Технология ПОИСК-ЩИТ

Варианты построения
Главных Щитов Управления (ГЩУ),
Центральных Пультов Управления (ЦПУ)

для объектов генерации электроэнергии (ГЭС, АЭС, ТЭЦ, ГРЭС...)
со схемой электрической распредсети от генераторов до ЛЭП

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ:

Технически возможны любые сочетания вышеописанных компонентов на ГЩУ/ЦПУ, в т.ч. с совмещением (дублированием) или разделением функций управления между различными компонентами. Организационно всякий раз бывает по-разному.

В настоящее время на действующих объектах замена щитов-пультов на ГЩУ/ЦПУ в основном связана с внедрением систем автоматизированного управления процессами (систем АСУ ТП), а на новых объектах система АСУ ТП есть с самого начала, поэтому глобально (если не учитывать различные сочетания) есть два варианта построения щита:

• как средство коллективного отображения информации, получающее данные от системы АСУ ТП,
• как аварийное средство управления критически важным оборудованием на случай отказа АСУ ТП.

Щит управления представляет собой изделие с напольным или настенным каркасом с облицовкой и наборным полем с нанесенной мнемосхемой распредсети. Щит может содержать внутри встроенное оборудование, необходимое только для его функционирования, а также может дополнительно содержать прочее оборудование. В самом простом случае щит может быть пассивным (без элементов со световой индикацией) и не содержать органов управления. Такой щит просто отображает структуру сети и состояние коммутационных аппаратов (механическими средствами). Наборное поле щита может быть выполнено по любой из двух традиционных технологий – мозаичной или аппликативной, предусматривающих пластмассовые наборные поля и мнемосимволы, либо может быть выполнено из декоративных композитных панелей, имеющих окрашенные металлические поверхности. Кроме того, вся конструкция щита управления может быть выполнена из стандартных металлических шкафов для оборудования, применяемых в системах промавтоматики (например, марки Rittal), но такое исполнение менее презентабельно и подходит больше для цехов, чем для диспетчерских. Именно так выполнено большинство старых действующих ГЩУ/ЦПУ.

Если щит является средством коллективного отображения информации, получающим данные от системы АСУ ТП, тогда все активные мнемосимволы (со световой индикацией) и ключи управления подсоединяются к встроенным в щит контроллерам, которые вместе с индикаторами числовых величин объединяются шиной интерфейса RS-485 и подключаются к управляющему компьютеру/серверу, где установлен комплект ПО (МЭК/ОРС-клиент, управляющая программа ZNZ, драйвер контролеров/индикаторов PDMT). Этот комплект ПО принимает данные от системы АСУ ТП по сети Ethernet (чаще всего по протоколу МЭК-870-5-104 или по ОРС-технологии), обрабатывает их (если это необходимо) и направляет на контроллеры и индикаторы. Для повышения надежности этой системы управляющий компьютер/сервер может быть задублирован (аппаратно и программно) до уровня автоматического горячего ввода резерва.

Так же может быть задублирована система питания щита. Комплект управляющего ПО можно вывести на отдельный АРМ(-ы), а можно сконфигурировать до состояния "черного ящика", работающего скрытно, с функцией автозапуска и автоматического восстановления работоспособности после перезапуска, но при необходимости оперативно раскрываемого до уровня развитого конфигуратора щита с возможностью полноценной настройки всех параметров, добавления элементов и т.д., причем не в таблично-текстовом режиме, а в графической электронной мнемосхеме-копии щита. Если какие-либо элементы мнемосхемы щита не могут управляться от АСУ ТП (т.к. не охвачены ей), возможен ручной ввод их состояний диспетчером в электронной мнемосхеме-копии щита (на АРМе).

ЩИТ УПРАВЛЕНИЯ ГЭС, ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО АППЛИКАТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОИСК-ЩИТ-А

ЩИТ УПРАВЛЕНИЯ ГЭС, ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО МОЗАИЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОИСК-ЩИТ-М

ДИСПЕТЧЕРСКИЙ ЩИТ УПРАВЛЕНИЯ ГЭС, ПРОИЗВЕДЕННЫЙ КОМПАНИЕЙ ПОИСК (СО СВЕТЯЩИМИСЯ ШИНАМИ И ЛИНИЯМИ, ИНДИКАТОРАМИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ, АКТИВНЫМИ СИМВОЛАМИ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ, ГЕНЕРАТОРОВ И ТРАНСФОРМАТОРОВ, С ОДНО И ТРЕХЦВЕТНЫМИ ТАБЛО-ПОДСВЕЧИВАЕМАЯ НАДПИСЬ (ТАБЛО АПС), СО ВСТРОЕННЫМИ КЛЮЧАМИ УПРАВЛЕНИЯ).

