Embed Size (px)
Citation preview
Http
://w
ww
.avt
prom
.ru
с е н т я б р ь 2 0 1 5А В Т О М А Т И З А Ц И Я В П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т И16
ОБСУЖДАЕМ ТЕМУ...
ПО PROJ – НОВОЕ СЛОВО В ПРОЕКТИРОВАНИИ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСЕТЕВЫХ ОБЪЕКТОВ
И. З. Хусяинов (Компания «Прософт-Системы»)Представлено специализированное программное обеспечение ProJ уровня САПР, разработанное инженерами компании «Прософт-Системы». Рассмотрены особенности работы с ПО ProJ. Показана эффективность использования данной САПР при проектировании систем на базе оборудования собственного производства компании.
Ключевые слова: САПР, автоматизация проектирования, АСУТП, электросетевые объекты.
В настоящее время на рынке проектирования складывается непростая ситуация. Наряду с тради-ционными проектными институтами появляются небольшие организации, а на предприятиях заказчи-ка создаются специализированные проектные под-разделения, которые не обладают достаточным опы-том и необходимой квалификацией.
С другой стороны, непрерывное обновление про-дуктовых линеек и наращивание функционала про-ектируемых приборов потенциально не позволяет предусмотреть использование всех возможностей оборудования при разработке проекта. Кроме того, из-за сокращения стоимости выполняемых работ и высокой конкуренции на рынке уменьшаются сро-ки проектирования, а качество документации ухуд-шается.
В этих условиях выбор и использование систем ав-томатизированного проектирования (САПР) приоб-ретает особое значение.
Разработка специализированных САПР На сегодняшний день известен ряд крупных
САПР [1–3]. Однако их эффективное использование требует не только крупных финансовых инвести-ций, но и значительных временных ресурсов. Кроме того, отсутствие встроенных автоматизированных алгоритмов обработки данных требует дополнитель-ного программирования на API с привлечением высококвали-фицированных специалистов.
Таким образом, ввиду высо-кой стоимости и длительных сро-ков внедрения небольшие ком-пании вынуждены отказываться от применения универсальных САПР и искать альтернативные решения.
В этой ситуации наиболее качественно, оперативно и при этом экономично справиться с поставленной задачей поможет использование специализиро-ванных программных продуктов. Именно поэтому в 2014 г. специ-алистами компании «Прософт-Системы» была разработана соб-ственная САПР — программный комплекс ProJ (рис. 1).
Отличительные особенности ПО ProJ Специализированное ПО ProJ предназначено ис-
ключительно для проектирования систем на базе оборудования, разработанного в «Прософт-Систе-мы». Данное ПО может быть использовано не только на этапе проектирования, но и на протяжении всего жизненного цикла систем.
Алгоритмы ПО ProJ позволяют автоматизировать как процесс формирования смысловой части проек-та — принципиальных схем, так и конфигурирование контроллеров. За счет привязки к конкретному оборудо-ванию программный комплекс ProJ становится необхо-димым инструментом, обеспечивающим быстрое и ком-фортное внедрение, а также удобную эксплуатацию.
Особое внимание специалисты «Прософт-Си-стемы» уделили разработке адаптированного интер-фейса, ориентированного на проектировщиков АСУ и электротехнический обслуживающий персонал.
Ввод данных в ПО ProJ На первом этапе проектирования осуществляет-
ся ввод исходных данных, полученных в результате предпроектного обследования. Это наиболее трудо-емкий этап при использовании САПР. Однако благо-даря новой разработке «Прософт-Системы» освоить его сможет даже начинающий пользователь в течение нескольких часов.
Рис.1
Http
://w
ww
.avt
prom
.ru
А В Т О М А Т И З А Ц И Я В П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т И 17с е н т я б р ь 2 0 1 5
ОБСУЖДАЕМ ТЕМУ...
Ввод данных осуществляется в простой и по-нятной для пользователя форме. ПО ProJ позволяет контролировать объем данных, пропуская необяза-тельные либо отсутствующие на этой стадии проекти-рования данные. Кроме того, за счет жесткой струк-туры данных и встроенных проверок ошибочные действия пользователя полностью исключены.
Ввод данных в САПР ProJ осуществляется тремя способами.
1. С использованием однолинейной схемы с помо-щью специализированного окна программы — поль-зователь переносит в САПР однолинейную схему объекта и определяет объем сигналов, собираемых с каждого элемента.
