В феврале 2015 г. компания ПОИСК выполнила работы по производству, поставке, монтажу и пусконаладке диспетчерского видеощита для Цеха электрических сетей МУП "Йошкар-Олинская ТЭЦ-1", г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл.

Видеощит состоит из аппаратного комплекса видеостены, двух автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчера, а также установленного на них комплекта диспетчерского программного обеспечения ZNZ с электронной мнемосхемой городской электрической сети г. Йошкар-Ола, разработанной и согласованной в рамках выполнения работ.

Аппаратный комплекс видеостены выполнен из 15 ЖК-панелей с диагональю экрана 55 дюймов и шириной межэкранного шва - 3,5 мм, расположенных в конфигурации 5х3.

Для управления (вывода изображения) видеостеной используется специализированный графический сервер, обеспечивающий подачу видеосигналов в формате DisplayPort на пятнадцать независимых фрагментов видеостены с сохранением для каждого фрагмента разрешения 1920х1080 пикселей, благодаря чему информационное разрешение видеостены равно ее физическому разрешению. Т.е. формируемый на полиэкране кадр имеет разрешение 9600х3240 пикселей, а не представляет собой, скажем, кадр с разрешением 3200х1080, растянутый до полного разрешения видеостены. Это обстоятельство позволяет отобразить мнемосхему с высокой степенью детализации.

Для обеспечения стабильной работы видеощита его электропитание осуществляется от системы бесперебойного питания (СБП), выполненной на основе ИБП SMART-UPS. Совокупная потребляемая мощность видеощита и 2-х АРМов в режиме чёрного фона мнемосхемы и полной яркости изображения составила 1,2 кВт. При такой нагрузке время автономной работы комплекса превышает 3 часа. При полной нагрузке (в т.ч. при светлом фоне мнемосхемы) – не менее одного часа.

По классификации компании ПОИСК компоновка видеощита соответствует варианту "с глубоким каркасом", когда конструкция видеостены установлена вплотную к стене помещения, а зона обслуживания находится внутри каркаса. Размер помещения позволял не экономить на глубине щита, благодаря чему удалось избежать применения дорогостоящих механизмов, обеспечивающих выдвигание отдельных ЖК-панелей для их подключения и обслуживания (такой вариант применяется в тесных диспетчерских пунктах). ЖК-панели закреплены на каркасе стационарно, доступ к их задней (монтажной) стороне ничем не затруднён.

Такое решение обладает целым рядом преимуществ (реализованных в этом проекте). Оно позволило:

1. Уменьшить стоимость.
2. Обеспечить наиболее эффективный режим вентиляции ЖК-панелей (что, в конечном счете, обеспечило нормальные условия эксплуатации и длительный срок службы).
3. Существенно облегчить процесс обслуживания видеощита и улучшить его ремонтопригодность.

4. Сосредоточить внутри щита (в его цокольном отделении) всё сопутствующее оборудование: управляющий графический сервер, систему бесперебойного питания, весь кабельный монтаж, блоки розеток, общую шину заземления щита, блок питания системы освещения внутреннего пространства щита и др; соответственно, позволило обойтись без 19"-шкафа (для размещения видеосервера и СБП), какой обычно устанавливается неподалеку от видеостены или за ней (щит выполнен в виде единой гармоничной конструкции, содержащей в себе все, что необходимо).

5. Применить относительно короткие видеокабели, тем самым повысить надежность передачи и качество сигнала и обойтись без применения дорогостоящих повторителей.
6. Установить специальные монтажные пластины, предусмотренные конструкцией ЖК-панелей для их монтажа в составе полиэкрана. Эти пластины устанавливаются с тыльной стороны и скрепляют все смежные панели между собой, обеспечивая ровную плоскость полиэкрана в местах (углах) стыков двух или четырех панелей. Кроме того, они создают гарантированные (едва заметные, - толщиной около 0,2 мм) зазоры между панелями, исключающие взаимное давление панелей друг на друга (если такое давление оказывается, например, когда верхняя панель установлена на нижнюю, ухудшается качество цветопередачи на границах экранов).

Весь внутренний кабельный монтаж выполнен в лотках и каналах, а для укладки собранных в бухты избытков видеокабелей применены специальные карманы (видеокабели для унификации имеют одинаковую длину, но расстояние от графического сервера до каждой из панелей - разное).

