей на кадрах видеозаписи из следующих кадров, выделяя струю газа на изображениях. О всех подлежащих устранению утечках сообщается техническому персоналу. По словам Шиллера, в этом процессе тепловизоры также предпочтительнее газоанализаторов. «При использовании газоанализатора надо точно описать место утечки, иногда не самыми простыми словами. С тепловизором же мы можем просто прикрепить видео к наряду, и техники сами увидят, где находится утечка. Благодаря этому я могу тратить меньше времени на написание отчетов, и больше – на осмотр завода, выявляя утечки или выполняя другие задачи».

Более частые проверкиПо словам Шиллера, значительное сокращение длительности проверок благодаря тепловизору FLIR GF306 позволяет значительно увеличить

Для обнаружения утечки газоанализатором его требуется подвести точно к месту утечки. Тепловизоры могут показать утечку в любой точке в рамках поля зрения прибора.

Небольшая утечка газа, обнаруженная тепловизором, замеряется газоанализатором. Низкая концентрация не превышает установленного предела, поэтому этой утечке не присваивается высокий приоритет.

Полиэтилен используется в производстве различных видов пластика, от изоляции кабелей до автомобильных панелей.

В центре управления ведется контроль за всеми газовыми потоками на заводе.

Page 52: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

частоту обнаружения утечек. «С газоанализаторами мы проводили ежегодные проверки. На осмотр всех трубопроводов завода общей длиной более 100 километров команде специалистов с газоанализаторами требовалась неделя. С тепловизором для поиска утечек газа это занимает один человекодень. Благодаря тепловизору мы можем проводить проверку всего завода дважды в год, а также делать быстрый осмотр при запуске оборудования. Так что частота проверок значительно возросла».

Устройство, используемой с такой частотой, с которой используют тепловизор FLIR GF306 на заводе Borealisв Стенунгсунде, должно быть легким, компактным и удобным, с минимальной нагрузкой на спину и руки. Тепловизоры серии GF-Series имеют эргономичный дизайн. Благодаря вращающейся рукоятке, удобно расположенным кнопкам, поворачивающемуся видоискателю и ЖК-экрану, тепловизор FLIR GF306 обладает улучшенной эргономикой, повышающей безопасность работника.

Тепловизор FLIR GF306 относительно легок и компактен – его вес составляет 2,4 кг .

Поглощение в инфракрасной областиТепловизор FLIR GF306 для обнаружения утечек газа оборудован инфракрасным фотодетектором на квантовой яме, формирующим изображения разрешением 320 х 240 пикселей с тепловой чувствительностью в 25 мК (0,025 °C). Визуализация утечки газа выполняется с помощью технологии поглощения в инфракрасной области спектра. Газы поглощают электромагнитное излучение в определенной области спектра. Тепловизоры FLIRGF-Series оснащены специальными фильтром, микроболометром и оптикой, специально настроенными на эту часть спектрального диапазона. Поскольку газ поглощает инфракрасное излучение, поглощается и излучение от объектов за слоем газа, что видно на тепловом изображении в виде струи черного или белого цвета, в зависимости от значения настроек «горячее белым» или «горячее черным».

Запись видеоПомимо вывода изображений в режиме реального времени, тепловизор FLIR GF306 может записывать видео как видимого, так и теплового диапазона. «Это очень важно, так как динамичная струя газа лучше видна на видео, чем на неподвижной картинке», - объясняет Шиллер. «Обычно для отчетов об утечках мы сначала записываем видео видимого диапазона, чтобы техники поняли место, затем переключаемся на режим обнаружения газа для указания на утечку, и потом снова на видимый диапазон для закрепления места. Этот метод хорошо себя зарекомендовал».

Шиллер рассказывает дальше: «Наш завод относительно новый, он был открыт несколько лет назад вместо старого полиэтиленового завода. Поначалу здесь имелись проблемы, однако с помощью тепловизоров мы смогли сделать его одним из наиболее надежных заводов в мире в плане утечек газа. Простой пример – новый завод производит в два раза больше полиэтилена, чем старый, и при этом выброс летучих органических соединений из-за утечек уменьшился

Тепловизор GF306 способен обнаружить даже небольшие утечки на расстоянии – например, эта утечка была обнаружена в режиме HSM.