ВСЕЙ ИНДИКАЦИЕЙ ЩИТА УПРАВЛЯЕТ СИСТЕМА АСУ-ТП, КЛЮЧИ КОММУТИРУЮТ ПРЯМЫЕ ЦЕПИ, ИДУЩИЕ НА ТЕРМИНАЛЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ. КРОМЕ ТОГО, СОСТОЯНИЯ КЛЮЧЕЙ СЧИТЫВАЮТСЯ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ЩИТОМ И ПЕРЕДАЮТСЯ В АСУ ТП, ГДЕ ВЕДЕТСЯ ЖУРНАЛ КОМАНД, ПОДАВАЕМЫХ СО ЩИТА  

ДИСПЕТЧЕРСКИЙ ЩИТ УПРАВЛЕНИЯ ГЭС, ПРОИЗВЕДЕННЫЙ КОМПАНИЕЙ ПОИСК (СО СВЕТЯЩИМИСЯ ШИНАМИ И ЛИНИЯМИ, ИНДИКАТОРАМИ (В Т.Ч. И ШКАЛЬНЫМИ) ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ, АКТИВНЫМИ СИМВОЛАМИ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ, ГЕНЕРАТОРОВ И ТРАНСФОРМАТОРОВ).

ВСЕЙ ИНДИКАЦИЕЙ ЩИТА УПРАВЛЯЕТ СИСТЕМА АСУ ТП (ЩИТ ИМЕЕТ СОБСТВЕННУЮ ДУБЛИРОВАННУЮ СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ, ПОЛУЧАЮЩУЮ ИНФОРМАЦИЮ О СОСТОЯНИИ СЕТИ ОТ СИСТЕМЫ АСУ ТП ПО ОРС-ТЕХНОЛОГИИ ОТ ДВУХ НЕЗАВИСИМЫХ ДУБЛИРОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ).

ЩИТ НЕ ИМЕЕТ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЯВЛЯЕТСЯ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО СРЕДСТВОМ КОЛЛЕКТИВНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, ПОЛУЧАЮЩИМ ДАННЫЕ ОТ СИСТЕМЫ АСУ ТП. ВМЕСТЕ С ТЕМ, ПЕРЕД ЩИТОМ УСТАНОВЛЕН ПУЛЬТ, НА КОТОРОМ СОСРЕДОТОЧЕНЫ ВСЕ ВАЖНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, СИГНАЛИЗАТОРЫ И КНОПКИ/КЛЮЧИ УПРАВЛЕНИЯ, ИМЕЮЩИЕ ПРЯМЫЕ СВЯЗИ С ОБОРУДОВАНИЕМ СТАНЦИИ (МИНУЯ АСУ ТП)

Если щит является аварийным средством управления критически важным оборудованием на случай отказа АСУ ТП, тогда он лишен системы управления, благодаря чему он максимально надежен, он содержит клеммные ряды для подключения внешних связей, идущих непосредственно от оборудования. Поступающие от оборудования дискретные сигналы (например, о состоянии коммутационных аппаратов (КА) или сигналы аварийно-предупредительной сигнализации (АПС)) подключаются (напрямую или через надежные аналоговые преобразователи уровня) к соответствующим активным мнемосимволам, расположенным на наборном поле щита (это могут быть одно-, двух-, трех-, … шестицветные мнемосимволы различных форм и размеров с полностью светящейся лицевой поверхностью, отображающие различные КА, трансформаторы, генераторы и т.д., а также мнемосимволы-подсвечиваемые надписи разных размеров, с несколькими разными цветами подсветки, отображающие сигналы АПС различного уровня). Встроенные в наборное поле ключи управления и кнопки непосредственно коммутируют цепи управления оборудованием. Нормированные аналоговые сигналы поступают на встроенные цифровые или стрелочные измерительные приборы (вместо индикаторов, получающих информацию от АСУ ТП по интерфейсу).

Возможны любые варианты совмещения двух вышеописанных концепций, когда только часть элементов индикации/управления имеет непосредственные (без контроллеров/компьютеров) связи с оборудованием, а остальные элементы индикации/управления связаны с АСУ ТП. Например, вся индикация (АПС, состояния КА, телеизмерения, запитка линий/шин) связана с АСУ ТП, а встроенные ключи/кнопки управляют оборудованием напрямую. Или, например, часть элементов индикации управляются от АСУ ТП, а часть прямыми сигналами, поступающими от оборудования.