Система бесперебойного питания и видеосервер установлены на тележках, позволяющих выкатывать данное оборудование из своих отсеков для обслуживания. С этой целью все подводимые к ним кабели сделаны с соответствующим запасом и снабжены направляющими, исключающими их вырывание из разъемов, истирание или заминание.

Видеощит оборудован системой освещения внутреннего пространства – зоны обслуживания видеопанелей и двух цокольных отсеков, где установлены видеосервер и СБП. В качестве светильников используются светодиодные линейки, питающиеся от источника постоянного тока 24 В. Освещение включается и отключается любым из 2-х выключателей, размещённых у левой и правой двери.

Система заземления видеощита состоит из медной шины, проходящей сквозь все цокольные отсеки, и поводков, соединяющих с шиной рамы каркаса, к которым закреплены видеопанели. В диспетчерском пункте шина соединяется с контуром заземления помещения.

Каркас щита выполнен из лёгких анодированных алюминиевых профилей, соединённых быстродействующими замками. Облицовка щита, боковые двери и панели цокольного отделения выполнены из декоративного композитного материала. Облицовка цоколя крепится к каркасу на магнитах и снимается и ставится на место лёгким движением руки.

Внутри щита цокольные отсеки накрыты сверху легкосъёмными секциями пола.

Видеосервер имеет беспроводные клавиатуру и мышь, расположенные на столе одного из АРМов. Приёмопередатчик для связи с ними закреплён вверху видеощита. Там же размещён приёмник ИК-пульта управления ЖК-панелями.

Отдельное внимание было уделено проблеме шума. Видеосервер и система бесперебойного питания подобраны и настроены так, что их практически не слышно.

Предусмотрена постоянно работающая защита экрана от "прожога", предпосылки к которому создаются вследствие продолжительного отображения неподвижной и неизменной картинки.

Видеощит рассчитан на круглосуточную работу. Заявленный производителем ЖК-панелей срок службы составляет около 6 лет.

Компанией ПОИСК определён регламент обслуживания видеощита, которым предусматриваются периодические (в месяц, квартал и год) проверки функционирования систем защиты, бесперебойного питания, программного обеспечения, а также порядок очистки экрана.

Перед поставкой Заказчику щит был полностью собран на стенде компании ПОИСК. Щит прошёл заводские приёмо-сдаточные испытания и 72-часовой прогон перед отгрузкой. Монтаж щита в диспетчерском пункте заказчика, отладка, сопряжение с системой телемеханики, объектовые приёмо-сдаточные испытания и 72-часовой прогон, обучение персонала и запуск щита в опытную эксплуатацию занял 14 дней.

На графическом сервере установлена программа ZNZ-ДИУС (диспетчерская информационно-управляющая станция), на рабочих местах диспетчеров – программы ZNZ-ДРС (диспетчерская рабочая станция) и ZNZ-ДНС (диспетчерская наблюдательная станция). В данном случае Заказчик приобрел полный комплект ПО ZNZ. Функциональные возможности Базовой версии ZNZ-ДИУС дополнены модулями Разграничения прав пользователей, электронного Журнала событий, Регистрации отклонений от нормальной схемы, Паспортизации объектов сети, а также сетевыми рабочими местами с функциями управления мнемосхемой (ZNZ-ДРС) и просмотра мнемосхемы (ZNZ-ДНС).

Видеощит (ПО ZNZ-ДИУС) на программном уровне по ОРС-технологии сопряжен с имеющейся у Заказчика системой сбора данных (телемеханики) и в автоматическом режиме получает информацию о состоянии телемеханизированных объектов сети (телесигналы о состоянии коммутационной аппаратуры, телеизмерения). Состояния нетелемеханизированных объектов сети назначаются в ПО ZNZ диспетчером вручную.

Информационная структура Видеощита представлена на следующем рисунке.

Электронная мнемосхема представляет собой графическую и электрическую модели городской электрической сети 6/10 кВ г. Йошкар-Ола, являющейся объектом наблюдения и управления. Модель имитирует работу и состояние сети.

Мнемосхема представлена на видеощите в виде двух связанных между собой слоев-схем: подробной ("принципиальной") схемы и менее подробной, но более наглядной (структурной) схемы.

Символика подробной схемы приближена к традиционной для классических диспетчерских щитов, а символика структурной схемы – более образная и мнемоническая. Структурная мнемосхема полностью умещается в читабельном масштабе на видеостене, а подробная – для восприятия всех деталей с рабочего места диспетчера - требует увеличения масштаба и, соответственно, частично выходит за границы экрана видеостены.