В режиме HSM утечка видна более четко, нежели на обычном изображении.

Тепловизор для поиска утечек газа FLIR GF306 может показывать утечки в режиме реального времени

Page 53: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

Более подробную информацию о тепловизорах или этом примере вы можете получить в:

FLIR ATS19 Boulevard BidaultF77183, Croissy BeaubourgFRANCEТелефон : +33 (0)1 60 37 01 00Факс : +33 (0)1 64 11 37 55e-mail : [email protected]

в 10 раз. Я считаю, что такое низкое значение стало возможным благодаря тепловизорам FLIR GF306».

Обнаружение утечек в неожиданных местахПо словам Шиллера, одним из преимуществ использования тепловизора является обнаружение утечек там, где их не ждешь. «Утечки могут возникнуть в самых неожиданных местах. Был случай, когда опора трубы была приварена к изгибу трубопровода, причем сварщик перестарался и газ протекал в опору. С тепловизором мы очень просто обнаружили выброс газа из опоры, а с газоанализатором на это могли бы уйти годы или мы бы вообще никогда не нашли это – ведь кому придет в голову искать утечку из опоры трубы?».

«Другой пример неожиданного места утечки – изоляция трубы. Из-за утечки в месте соединения на одном конце трубы газ пробивался под изоляцию и выходил наружу на другом конце. И это всего лишь пара примеров из множества найденных тепловизором утечек, которые мы

T820

xxx

{EN

-uk}

_A

никогда не нашли бы газоанализатором. Для обнаружения утечки газоанализатор надо подвести прямо к месту утечки, поэтому инспектор проверяет только те места, где он ожидает утечек. Тепловизор же покажет все утечки в пределах поля зрения прибора. С ним вы сможете просто и быстро обнаружить утечки, а также значительно ускорить процесс проверок».

Окупаемость инвестиций«Некоторые компании неохотно относятся к приобретению тепловизора для обнаружения утечек газа из-за его дороговизны – ведь газоанализатор намного дешевле», - продолжает Шиллер. «Однако не стоит учитывать лишь цену покупки. Во-первых, проверка газоанализаторами намного более трудоемка, а стоимость одного человекочаса весьма высока, по крайней мере здесь, в Европе. Во-вторых, утечки в неожиданных местах очень сложно найти и легко пропустить газоанализатором. Тепловизор же поможет обеспечить безопасность работников и людей поблизости, а на мой взгляд, безопасность определенно стоит

вложенных в нее средств. Тепловизоры также повышают чувство безопасности у самих работников. Они чувствуют себя увереннее, зная, что ни одна утечка газа не ускользнет от тепловизора FLIRGF306».«И еще одно немаловажное преимущество тепловизора – сокращение выбросов газа в атмосферу», - говорит Шиллер. «С учетом того, что эти газы являются нашим основным материалом, было бы глупо терять их из-за утечек. Гораздо лучше превратить их в пластик. Поэтому любая утечка газа по сути является и утечкой денег. Поэтому я глубоко уверен, что тепловизор для обнаружения утечек газа стоит вложенных в него средств».

Утечки могут бытьв самых неожиданных местах – например, в этой опоре трубы.

Другое неожиданное место утечки. Из-за плохого соединения газ утекает в изоляционный материал.

Из клапана происходит утечка этилена, что отображается в виде белого дыма на тепловом изображении.

Видео HSM четко показывает утечку газа.

в 10 раз. Я считаю, что такое низкое

Page 54: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

54 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Преимущества внутренне присущей безопасно-сти в сочетании с высокой мощностью позволяют создать мощные искробезопасные магистраль-ные линии связи. Это обеспечивается благода-ря комбинации инновационных высокотехноло-гичных серий FieldConnex производства Pepperl + Fuchs. Резервированный концентратор мощ-ности DART Power Hub обеспечивает питание для полевых приборов и подключение к систе-ме DCS. В настоящее время искробезопасные компоненты полевых шин, используемые в сетях FOUNDATION Fieldbus H1 и PROFIBUS PA, под-ключаются к модулям защиты сегмента DART. Продукция прошла сертификацию на соответ-ствие стандарту IEC 60079-11.