Или, например, возможен вариант, когда щит имеет прямые связи с оборудованием и в части индикации, и в части управления, но, вместе с тем, у щита есть встроенная система управления для анализа состояния сети и выработки (на основе структуры сети и состояния КА) сигналов подсветки линий и шин, находящихся под напряжением. Такая система параллельно принимает приходящие на мнемосимволы от оборудования прямые сигналы о состоянии КА, анализирует структуру сети и управляет (мнемосимволами) светящимися шинами/линиями. В случае выхода из строя этой системы управления пропадет только индикация запитки линий/шин, а остальная индикация и ключи/кнопки управления останутся полностью работоспособны, т.к. они имеют прямые связи с оборудованием. Кроме того, в щит, имеющий прямые связи с оборудованием и в части индикации, и в части управления, может быть встроена система управления, которая параллельно принимает все сигналы и фиксирует их в журнале, отображает на АРМах; так же она принимает и фиксирует все команды, подаваемые на оборудование встроенными в щит ключами/кнопками управления. При необходимости эти данные могут быть направлены в АСУ ТП.

Еще, например, возможен вариант, когда вся индикация щита связана с АСУ ТП, но щит оснащен двумя, работающими параллельно, системами управления. Это дальнейшее развитие резервированной системы управления, где задублированы не только аппаратура сервера (2 Ethernet-коммутатора, 2 сервера, 2 преобразователя интерфейсов Ethernet/RS-485, линии связи), ПО сервера (на каждом сервере установлен независимый комплект ПО: МЭК/ОРС-клиент для приема данных от АСУ ТП, управляющее ПО ZNZ с электронной мнемосхемой, драйвер контроллеров/индикаторов щита PDMT…), но и все контроллеры, управляющие свечением мнемосимволов и принимающие сигналы от ключей/кнопок, все индикаторы числовых величин (имеют два независимых интерфейсных входа и автоматический настраиваемый алгоритм индикации от работоспособного источника данных), все линии интерфейса RS-485, все провода от контроллеров до мнемосимволов и все мнемосимволы (у каждого мнемосимвола – по два канала свечения каждым цветом, один управляется одной системой, второй – другой, в штатном режиме светятся оба). Система управления щитом имеет встроенные средства самодиагностики и формирования сигналов о неисправности ее компонентов и компонентов системы питания щита.

СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

НА МНЕМОСИМВОЛЫ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ (КА) И АВАРИЙНО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ (АПС)

СПОСОБЫ ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ

ОТ КЛЮЧЕЙ УПРАВЛЕНИЯ

СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

НА ИНДИКАТОРЫ ЧИСЛОВЫХ ВЕЛИЧИН ИЛИ НА СТРЕЛОЧНЫЕ ПРИБОРЫ

Если видеостена дополняет щит управления, описанный в п.1., тогда она может быть просто пристроена к щиту с одной из сторон, а может быть конструктивно интегрирована в щит, т.е. иметь со щитом общий каркас, облицовку нерабочих поверхностей, систему питания, внешнее обрамление и т.д. Такие варианты смотрятся более выигрышно. Существует несколько типовых вариантов интеграции (встраивания) видеостен (полиэкранов) в диспетчерские щиты управления, среди них: один полиэкран, встроенный в щит по центру, один полиэкран, встроенный в щит с одного из боков, два полиэкрана, встроенных в щит по бокам (щит - в центре между ними) и узкий длинный полиэкран, расположенный над рабочим полем щита, имеющий ту же ширину, что и щит, и, обычно, слегка наклоненный вниз для удобства обзора. Но, помимо этих вариантов, возможна любая конфигурация, соответствующая потребностям заказчика или объекта управления.

Для построения видеостен в настоящее время чаще всего применяются тонкошовные (межпанельный шов от 1,8 до 5 мм) ЖК-панели (LCD-панели со светодиодной LED-подсветкой) или условно бесшовные (межпанельный шов от 0,2 до 2,5 мм) DLP-видеокубы (тоже с LED-подсветкой). При схожих размерах и прочих характеристиках DLP-видеокубы, как минимум, в 4 раза дороже ЖК-панелей. Плазменные панели из-за ряда недостатков применяются гораздо реже. Кроме того, видеостена может быть выполнена из (светодиодных) LED-панелей. Они заметно более надежны, чем обе вышеперечисленные технологии, имеют меньшее энергопотребление, большую яркость, отличную цветопередачу и углы обзора и, самое главное, - они абсолютно бесшовные, однако – они пока еще очень дорого стоят и пока еще имеют достаточно крупный размер пикселя (1,2х1,2 мм против 0,63х0,63 мм у 55"-ЖК-панелей), что делает изображение достаточно дискретным при наблюдении с расстояния в несколько метров, характерного для диспетчерских пунктов.