2. С использованием планов и общих видов шка-фов и устройств — пользователь размещает на планах объекта шкафы и устройства с набором соответству-ющих сигналов.
3. Через импорт данных из Excel — исходя из полу-ченных данных автоматически создается электронная модель объекта.
Исходными данными для проекта автоматизации электросетевого объекта являются:
• главная схема первичных соединений, включаю-щая диспетчерские наименования;
• планы размещения оборудования и организации кабельных трасс;
• схемы принципиальные полные;• фотографии (если объект существующий).Редактор схем первичной коммутации позволяет
изобразить главную электрическую схему подстан-ции с нанесением на нее всего основного силового оборудования. Для всех элементов создаются подпи-си. С помощью цветового оформления разделяются участки электрической цепи различного класса на-пряжения.
Также на схеме определяется объем сигналов со-стояния и управления оборудованием, включающий такие признаки элемента схемы, как:
• источник телесигнала;• элемент, подключенный к системе оперативной
блокировки разъединителей (ОБР);• элемент, осуществляющий телеуправление
из АСУТП;• источник телеизмерений.Ввод данных с использованием редактора планов
реализован путем размещения шкафов и устройств,
в соответствии с их реальным расположением в электроустановке. Данный процесс необходим для занесения информации о сигналах аварийно-предупредительной сигнализации, полученных от оборудования, не отображаемого на однолиней-ной схеме.
Алгоритмы обработки и выгрузки данных После ввода данных пользователь получает гото-
вую электронную модель электросетевого объекта. Ее детальность определяется заказчиком. При желании можно сформировать электронную модель объекта с максимально полной информацией по оборудова-нию, включая его производителя, год выпуска и дру-гие данные.
Далее вручную задается линейка оборудования для реализации проекта и указываются трассы проклад-ки кабелей. Затем следует процесс автоматической обработки введенных данных, в результате которого создаются необходимые кабельные связи, промежу-точные клеммные ряды, устройства АСУТП. Стоит отметить, что в универсальных САПР этот этап отсут-ствует и заменяется ручным вводом дополнительной информации.
Автоматическая обработка предназначена для до-полнения модели подстанции данными, необходи-мыми для создания рабочей документации. Этот этап содержит алгоритмы, решающие следующие задачи.
1. Нумерация сигналов. На основании данных по оборудованию, размещенному на подстанции, формируется список телепараметров. Каждому из них присваивается уникальный номер. Нумерация происходит по одному из двух принципов: независи-мо от типа сигнала или внутри сигналов одного типа (телеуправление, телесигнализация и т. д.). Кроме того, алгоритм позволяет самостоятельно выбирать порядок присвоения номеров.
2. Подключение кабелей. Для реализации системы телемеханики необходимо подключить устройства к модулям управляющей системы. Для этого из спи-ска допустимых кабелей нужно выбрать наиболее подходящий по числу жил. Подключение выполня-ется через шкафы промежуточных клемм (ШПК) и клеммные коробки. Все жилы и кабели маркируют-ся по заданным шаблонам.
3. Подключение к модулям. При подключении сиг-налов к каналам модулей оборудования учитывается взаимное расположение каждого модуля и клемм-ника, на который «пришел» кабель. Клеммные ряды размещаются на боковых рейках. Когда место закан-чивается, программа «перезаводит» кабель на мон-тажную панель. ПО ProJ самостоятельно наполняет оборудование необходимыми модулями и произво-дит выбор крейта для их установки.
Последний этап — выгрузка данных электрон-ной модели объекта в чертежи проекта, определен-ные ГОСТ. Перечень чертежей представлен в та-блице.
№ Наименование чертежа ФорматПеречни сигналов ТС, ТИ, ТУ ExcelТаблица параметрирования ExcelМонтажная таблица ExcelСхема принципиальная подключения ТС AutoCadСхема принципиальная подключения ЭМБ AutoCadСхемы всех клеммных рядов проекта AutoCad
Заготовка кабельного журнала ExcelСпецификация Excel
Таблица. Чертежи проекта согласно стандарту ГОСТ
Http
://w
ww
.avt
prom
.ru
с е н т я б р ь 2 0 1 5А В Т О М А Т И З А Ц И Я В П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т И18
ОБСУЖДАЕМ ТЕМУ...
ЗаключениеПрограммное обеспечение ProJ разработки «Про-
софт-Системы» отличается технологичностью ис-полнения и высокой ориентированностью на поль-зователя. Оно обладает интуитивно понятным интерфейсом и удобной навигацией внутри проекта. Использовать программу могут как проектные инсти-туты, так и компании-интеграторы.