Производитель демонстрирует практическое при-менение новой технологии взрывозащиты. Ком-поненты полевой шины DART Fieldbus по своей конструкции базируются на инфраструктуре по-левой сети FieldConnex, которая уже подсоеди-няет более 700000 приборов к системе DCS во всем мире.

• Полевые шины с оборудованием DART уже доступны.

• Полностью искробезопасный сегмент полевой шины высокой мощности для зоны 1.

• Искробезопасные магистральные линии свя-зи высокой мощности благодаря технологии DART.

• Большие сегменты с большим количеством устройств и увеличенной длиной кабелей.

• Простая искробезопасная установка.

www.pepperl-fuchs.ru

Программное обеспечение iX 2.0 уменьшает путь от идеи в области ЧМИ до полностью готового к внедре-нию, интуитивно понятного прило-жения. Интеллектуальные средства проектирования и улучшенное меню с лентами предоставляет знакомую и похожую на Windows среду, обеспе-чивая существенный выигрыш по вре-мени для разработчиков проекта.

Благодаря реализации инструмен-тов навигации в таких повседневно используемых приложениях, как мо-бильные устройства, iX 2.0 предо-ставляет новые способы взаимодей-ствия с машинами, используя про-

крутку и подхват выделенного текста мышью. Такие свойства программы, как «Action menu» (меню действий), позволяющее использовать многоу-ровневые меню и быстрое выполнение и хорошо известная «Roller panel» (панель прокрутки) помогают поместить наиболее необходимую информа-цию там, где она требуется оператору, что экономит пространство экрана и позволяет работать без обращения к руководству. Многочисленные ин-туитивно понятные приложения помогают оператору принимать правиль-ные решения, благодаря чему выполнение операции становится безопас-нее, а производительность возрастает.

Компания Beijer Electronics запускает программное обеспечение для ЧМИ iX 2.0, где предлагается большое количество различных способов персо-нализации приложения, включая даже настройку системных диалоговых окон. Визуальная выразительность устройства и бренд компании помога-ют машиностроителям и другим специалистам повысить свою конкурен-тоспособность. Программа iX предоставляет полностью работоспособный и готовый к использованию ЧМИ, а также предлагает возможность добав-ления, например, компонентов .NET и настройки функциональности в со-ответствии с пожеланиями заказчика благодаря написанию скриптов на C#, так как программа построена на базе Microsoft .NET Framework.

Операторские панели Beijer Electronics позволяют осуществлять обмен ин-формацией с помощью сетей панелей, не зависимо от размеров и про-изводительности, что позволяет пользователям совместно и без затруд-нений использовать информацию и обеспечивать надежное управление сложными машинами даже на больших расстояниях. Панели могут рабо-тать в качестве сервера и клиента OPC UA, обеспечивая распространение информации между этажами завода и системами планирования и управ-ления, а встроенный генератор отчетов импортирует рисунки в Excel для сохранения и вывода на печать. В роли серверов панели Beijer Electronics позволяют инженерам легко создавать веб-страницы, к которым опера-торы или руководители могут получать доступ, например, с мобильных устройств, что способствует более эффективной работе.

www.beijerelectronics.se

Beijer Electronics

Новый человеко-машинный интерфейс iX 2.0 DART Fieldbus – полевая шина с оборудованием DART

Pepperl+Fuchs

ТЕхнОлОгИИ

Page 55: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 55

Компания Advantech расширила линейку промышленных па-нельных компьютеров серии TPC-71H и вслед за моделями с 15- и 6-дюймовыми экранами выпустила две новые панели управления с диагоналями 10 и 12 дюймов. Панельные ком-пьютеры данной серии имеют дополнительные каналы дис-кретного ввода/вывода, а также возможность управления по-средством полевых шин. 10 и 12-дюймовые модели выпол-нены на базе процессора Intel® AtomTM 1.8 ГГц с низким энергопотреблением и безвентиляторной системой охлажде-ния, что делает их идеальным решением для широкого спек-тра систем промышленной автоматизации.