Существует несколько типоразмеров таких экранов: для ЖК-панелей это чаще всего 46", 47", 49" и 55", а для DLP-видеокубов – 50", 60", 67", 72", 80", 84" и 100". При одинаковом экранном разрешении – чем больше размер экрана, тем больше размер пикселя.

Видеостена применяется в качестве средства коллективного отображения информации, способна только отображать те или иные кадры, получаемые от программного обеспечения, установленного на компьютерах/серверах, и не может быть на низком уровне связана с оборудованием как по индикации, так и по управлению. Существуют специальные программы, позволяющие отображать на видеостене или ее фрагментах изображения, поступающие от разных источников по сети Ethernet или от видеовходов графического контроллера/сервера. Современные диспетчерские программы (в частности ПО ZNZ) обеспечивают пользователям возможность оперативного вывода на видеостену фрагментов изображений со своего АРМа или удаленно из АРМа изменять состав изображения на видеостене.

ДИСПЕТЧЕРСКИЙ ВИДЕОЩИТ (ВИДЕОСТЕНА), ПРОИЗВЕДЕННЫЙ КОМПАНИЕЙ ПОИСК, С НЕГЛУБОКИМ РАЗДВИЖНЫМ КАРКАСОМ. ВСЕ СОПУТСТВУЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ (ГРАФИЧЕСКИЙ СЕРВЕР, СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ) РАЗМЕЩЕНО ВНУТРИ КАРКАСА ВИДЕОЩИТА

СВЕРХУ, НАД ЭКРАНАМИ ВИДЕОСТЕНЫ, РАСПОЛОЖЕН ДЛИННЫЙ МАТРИЧНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ЭКРАН (АКТИВНЫЙ ФРИЗ), ОТОБРАЖАЮЩИЙ НАИБОЛЕЕ ВАЖНУЮ ИНФОРМАЦИЮ

Так же, как и подобный щит управления, пульт лишен системы управления, благодаря чему он максимально надежен, он содержит клеммные ряды для подключения внешних связей, идущих непосредственно от оборудования, содержит (при необходимости) надежные аналоговые преобразователи уровня дискретных сигналов, поступающих от оборудования, содержит встроенные цифровые или стрелочные измерительные приборы, ключи управления и кнопки. Поступающие от оборудования дискретные сигналы напрямую подключаются к соответствующим индикаторным лампам. Встроенные в наборное поле ключи управления и кнопки непосредственно коммутируют цепи управления оборудованием.

Возможны варианты построения пульта, частично связанного с АСУ ТП. Например, в пульт могут быть встроены контроллеры, параллельно фиксирующие все приходящие сигналы и подаваемые с пульта команды (от кнопок и ключей управления) для того, чтобы в базе данных АСУ ТП фиксировать все важные факты работы пульта. При этом непосредственное управление и индикация сохраняются. Можно встроить в пульт независимую от его основного назначения систему управления каким-либо оборудованием, например, выполненную на основе промышленного компьютера-контроллера со встроенным сенсорным экраном, можно также расположить на пульте связанные с АСУ ТП или с независимыми от нее контроллерами джойстики, трекболы, клавиатуры и т.д.

Возможны варианты, когда весь необходимый в диспетчерском пункте объем элементов индикации и управления, напрямую связанных с оборудованием, распределен (в любой удобной пропорции) между щитом и пультом. Т.е. в диспетчерском пункте имеется и щит, и пульт, являющиеся аварийными средствами управления критически важным оборудованием на случай отказа АСУ ТП, и оба содержат связанные напрямую с оборудованием элементы индикации и управления. Причем, их можно задублировать, а можно распределить. Обычно, такое решение применяется, чтобы не загромождать щит с мнемосхемой лишними элементами.

Конструктивно такие пульты, чаще всего, выполняются из готовых элементов (например, производства фирмы Rittal), состоящих из неглубокого напольного шкафа (высотой около 1 м, глубиной около 300 мм) с закрепленной на нем наклонной консолью, на которой размещены элементы индикации и управления, а также нанесена мнемосхема (при необходимости), разметка зон управления и поясняющие надписи. Все графические элементы (мнемосхема, разметка, надписи и пр.) могут быть выполнены различными способами, в частности: из самоклеящейся пленки с помощью режущего плоттера, или из объемных пластиковых элементов, получаемых с помощью лазерной резки или 3D-печати, или методом печати чернилами с УФ-отверждением, или методом гравировки.