ПО ProJ предназначено для применения на всех этапах жизненного цикла системы. Оно позволяет создать подробную электронную модель объекта, ко-торая на этапе эксплуатации существенно облегчает обслуживание системы.
Алгоритмы программного комплекса ProJ привя-заны к типовым подходам проектирования и ориен-тированы на оборудование производства «Прософт-Системы». Программа не только предоставляет все необходимые данные о технических решениях ком-пании, но также позволяет использовать накоплен-ный годами опыт в проектировании и внедрении ав-томатизированных систем.
Также ПО ProJ поддерживает неограниченное число пользователей. Объемы вводимых данных
определяются самостоятельно, исходя из постав-ленной задачи. В результате благодаря применению нового программного продукта ProJ сроки создания проекта сокращаются, а его качество повышается.
В будущих версиях ПО ProJ запланирован функ-ционал по созданию конфигурационных файлов в со-ответствии со стандартом МЭК 61850, таких как SCD и SSD (конфигурация подстанций), а также CID-файлов (конфигурация IED).
Список литературы1. Артюшкин И.В., Гильмутдинова Т.Н., Глязнецова А.В.
Создание технологии автоматизированного проекти-рования объектов АСУТП в ОАО "Гипровостокнефть" на базе САПР AutomatiCS и Model Studio CS // Авто-матизация в промышленности. 2015. №9.
2. Маслянко В. Я., Лаптева М. И., Чижов М. Н., Фина-жин Д. Н. Использование данных ДЗЗ с применением аэрофотосъемочного комплекса GeoScan-101 в САПР AutoCAD Civil 3D (опыт работы на угольных разрезах СУЭК)//Автоматизация в промышленности. 2015. № 9.
3. Козлов С.Ю., Разумов В. Новая версия системы T-FLEX CAD // Автоматизация в промышленности. 2015. №9.
Хусяинов Ильяс Зякиевич – ведущий инженер-проектировщик ООО «Прософт-Системы»Контактный телефон (343) 356-51-11.
E-mail: [email protected]
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ
Л.А. Денисова (ОмГТУ), В.А. Мещеряков (Омский филиал Финуниверситета)Рассмотрены вопросы создания средств автоматизированного проектирования систем управления ТП объектов теплоэнергетики. Представлен подход к многокритериальной оптимизации с использованием генетических алгоритмов при синтезе систем управления, положенный в основу инструментария испытательного стенда.
Ключевые слова: математическая модель, автоматизированное проектирование; контроллер, устойчивость, показатель качества, генетический алгоритм.
Введение Повышение эффективности систем автоматиче-
ского управления (САУ), являющихся неотъемлемой частью АСУТП объектов теплоэнергетики, невоз-можно без создания новых средств автоматизирован-ного проектирования САУ, базирующихся на совре-менных информационных технологиях.
В работе представлено описание инструмента-рия испытательного стенда и результаты проекти-рования САУ на базе выносных локальных регуля-торов (контроллеров) ВЛР-2, разработанных в ЗАО
"Автоматика-Э" (г. Омск). Контроллеры ВЛР-2 в со-ставе программно-технических комплексов (ПТК) АСУТП предназначены для работы на объектах те-пловой и атомной энергетики, где в настоящее время проводится модернизация средств автоматики.
Для настройки и испытаний цифровых контрол-леров, а также проведения верификации их алго-ритмического и программного обеспечения в ЗАО
"Автоматика-Э" создан и используется испытатель-
ный стенд, содержащий средства моделирования управляемых ТП [1–4].
Характеристика испытательного стенда САУ В состав стенда включены математические модели
САУ, разработанные с использованием инструмента-рия пакета MATLAB, являющегося средой для выпол-нения научных и инженерных расчетов [5]. Средства MATLAB с пакетами расширения Simulink и Global Optimization Toolbox позволяют решать задачи моде-лирования исследуемой САУ и многокритериальной оптимизации генетическими алгоритмами (ГА).
На рис. 1 приведена функциональная структура испытательного стенда САУ, предназначенного для автоматизированного проектирования программно-алгоритмического обеспечения контроллеров. Ин-струментарий испытательного стенда САУ позволяет решать следующие задачи: моделирование и оптими-зация САУ, расчет устойчивости контуров регулиро-вания, а также визуализация полученных результатов.