Панельные компьютеры серии TPC-71H оснащены слотом расширения PCI-E с поддержкой четырех коммуникацион-ных протоколов (Profibus, PROFINET, EtherCAT и Powerlink). Это позволяет легко подключать различные ПЛК, в том чис-ле ПЛК серии APAX, для организации систем мониторинга и управления, а также в перспективе использовать данные панельные компьютеры в системах IoT (Internet of Things). Кроме того, модели серии TPC-71H (кроме 6-дюймовой) оснащены восьмью изолированными каналами дискретно-го ввода и дискретного вывода для подключения различных датчиков и реализации функции аварийной сигнализации в системах промышленной автоматизации.

Панельные компьютеры серии TPC-71 имеют встроенные часы реального времени, работающие от резервной батареи, для обеспечения безотказной работы и сохранности данных в случае аварийного отключения системы питания. Наличие внешней антенны и возможность подключения дополнитель-ных модулей связи Wi-Fi, GPS и Bluetooth обеспечивают вы-сокопроизводительную работу панельных компьютеров се-рии TPC-71H в беспроводных сетях.

www.advantech.com

DMU-3010 – модуль удаленного ввода/вывода для применения на ветряных электростанциях и в системах автоматизации зданий

Advantech Advantech

Компания Advantech представляет DMU-3010. Модуль осна-щен каналами ввода/вывода различных типов и способен функционировать в расширенном диапазоне рабочих тем-ператур. Кроме того, модуль отличается простотой конфи-гурирования и высокой экономической эффективностью использования.

DMU-3010 позволяет работать с различными устройства-ми без использования дополнительных модулей расширения благодаря ряду встроенных каналов ввода/вывода. К ним от-носятся 8 каналов аналогового ввода, 8 каналов дискретно-го ввода и 4 канала дискретного вывода. Это значительно со-кращает затраты на приобретение оборудования и последую-щее обслуживание системы.

Модуль DMU-3010 разработан специально для работы в жестких условиях эксплуатации, поэтому способен безот-казно функционировать при температурах окружающей сре-ды от -40 до 70 °C. В следствие этого, DMU-3010 являет-ся идеальным решением для систем мониторинга ветровых электростанций, расположенных в отдаленных областях.

Процессы получения данных и управления модулями DMU-3010 осуществляются удаленно по сети Internet с по-мощью программного обеспечения SCADA, например, WebAccess. Программная утилита Advantech Domain Focused Configuration Tool позволяет разработчику произвести необхо-димые настройки в краткий период времени.

www. advantech.com

ТЕхнОлОгИИDART Fieldbus – полевая шина с оборудованием DART

Новые 10- и 12-дюймовые промышленные панельные компьютеры с возможностью управления с помощью полевых шин

Page 56: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

56 • июнь 2012 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ • www.controlengineering.ru

Компания Texas Instruments Incorporated расширила свою линейку высокопроизводи-тельных микросхем тактиро-вания двумя новыми семей-ствами универсальных бу-феров тактовых сигналов. CDCLVC1310 - это LVCMOS буфер тактового сигнала, обе-спечивающий наименьший в отрасли уровень фазовых шумов -169 Дб/Гц в режиме

работы от кварцевого резонатора. LMK00101/05 дополняют семейство буферов с гибкой конфигурацией уровней напряжения выходного сигна-ла. LMK00301/04/06/08 - семейство дифференциальных буферов, отли-чающихся сверхмалым вносимым джиттером: не более 51 фемтосекун-ду (фс).

Новые устройства обеспечивают минимальный джиттер и фазовое сме-щение, и оснащены преобразователем уровней сигнала. Область при-менения новых семейств буферов включает сетевое и коммуникацион-ное оборудование, медицинские системы формирования изображения, контрольно-измерительные приборы и системы радиолокации.

Отличительные особенности и преимущества CDCLVC1310, LMK00101/105• Наименьший в своем классе уровень шума в режиме работы от квар-

цевого резонатора и сверхмалый вносимый джиттер фазы (25 фс) по-вышает качество системных каналов связи и улучшает отношение сиг-нал/шум (SNR).

• Универсальная архитектура входа (LVPECL, LVDS, HCSL, SSTL, LVCMOS) и встроенный преобразователь сигнала и уровня напряже-ния снижают занимаемую площадь печатной платы на 50%.

• Универсальное напряжение питания линий ввода/вывода (1,5 В; 1,8 В; 2,5 В; 3,3 В) упрощает схему и стоимость комплектации (BOM) на 50%.