Как и в случае со щитами возможно построение пультов из более качественных и стильных материалов – каркас выполняется из алюминиевых анодированных профилей, а съемная внешняя облицовка и/или двери выполняются из декоративных композитных панелей, окрашенных краской "металлик" различных цветов.

Пульты управления могут в плане располагаться по прямой линии или по дуге (ломаная линия с компенсирующими треугольными вставками).

Сенсорный пульт представляет собой один или несколько сенсорных экранов, расположенных в любом удобном для управления месте ГЩУ. С помощью этих сенсорных экранов оператор может управлять различными системами и оборудованием.

Сенсорные экраны могут быть подключены к общей АСУ ТП и, соответственно, могут отображать различные информационно-управляющие кадры, формируемые SCADA-системой, лежащей в основе АСУ ТП, или могут быть подключены к каким-либо контроллерам, управляющим конкретным типом оборудования или конкретной подсистемой. Второй вариант близок к средствам управления критически важным оборудованием на случай отказа АСУ ТП, т.к. сенсорный экран управляется независимым от общей АСУ ТП контроллером (в т.ч. с жесткой логикой работы, без операционной системы).

Сенсорные экраны - это сенсорные ЖК-панели различных размеров – от 10" до 98", установленные на стойках или встроенные в другие компоненты системы управления (в щит, в пульт, в стол). В частности, сенсорный экран может быть встроен в щит (вертикально или на наклонной консоли), встроен в диспетчерский стол, установлен на диспетчерском столе на поворотно-наклонном кронштейне, установлен на напольной подставке, встроен в кнопочный пульт, встроен в отдельную тумбу-подставку и т.д.

Настольный (встроенный в диспетчерский стол) пульт – это, по сути и функциональности, - те же описанные выше кнопочные или сенсорные пульты, только размещенные на столе диспетчера или встроенные в него. На таких пультах могут быть применены более миниатюрные органы управления и индикации (поскольку на столе меньше места и меньше расстояние наблюдения). Обычно на столе размещают только самые важные органы управления. Зачастую они же продублированы на щите или напольном пульте при их наличии.

Диспетчерский стол (или пульт-стол) в самом простом варианте может быть выполнен как обычная мебель из МДФ/ДСП/ДВП. Обычно стол, как минимум, двухместный, но возможны и другие варианты – от одного до, например, 6 мест. Более функциональный и практичный вариант – стол на металлокаркасе с добавлением монтажного модуля. Монтажный модуль выполнен в виде системы горизонтальных и вертикальных пластиковых или алюминиевых кабельных каналов, закрепленных внутри стола (под столешницей, вдоль стоек и т.д.), со встроенными розетками (~220В, ~220В от ИБП, телефон, Ethernet и т.д.) и выполненным внутренним монтажом. Внешние провода подключаются ко входным разъемам монтажного модуля (обычно расположенным снизу между рабочими местами-секциями стола или с одного из краев), а все расположенные на столе или в столе устройства подключаются к его выходным разъемам. Выходные разъемы (розетки) монтажного модуля могут быть размещены в любом месте, где это необходимо (по всей длине кабельных каналов). Столешницы в таких столах имеют лючки для уходящих в стол проводов. Самые простые версии таких столов оснащаются подкатными тумбами, креслами и подставками под компьютерные системные блоки, более сложные версии имеют внутри отсеки для размещения оборудования. Благодаря монтажному модулю удается значительно сократить и упорядочить массу проводов и кабелей, сопровождающих АРМы диспетчера. В ряде моделей столов предусмотрена специальная, расположенная ниже столешницы, площадка (зона) для размещения мониторов, благодаря которой мониторы не перекрывают диспетчеру обзор щита или видеостены. Средний срок службы таких столов – 7…10 лет.

Компания ПОИСК выполняет весь комплекс работ (проектирование/разработка, производство, монтаж, пусконаладка) по всем вышеперечисленным компонентам, находящимся в диспетчерском пункте ГЩУ, за исключением общей системы АСУ ТП.

Кроме того, компания ПОИСК выполняет дизайн-проекты отделки помещений диспетчерских пунктов.

(PDF-брошюра, А4, 12 стр., 3,46 МБ, 2019 г.)