Программно-технический комплекс "Луч"




Назначение ПТК

ПТК «ЛУЧ» предназначен для решения комплекса задач диспетчерского и технологического управления объектами распределительных сетей по следующим направлениям:
  • мониторинг текущего состояния технологических параметров и состояния коммутационных аппаратов энергообъектов;
  • дистанционное управление оборудованием энергообъектов;
  • регистрация аварийных событий;
  • оперативные блокировки;
  • мониторинг устройств РЗА;
  • мониторинг и управление качеством электроэнергии;
  • обмен данными с внешними системами и уровнями управления по стандартным протоколам передачи данных;
  • информационное взаимодействие с оперативным и обслуживающим персоналом.

Использование ПТК «ЛУЧ»для создания распределенных автоматизированных систем позволяет:
  • получить максимум функций в одном устройстве и системе с возможностью интеграции оборудования в любые другие программные комплексы, контроллеры и автоматизированные системы;
  • снизить затраты на создание АСУ ТП энергообъектов за счет использования  оборудования, обеспечивающего максимальный объемом функций;
  • создавать автоматизированные системы, отвечающие мировым требованиям к системам электросетевого комплекса (использование технологий «цифровой ПС»).

ПТК «ЛУЧ» применим для построения АСУ ТП как на вновь строящихся, так и на реконструируемых подстанциях. 


Состав комплекса

В состав ПТК «ЛУЧ» включены следующие приборы:
  • контроллеры МИР КТ-51М, предназначенные для обнаружения инициативной информации, сбора данных с интеллектуальных устройств, хранения информации с привязкой по времени, ведения журнала событий, влияющих на работу контроллера, и передачи информации по каналам связи;
  • контроллеры коммуникационные МИР КТ-51МА, предназначенные для обмена данными с внешними ССПИ по стандартным протоколам передачи данных МЭК 60870-101/МЭК 60870-104/МЭК 61850-8-1;
  • устройства измерительные многофункциональные МИР КПР-01М, предназначенные для измерения и контроля параметров электрической сети, показателей качества электроэнергии, осциллографирования, выполнения функций телесигнализации и телеуправления;
  • устройства измерительные многофункциональные МИР КПР-01МА, предназначенные для измерения и контроля параметров электрической сети, и выполнения функций  телесигнализации и телеуправления;
  • модули ввода-вывода МИР МВ-01, предназначенные для сбора и обработки  дискретных сигналов и выдачи дискретных команд управления.

Архитектура ПТК «ЛУЧ» включает следующие функциональные модули:
  • подстанционный (центральный) контроллер (промышленный контроллер, имеющий необходимые интерфейсы связи для сбора и передачи данных с различных интеллектуальных устройств и датчиков дискретных и аналоговых сигналов);
  • многофункциональные измерительные приборы;
  • модули ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов;
  • программный комплекс SCADA МИР -система верхнего уровня сбора данных и управления,предназначенная для создания человеко-машинного интерфейса систем сбора и отображения данных телеметрии.

Функции подстанционного контроллера, МИП и модулей ввода-вывода в составе ПТК «ЛУЧ» в зависимости от типа и характеристик объекта выполняют:
  • подстанционный контроллер: контроллер МИР КТ-51М, устройство КПР-01М;
  • многофункциональные измерительные приборы: устройство КПР-01М, устройство КПР-01МА;
  • модули ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов: устройство КПР-01М, устройство КПР-01МА, модули ввода-вывода МИР МВ-01, функциональные модули
  • контроллера МИР КТ-51М.

Основные функции ПТК «ЛУЧ» 


Функция измерения
Обеспечивает непрерывное измерение электроэнергии, параметров качества электрической энергии (ток, фазные и линейные напряжения, мощность, частота сети) и действующих значений параметров сети.
  