Отличительные особенности и преимущества LMK00301/04/06/08• Вносимый джиттер фазы 51 фс при 156,25 МГц (от 12 кГц до 20 МГц)

повышает качество системных каналов связи и обеспечивает в два раза большую гибкость применения по сравнению с ближайшим конку-рирующим решением.

• Универсальная архитектура выхода и встроенные преобразователи сигнала и уровня напряжения позволяют отказаться от логической схе-мы интерфейса и дополнительных компонентов, уменьшив занимае-мую площадь печатной платы на 50%.

• Возможность конфигурации выходного тактового сигнала снижают за-траты пользователя на освоение устройства более чем наполовину.

www.ti.com

Осредняющая напорная трубка Annubar 585 Main Steam позволя-ет эффективно измерять расход пара при температуре до 600˚С и давлении до 261 атм. Преиму-щества измерения расхода и ко-личества пара с ей применени-ем теперь доступны и заказчи-кам в России. В конце 2011 года ФГУП «ВНИИМС» по заказу ком-пании Emerson была разработана и утверждена методика выполне-ния измерений «Расход и количе-ство жидкостей и газов с помо-щью осредняющих напорных тру-бок (ОНТ) «Annubar Diamond II+», «Annubar 285», «Annubar 485», «Annubar 585» (МИ2667- 2011). Благодаря этому стало возмож-ным применение ОНТ Annubar различных моди-фикаций для измерения расхода на территории России и стран СНГ. ОНТ Annubar обладает ря-дом преимуществ, таких как простота установки, низкие безвозвратные потери давления в трубо-проводе и применение в различных средах.Так, для применения в жестких условиях эксплу-атации используется специально разработанный первичный элемент Annubar 585 Main Steam. Уникальная конструкция ОНТ Annubar 585 позво-ляет добиться максимальной устойчивости к раз-рушающему воздействию высокой температу-ры, давления и вибрации при измерении расхо-да и количества пара.

Отсутствие сварных соединений в потоке позво-ляет гарантировать надежность эксплуатации первичного элемента Annubar 585, изготовлен-ного из цельного металлического прутка. Благо-даря такой конструкции Annubar 585 применяет-ся в любых экстремальных условиях, в том чис-ле и для измерения расхода агрессивных сред с высокой температурой, давлением и скоро-стью потока. Например, для измерения расхода острого пара на ТЭС при температуре до 600˚С и давлении до 261 атм. Дополнительным пре-имуществом является возможность легкого де-монтажа при проведении регламентных работ. Таким образом, применение ОНТ Annubar 585 повышает эффективность измерений расхода и уменьшает затраты при проектировании, уста-новке и эксплуатации.

www.metran.ru

Emerson

Измерение расхода и количества пара стало проще с ОНТ Annubar 585

Буферы тактовых сигналов со сверхнизким уровнем шумов и минимальным джиттером

Texas Instruments

ТЕхнОлОгИИ

Page 57: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

www.controlengineering.ru • CONTROL ENGINEERING РОССИЯ июнь 2012 • 57

Центральные телеком-муникационные и ком-мутационные стан-ции получают центра-лизованное питание -48 В постоянного тока, поэтому в системах AdvancedTCA преду-смотрен соответствую-щий вход. Вне коммута-

ционных станций и подобных объектов инфраструктуры обычно используется сеть переменного тока. По этой причине компания Schroff разработала подходящие решения для питания перемен-ного тока, которые могут применяться в системах AdvancedTCA. Они не встраиваются непосредственно в системы в качестве стан-дартных компонентов. Таким образом, пользователь может рабо-тать с одинаковым шасси AdvancedTCA для решений с питани-ем как переменного, так и постоянного тока. С помощью дополни-тельного элемента Power Shelf (1 U), который можно установить в любое место в шкафу, первичное напряжение переменного тока преобразуется в питание -48 В постоянного тока, которое мо-жет подаваться на системы. Благодаря модулю переменного тока PEM с интерфейсом PMbus можно интегрировать Power Shelf в AdvancedTCA-Shelf Management.