Мнемосхема состоит из 17 ПС, 30 РП и около 600 раскрытых одно- и двухсекционных ТП. Показательно, что структурная мнемосхема выполнена из 9777 мнемосимволов (линии, шины, коммутационные аппараты, трансформаторы, надписи…), для отображения которых понадобилось около 18 тысяч графических примитивов (линия, квадрат, прямоугольник, круг…). А принципиальная мнемосхема выполнена из 10752 мнемосимволов, для отображения которых понадобилось около 57 тысяч графических примитивов. Т.е. принципиальная схема содержит больше мнемосимволов и нарисованы они более подробно. Или наоборот: структурная схема содержит чуть меньшее количество мнемосимволов, т.е. лишь незначительная часть объектов сети не отображается на ней, но нарисованы они заметно лаконичнее. Так, например, в подробной схеме, в отличие от структурной, для отображения состояний всех коммутационных аппаратов применяется не только цвет фона элемента (заливка одним цветом – одно состояние, заливка другим цветом – другое), но и наложенная сверху соответствующая требованиям ГОСТ (ЕСКД) символика.

И в подробной, и в структурной мнемосхемах представлены все объекты сети (ПС, РП, ТП) и все связующие их линии. Отличия заключаются в следующем. В подробной схеме РП отображены полностью – с учетом резервных ячеек, а в структурной без них, т.е. более компактно. В подробной схеме ТП отображены раскрытыми – с секциями шин, секционными выключателями и входными/выходными коммутационными аппаратами, а в структурной схеме они отображены иначе: все детали сохранены, но имеют другой внешний вид и более крупный размер. Благодаря этому мнемосхема остается читабельной при меньших масштабах. Размеры мнемосимволов для структурной схемы подобраны таким образом, чтобы при ее полном отображении на данной видеостене были видны и нормально различимы все необходимые детали (объекты сети их тип и взаимосвязи, состояние коммутационных аппаратов, поясняющие надписи, индикаторы телеизмерений…).

Состояния всех коммутационных аппаратов обеих схем синхронизованы: если сделать переключение в одной схеме, это немедленно повторится в другой.

То же самое происходит и с признаками запитки линий, шин, трансформаторов и пр. – они всегда одинаковы в обеих схемах. В свою очередь, все это синхронно отображается на всех остальных программных компонентах комплекса (на всех АРМах и на видеостене).

Структурная схема

Подробная схема

Система отображения ПО ZNZ предлагает средства для быстрого просмотра мнемосхемы, поиска актуального фрагмента, выбора оптимального масштаба для решения той или иной задачи, в частности:

• масштабирование и скроллинг текущей схемы;
• переход от одной мнемосхемы к другой по горячим клавишам;
• быстрый межсхемный переход на одноименный, связанный символ в другой схеме;
• выделение специальных участков схемы с помощью средств навигации для отображения этих участков во весь экран, а также быстрый переход на этот участок схемы в другом слое проекта;

• возврат на один шаг назад для отображения предыдущего вида;
• поиск символов в схеме(ах) по именам или по другим параметрам;
• зрительное выделение фидеров (до границ нормального разреза) или трактов (гальванически связанная цепь) с функционалом удалённо управляющей процедуры (УУП, позволяет диспетчеру, выполняя эту процедуру на своём АРМе, при необходимости, отобразить результат и на видеощите);
• отображение отклонений от нормальной схемы (в т.ч. УУП);
• отображение нормальной схемы (в т.ч. УУП);
• и др.

Для получения необходимой информации и объективного контроля доступны, например, следующие средства:

• журнал переключений (в т.ч. УУП);
• требование квитирования переключений, сигналов аварии и пересечения аналоговыми сигналами граничных уставок (в т.ч. УУП);
• предупреждение о наличии замкнутых заземляющих ножей в линии при попытке "подачи напряжения" на данную линию электропередачи (в т.ч. УУП);
• предупреждение о наличии двойной (встречной) запитки фрагментов сети (в т.ч. УУП);
• запрос на правомерность действия при ручном переключении выключателя (в т.ч. УУП);
• ведение паспортов объектов;

• система всплывающих подсказок (предоставляет диспетчеру необходимую для него краткую информацию в зависимости от типа мнемосимвола: тип, имя, состояние, основные параметры, признак автоматического/ручного управления, информация об уставках (для цифровых индикаторов телеизмерений));
• и др.