Функция сбора значений аналоговых и дискретных параметров
Обеспечивает сбор с первичных источников информации аналоговых сигналов:
  • переменного тока номинальным значением 1 А и 5 А;
  • напряжения переменного тока номинальным значением 57,7/100 В и 230/400 В;
  • постоянный ток в диапазоне от 4 до 20 мА (аналоговая токовая петля) и постоянное напряжение от 0 до 10 В ГОСТ 26.011-80).
Значения параметров аналоговых и дискретных сигналов соответствуют требованиям ГОСТ Р МЭК 870-3-93.
ПТК «ЛУЧ»обеспечивает возможность сбора аналоговых и дискретных значений параметров от отдельных систем энергообъектов (системы РЗА, АСУТП и др.) по цифровым каналам связи с использованием стандартных протоколов передачи данных МЭК 870-5-101, МЭК 870-5-103, МЭК 870-5-104.

Контроль параметров и формирования событий
В процессе функционирования обеспечивает контроль значений аналоговых и дискретных параметров и формирование событий при следующих ситуациях:
  • выход измеряемых аналоговых параметров из заданного интервала допустимых значений и возврат к нормальному значению;
  • изменение значения дискретного параметра (изменение положения коммутационной аппаратуры (выключатели, разъединители, заземляющие ножи и т.п.));
  • изменение атрибутов качества значений аналогового и дискретного параметров;
  • срабатывание защит, аварийно-предупредительной сигнализации;
  • состояние зарядных устройств;
  • регулярность поступления информации от контроллера;
  • попытки несанкционированного доступа;
  • состояние каналов связи;
  • отключение и восстановление питания оборудования.
Допустимые величины интервалов измеряемых параметров задаются при параметрировании технических средств и в ПО серверной части верхнего уровня комплекса.
ПО обеспечивает возможность установки типа события:
  • предупредительное – отклонение значения параметра в допустимых пределах;
  • аварийное – выход значения параметра за предел допустимых значений.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает формирование не менее четырех пределов для контроля
значений аналоговых параметров (два предупредительных и два аварийных) с фиксацией
событий соответствующего типа.

Функция регистрации аварийных событий
ПТК «ЛУЧ»обеспечивает возможность записи осциллограмм за счет использования устройств КПР-01М.
Устройства КПР-01М обеспечивают два типа осциллографирования:
  • осциллографирование формы сигнала, мгновенных значений токов и напряжений;
  • осциллографированиеогибающей, СКЗ токов и напряжений.
Осциллографирование формы сигнала, как правило, используется при необходимости анализа быстропротекающих (секунды) аварийных процессов, осциллографирование
огибающей – для медленно протекающих (десятки секунд) процессов (например, пуск двигателя).
Одновременно со значениями токов и напряжений, независимо от типа
осциллограмм, производится запись состояния входных каналов ТС.
Осциллограммы сохраняются в формате COMTRADE IEC 60255-24-2001.

Функция управления
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает возможность управления исполнительными механизмами коммутационной аппаратуры энергообъектов (выключатели, приводы, двигатели, насосы, устройства регулирования напряжения и реактивной мощности и т.п.):
  • по командам телеуправления с верхнего уровня управления (диспетчерские центры);
  • по командам персонала энергообъекта с АРМ, внешней панели оператора или ключей управления.

Оперативные блокировки (программная обработка данных)
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает возможность ввода и выполнения программы обработки данных для реализации (логической) оперативной блокировки безопасности при управлении исполнительными механизмами коммутационной аппаратуры энергообъектов за счет реализации протокола обмена МЭК 61850-8 в устройстве КПР-01М.
ПТК «ЛУЧ» позволяет выполнять оперативные блокировки как программные (без воздействия на цепи управления), так и аппаратные (с воздействием в цепях управления коммутационной аппаратуры) с формированием команды на разрешение управления в схемы цепей управления.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает два варианта реализации системы оперативных блокировок:
  • распределенная оперативная блокировка (алгоритмы оперативных блокировок задаются для устройства КПР-01М каждого присоединения индивидуально);
  • централизованная оперативная блокировка для объектов с большим информационным объемом данных (функция оперативной блокировки выводится на отдельные устройства КПР-01М, установленные в специализированном шкафу).