Первыми системами AdvancedTCA, которые можно оснастить Power Shelf, являются система (5 U, 6 слотов) с объединительной платой 40 G и тройной топологией Replicated Mesh и новая систе-ма (2 U, 2 слота) с объединительной платой 40 G и 15-кратно со-единенным Fabric интерфейсом. Базовый интерфейс доступен в конфигурации Hub/Hub или Node/Node с сопряженным слотом Shelf Manager. В данной системе элемент Power Shelf с питанием переменного тока (850 Вт) используется в качестве дополнитель-ного решения, которое располагается в корзине для плат Rear IO. Благодаря этому отпадает необходимость в дополнительном мон-тажном пространстве над системой или под ней. Модули PEM пе-ременного тока для других систем Schroff AdvancedTCA находят-ся в разработке.

Power Shelf (1 U) состоит из модулей питания (до 4 шт.), так на-зываемых Frontends, с помощью которых можно создать резер-вирование 1:1. С 2 800 Вт на модуль при 230 Вперем. тока и дву-мя выходами постоянного тока в общей сложности на систему AdvancedTCA можно подать питание 5,6 кВт с полным резервиро-ванием. Благодаря Shelf-Management каждый модуль электропи-тания контролируется и регулируется по отдельности, обо всех не-поладках сообщается пользователю, за счет чего он может при-нять меры, например, перед предполагаемым выходом системы из строя.

www.schroff.ru/systems

Система AdvancedTCA (5 U, 6 слотов и 2 U, 2 слота) со входом питания от переменного тока

Виброметр Fluke 805 выводит измерение вибрации на новый уровень

– портативный мно-гофункциональный прибор для провер-ки вибрации, кото-рый представляет поддающуюся ко-личественному вы-ражению информа-цию о подшипниках и по общему состо-янию двигателей и другого вращающе-гося оборудования. Прибор Fluke 805 идеально подхо-дит для цеховых бригад по поиску и устранению механи-ческих неисправностей, которым требуются надежные результаты регулярно проводимых измерений вращаю-щегося оборудования для принятия важных решений по выполнению обслуживания.

Fluke 805 позволяет измерить:• Общий уровень вибрации – модель 805 измеряет об-

щий уровень вибрации в диапазоне от 10 до 1000 Гц и предоставляет четырехуровневую оценку общего состояния по вибрации и состояния подшипников.

• Состояние несущих узлов (CF+, или пик-фактор плюс) Виброметр 805 определяет пики сигнала вибрации шарикоподшипников в диапазоне от 4000 Гц до 20000 Гц, в нем используется проприетарный алгоритм для интерпретации степени критичности, чтобы опреде-лить износ подшипников.

• Температура поверхности– ИК-датчик автоматиче-ски измеряет температуру, ее значение отображается вместе со значениями вибрации для более глубокого понимания состояния оборудования.

В портативном виброметре 805 используется уникаль-ный наконечник датчика, рассчитанныйна минимизацию разброса измерений, вызванных углом наклона при-бора и силой нажатия. Это позволяет сократить ошиб-ки оператора, повысить точность и надежность изме-рений уровня вибрации. В приборе также есть шкала критичности общего уровня вибрации и состояния под-шипников, что обеспечивает большую информативность в сравнении с традиционными виброметрами. Регистри-руемые данные легко конвертируются в формат Excel для создания отчетов об анализе тенденций.

www.fluke.com

ТЕхнОлОгИИSchroff Fluke

Корпорация Fluke представ-ляет виброметр Fluke 805

Page 58: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

ФИРМА СТРАНИЦА САЙТ ТЕЛЕФОН

ВНИИР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.vniir.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 8352 39 00 00

ГК ПМСОФТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.pmsoft.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 669 10 43

ИнСАТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.insat.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 989 22 49

Ленэкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17, 43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.lenexpo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 812 321 26 15

OMRON Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.omron.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 648 94 50

Примэкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47. IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.primexpo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 812 380 60 00

РТСофт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5, 50, 51, 52 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.rtsoft.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 967 15 05

Сервотехника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.servotechnica.ru . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 797 88 66

УралЭлектра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.uralelectra.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 343 351 07 777

ФарЭкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25, 55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.farexpo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 812 777 04 07

Шнейдер Электрик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5, 9, 11, 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.schneider-electric.ru . . . . . . . . . . . . +7 495 797 40 00