Комплект поставки ПО ZNZ32 обеспечивает Заказчику во время эксплуатации видеощита все возможности для самостоятельного полноценного развития мнемосхемы: изменения и добавления объектов мнемосхемы, изменения цветовых решений, создания новых мнемосхем и комплексных многослойных проектов, создания и ведения базы данных паспортов оборудования и т.д.

Значительная часть диспетчерской работы может сопровождаться демонстрацией на видеощите структурной схемы. Видеощит, как и обычный диспетчерский щит, в первую очередь призван играть роль средства отображения информации коллективного пользования, а для коллективного наблюдения чаще всего нужна именно обзорная структурная схема.

С локальными задачами, требующими детального анализа, удобнее разбираться одному человеку на мониторе (мониторах) собственного АРМ (автоматизированного рабочего места), поэтому дополнительно к видеостене диспетчерскому персоналу предоставлена возможность работы с мнемосхемой и наблюдения за ее структурой и состоянием на удалённых рабочих местах.

Программное обеспечение рабочих мест (ZNZ-ДРС, ZNZ-ДНС) устанавливает TCP/IP соединение с сервером (ZNZ-ДИУС). В рамках настоящего проекта заказчику поставлено и настроено два АРМ: АРМ-диспетчера (ZNZ-ДРС) и АРМ-наблюдателя (ZNZ-ДНС). АРМ-диспетчера предназначено для оперативной диспетчерской работы со схемами сети с возможностью коммутации, а также отображения меняющейся информации на видеощите посредством УУП. На АРМ-диспетчера отсутствуют функции редактирования схем и проекта. Основные операции отображения, такие, как масштабирование и скроллинг, не синхронизированы с видеощитом. Операции по изменению состояния сети имеют двухстороннюю синхронизацию с сервером (ZNZ-ДИУС). Часть операций, такие, как выделение фидера или тракта, отображение отклонения от нормальной схемы или показ нормальной схемы, могут отображаться по желанию диспетчера и на видеощите.

Для того, чтобы осуществлять коммутацию, необходимо иметь определённые права работы в программном комплексе ZNZ. АРМ-диспетчера предоставляет возможность управления переносными символами, такими, как переносной заземляющий нож, и информационными транспарантами. Также АРМ-диспетчера предоставляет возможность осуществлять квитирование событий, приходящих от системы телемеханики, просматривать журналы переключений и отклонений от нормальной схемы, работать с модулем паспортизации. Заданные в серверной программе ZNZ-ДИУС настройки системы разграничения прав пользователя распространяются и на АРМ. АРМ-диспетчера позволяет произвести удалённое завершение работы ДИУС, не прибегая к мыши и клавиатуре видеосервера.

АРМ-наблюдателя предназначен для удалённого контроля состояния сети и не предназначен для проведения управляющих действий.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В комплект мебели, поставляемый с видеощитом, входит диспетчерский стол ПОИСК-Т23 на 2 рабочих места, а также 4 шкафа со стеклянными дверцами. Отличительной особенностью стола является встроенный в него Т-образный "монтажный модуль", расположенный по наружному фасаду стола. Модуль оснащён системой розеток для подключения части аппаратуры рабочих мест – к обычной сети 220В/50Гц, другой части аппаратуры (системных блоков и мониторов) – к системе бесперебойного питания видеощита, а также системных блоков – к локальной сети ЛВС и телефонов – к телефонной сети предприятия. Розетки "потребителей" расположены на "крыльях" модуля – слева и справа, разъёмы для подключения к модулю внешних коммуникаций – в нижней части центральной консоли модуля. Именно сюда подводятся – в напольном кабельном канале – все кабели внешних подключений стола.

Монтажный модуль выполнен на основе алюминиевого кабельного канала, удобного тем, что в его лицевой паз, в любом нужном месте, могут легко (без каких-либо адаптеров или суппортов) вставляться любые нужные розетки - 220В/50Гц, сети Ethernet, телефонной сети, а промежутки между ними заполняются отрезками крышки. Такая конструкция стола позволяет упорядочить всё кабельно-проводное хозяйство рабочих мест и ликвидировать традиционные пучки и "путанки" проводов под столами диспетчеров.