Функция обмена данными с обособленными системами энергообъектов и
вышестоящими уровнями управления
ПТК «ЛУЧ»обеспечивает возможность обмена данными с обособленными системами на уровне энергообъекта с использованием интерфейсов физического уровня:
  • Ethernet («витая пара» или оптическое волокно) стандарта IEEE группы 802.3;
  • RS-485 стандарта ANSI TIA/EIA-485-A:1998.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает возможность информационного обмена как с обособленными системами на уровне энергообъекта (сбор данных телесигнализации, измерений, осциллограмм, передача команд управления, изменение уставок), так и с вышестоящими уровнями управления с использованием стандартных протоколов передачи данных:
  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-101 (контролирующая станция);
  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-103 (контролирующая станция);
  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 (контролирующая станция);
  • протокол «цифровой подстанции» МЭК 61850-8.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает возможность информационного обмена одновременно с тремя уровнями управления по трем независимым каналам связис резервированием их, и с использованием протоколов МЭК 60870-5-101 и/или МЭК 60870-5-104 с возможностью формирования индивидуальной выборки параметров и команд для каждого уровня управления.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает программную блокировку, исключающую возможность управления объектами с разных уровней управления.
В случае отсутствия связи комплекс обеспечивает временное хранение информации, передаваемой на верхние уровни управления в объеме не менее 1000 последний значений
аналоговых параметров и 1000 последний значений дискретных параметров и событий.
Мониторинг устройств РЗА
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает мониторинг устройств РЗА (в случае отсутствия на объекте терминалов РЗА с поддержкой МЭК 61850)за счет следующих решений:
  • интеграция существующих на энергообъектах устройств РЗА в подстанционную шину МЭК 61850 через устройства КПР-01М;
  • устройства КПР-01М синхронизируют время устройств РЗА по заводским протоколам обмена;
  • поддержка функции туннелирования в устройствах КПР-01 (организации прямого канала связи до устройства РЗА) обеспечивает замену конфигурации устройства РЗА без выезда на объект, возможность считывания осциллограмм и ввод/вывод защит.

Функция ввода и отображения информации
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает вывод на АРМ пользователя текущей, оперативной (сообщения об аварийных отключениях коммутационных модулей) и ретроспективной информации в виде показаний, схем и графиков в соответствии уровнем доступа пользователей к информации. Сообщения о возникновении нештатных ситуаций выводятся на экран монитора АРМ в автоматическом режиме.
Функция хранения информации
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает хранение измерительной информации, данных телемеханики и журналов событий на всех уровнях ПТК:
  • в энергонезависимой памяти МИП;
  • в энергонезависимой памяти подстанционного контроллера;
  • в БД сервера верхнего уровня управления ПТК «ЛУЧ».
Метки времени регистрируемых значений параметров и событий присваиваются с разрешением не менее 1 мс.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает запись значений аналоговых параметров:
  • циклически с настраиваемой длительностью цикла (с шагом от 1 до 3600 с);
  • при изменении значения параметра на заданную величину;
  • при изменении атрибута качества параметра.
Запись значений дискретных параметров обеспечивается средствами ПТК «ЛУЧ» при изменении значения параметра и при изменении атрибута качества.
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает глубину хранения информации в исходном виде не менее трех месяцев. По истечении трех месяцев допускается дополнительная обработка накопленной информации (усреднение значений, и т.п.) с последующим хранением на глубину не менее одного года.

Функция синхронизации времени
Обеспечивает прием сигналов точного времени для синхронизации  системного времени и всех устройств ПТК с международным координированным временем (UTC):
  • по протоколам МЭК 60870-5-101 и/или МЭК 60870-5-104 от вышестоящего уровня управления (в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 870-5-5 к процедуре автоматической корректировке времени);
  • по протоколу SNTP/NTP от вышестоящего уровня управления (отдельный NTP-сервер времени);
  • по протоколу NMEA от источника точного времени (приемник сигналов точного времени от спутников ГЛОНАСС, (радиочасы МИР РЧ-02)