Энергострой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.energostroy-mn.ru . . . . . . . . . . . . . . +7 495 792 50 25

Balluff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.balluff.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 780 71 94

FLIR Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14, 49, 54 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.flir.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 785 37 97

HMS Industrial Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.industrialnets.ru . . . . . . . . . . . . . . . . +7 912 774 86 65

Honeywell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.honeywell.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 796 98 00

National Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52, 53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.national.com

NXP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50, 54 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.nxp.com

Schroff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.schroff.ru

ФИРМА СТРАНИЦА САЙТ ТЕЛЕФОН

Advantech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.advantech.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 232 16 92

FLIR Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.flir.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 785 37 97

FLUKE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.fluke.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 231 70 46

Honeywell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.honeywell.com . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 796 98 00

Invensys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20, IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.iom.invensys.com/ru . . . . . . . . . . . . +7 495 663 77 73

ITE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.ite-expo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 935 73 50

ProSoft Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.prosoft-technology.com . . . . . . . . . . +1 661 716 5100

Schroff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.schroff.ru

Ленэкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.lenexpo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 812 321 26 25

МВК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.mvk.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 935 81 00

Примэкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.primexpo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 812 380 60 00

ФарЭкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.farexpo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 812 777 04 07

Экспотроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8, 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.pta-expo.ru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +7 495 234 22 10

Page 59: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

A S I A P A C I F I C | A F R I C A | E U R O P E | M I D D L E E A S T | L A T I N A M E R I C A | N O R T H A M E R I C A

С ПРОВОДАМИ ИЛИ БЕЗ НИХ, ВАМ ТРЕБУЕТСЯ НАДЕЖНАЯ СВЯЗЬ.

Более 20 лет ProSoft Technology является предпочтительным поставщиком решений связи для ведущих компаний по производству средств автоматизации и управления производственным процессом. ProSoft Technology разрабатывает уникальные проводные и беспроводные решения промышленных сетей, поддерживаемые с помощью распределительных сетей во всем мире.

Более 60 интерфейсов промышленных протоколовEtherNet/IP, Modbus, Modbus TCP/IP,

PROFIBUS, Industrial Ethernet, DNP 3.0, IEC

60870-5, DH-485, DF1, ASCII, HART, BACnet...

Промышленная радиосвязьПромышленный стандарт 802.11a/b/g/n,

скачкообразная перестройка частоты,

Ethernet и/или последовательная

радиосвязь...

Непревзойденная техническая поддержкаРаспространение по всему миру, 24/7, на

протяжении всего срока службы изделия...

Where Automation Connects.www.prosoft-technology.com/russia

[email protected]

В тесном сотрудничестве с вашей организацией, ProSoft Technology поможет вам сделать ни больше не меньше, как: • Снизить разработку технологии сети • Упростить системную интеграцию • Ускорить установку в полевых условиях • Уменьшить эксплуатационные расходы • Снизить воздействие на окружающую среду •

B01V-24b RU-ContEngRussia 200x267mm DRAFT02.indd 1 8/11/2011 5:23:21 PM

Page 60: июнь 2012 IT для систем Smart Metering · Компьютерный дизайн и верстка Томаш Костро Реклама OOO Трейд Медиа Интернэшнл

Обеспечьте безопасность своего будущего с Foxboro и Triconex

Avantis Eurotherm Foxboro IMServ InFusion SimSci-Esscor Skelta Triconex Wonderware

© Copyright 2012. All rights reserved. Invensys, the Invensys logo, Avantis, Eurotherm, Foxboro, IMServ, InFusion, Skelta, SimSci-Esscor, Triconex and Wonderware are trademarks of Invensys plc, its subsidiaries or affiliates. All other brands and product names may be trademarks of their respective owners.

Реальное сотрудничество. Результаты в реальном времени.

Примените наш уникальный, комплексный подход, чтобы избежать рисков

и издержек от использования устаревшего оборудования. Наметьте свой

собственный путь, посетив iom.invensys.com/Modernize.

Самый простой путь к модернизации.

ООО “Инвенсис Проусесс Системс”123022, Россия, Москва, Звенигородское ш., д. 18/20, к.1

Тел.: +7 495 6637773; Факс: +7 495 6637774http://iom.invensys.ru