Контроль функционирования комплекса
Обеспечивает контроль выполнения функций посредством сбора значений параметров от устройств, входящих в ПТК «ЛУЧ», и от обособленных систем энергообъекта (системы РЗА, АСУТП и др.).
При возникновении нештатных ситуаций пользователю ПТК «ЛУЧ» на АРМ выводятся сообщения с указанием времени, места, вида и причины возникновения нарушения функционирования ПТК «ЛУЧ» и его отдельных компонентов.
Функция защиты информации
ПТК «ЛУЧ» обеспечивает сохранность информации при авариях, обработке и хранении за счет использования следующих возможностей:
  • резервирования питания технических средств на уровне энергообъектов;
  • резервирования питания технических средств верхнего уровня сбора данных и управления (сервер и АРМ) и аппаратуры связи;
  • резервирование подстанционного контроллера;
  • резервирования серверов;
  • создания резервных копий БД;
  • применения средств авторизации при организации доступа к информации и контроля несанкционированного доступа на аппаратном уровне.

Коммуникационные характеристики комплекса
Интерфейсы связи, поддерживаемые техническими средствами ПТК «ЛУЧ», приведены в таблице 1
  
Таблица 1.
Тип интерфейса Количество каналов на устройство/модуль
МИР КТ-51М КПР-01М КПР-01МА МВ-01
Интерфейс RS-485: 2, 10, 12 1 – 4 1 – 3 1, 2
Интерфейс RS-232: 2 1
Интерфейс Ethernet 10BASE-T: 1, 3 2 2 2
Ethernet 10/100 BASE-TX с поддержкой технологии Ethernet-кольцо (протокол MRP) 2 2 1, 2
Ethernet 10/100 BASE-TX с поддержкой протокола параллельного резервирования PRP 2 2
Интерфейс CAN для подключения внешних устройств 1 1
Интерфейс CAN 2.0В 1
Интерфейс USB 2.0 сервисный 1 1


Информационная емкость
Информационная емкость по типу и количеству каналов ввода-вывода телесигналов технических средств ПТК «ЛУЧ» приведена в таблице. Расширение функциональных возможностей обеспечивается установкой дополнительных модулей.

Таблица 2. 
Назначение канала ввода-вывода Количество каналов на устройство/модуль
МИР КТ-51М КПР-01М КПР-01МА МВ-01
Ввод дискретных сигналов 24 В 2, 8, 24 8
Ввод дискретных сигналов 24 или 230 В 8 8, 16, 24
Вывод дискретных сигналов 4, 12 2 2 4, 14
Ввод аналоговых измерительных сигналов 8, 24 6
Измерительные каналы 6 6


Временные показатели (быстродействие)
ПТК «ЛУЧ» соответствует следующим временным характеристикам:
  • время передачи данных аналоговых и дискретных параметров с контроллера на уровень сбора данных – 1 с;  
  • интервал опроса МИП – 1 с (текущие значения параметров сети), 5 мин (ПКЭ);
    период опроса устройств РЗА и датчиков ТС – не более 1 с;
  • время от момента приема команды телеуправления до момента выдачи управляющего воздействия не превышает 1 с;
  • время от момента изменения параметра до момента предоставления информации пользователю на экране монитора не превышает 2 с;
  • Время «холодного» старта технических средств ПТК «ЛУЧ»:
  • для серверов и АРМ не более 5 мин;
  • для контроллеров и МИП не более 2 мин;
  • для коммуникационного оборудования не более 1 мин.

Надежность
Все компоненты ПТК «ЛУЧ» предназначены для многолетней непрерывной работы в широком диапазоне температур и условиях электромагнитных помех, приведенных в эксплуатационной документации и сертификатах.
Параметры надежности компонентов ПТК «ЛУЧ» обеспечивают:
  • cреднее время восстановления при наличии ЗИП не более 6 часов (класс RT3 по ГОСТ IEC 60870-4);
  • класс безотказности ПТК «ЛУЧ» – R2 по ГОСТ IEC 60870-4 (среднее время между отказами не более 8760 ч);
  • коэффициент готовности комплекса не ниже 0,98;
  • средний срок службы ПТК «ЛУЧ» - не менее 15 лет.

Электропитание        
Технические средства, используемые в составе ПТК «ЛУЧ», обеспечивают возможность электропитания от внешней сети переменного или постоянного тока номинальным напряжением 220 В. Структура построения ПТК «ЛУЧ» предусматривает использование источников бесперебойного питания. 

Программный комплекс

Программный комплекс SCADA МИР предназначен для создания информационно-управляющих SCADA-систем автоматизации технологического процесса выработки, передачи и распределения электрической энергии для  предприятий электрических сетей, объектов генерации, энергообъектов нефтегазовой промышленности и организации диспетчерских центров управления энергообъектами.
Программный комплекс SCADA МИР обладает следующими преимуществами:
  • надежность и отказоустойчивость: поддержка функции резервирования компонентов программного комплекса в реальном времени и круглосуточном режиме;
  • безопасность: авторизованная регистрация пользователей, разграничение прав доступа, протоколирование всех действий пользователей;
  • возможность интеграции и модернизации: поддержка современных протоколов передачи данных и технологий предыдущего поколения программно-технических комплексов;
  • масштабируемость: возможность организации систем, как на единичном сервере, так и на группе серверов (с распределением функций) за счет применения сетевых технологий).
Возможность доступа к комплексу не только по локальной сети, но и с применением web-технологий позволяет использовать удаленное администрирование комплекса и удаленных АРМ-пользователей.
Функционально программный комплекс SCADA МИР делится на две основные части:
  • серверная часть для централизованного сбора, обработки, хранения и предоставления полученной информации в клиентскую часть;
  • клиентская часть для создания автоматизированных рабочих мест пользователей.

Интерфейс пользователя
Автоматизированное рабочее место предназначено для организации пользовательского интерфейса, с помощью которого выполняются функции оперативно-диспетчерского контроля и управления объектами энергоснабжения.
Функциональные возможности ПО АРМ:
  • создание однолинейной схемы энергообъекта (мнемосхема) из набора графических элементов;
  • отображение топографических и технологических схемы производственных объектов с учетом текущего состояния объектов;
  • оперативное отображение аварийных событий на объектах в графическом, текстовом и звуковом видах (настройка форматов оповещения в зависимости от важности изменений параметров);
  • установка и контроль предупредительных и аварийных пределов значений основных параметров;
  • отображение протокола (журнал событий);
  • отображение графиков измеряемых величин;
  • отображение осциллограмм и журналов ПКЭ, полученных с интеллектуальных устройств;
  • дистанционное управление коммутационными аппаратами и оборудованием энергообъектов;
  • установка на мнемосхеме информационных и запрещающих плакатов, выполняющих функцию блокировки управления присоединением с возможность трансляции сигнала блокировки в контроллеры присоединения, что позволяет исключить риск несанкционированного управления выведенным в ремонт присоединением;
  • отображение состояние систем телеметрии и каналов связи.
Программные средства ПТК «ЛУЧ» позволяют изменять формы предоставления технологической информации в соответствии со стандартом графического отображения информации, действующим на предприятии, эксплуатирующем ПТК «ЛУЧ».

Программные средства ПТК «ЛУЧ» позволяют создавать пользовательский интерфейс вывода информации на экран диспетчерского видеощита, которая может либо полностью повторять информацию, вводимую на АРМ, либо может быть видоизменена под другие задачи. Выводимая информация может иметь статический и динамический характер.

Структурные схемы основных вариантов решений

Архитектура системы на базе ПТК ЛУЧ

ris_1.jpg

Рис.1  Архитектура системы на базе ПТК «ЛУЧ» 


  • Подстанционный контроллер МИР КТ-51М с функцией горячего резервирования процессорных модулей, блоков питания и горячей замены модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов;
  • Отказ от установки нескольких приборов на ячейку (присоединение) за счет использования многофункционального измерительного устройства МИР КПР-01М;

  • Обеспечение надежности и скорости сбора информации на уровне ПС за счет применения технологии резервирования «Ethernet - кольцо» (наличие дублированных портов Ethernet в КТ-51М и КПР-01М);

  • Подстанционная шина в соответствии с требованиями МЭК 61850-8 (MMS, GOOSE);

  • SCADA-система собственной разработки с поддержкой стандартных протоколов и возможностью горячего резервирования серверов сбора и создания АРМов различного типа

Архитектура системы на базе ПТК ЛУЧ для объектов 35/10/6 кВ

ris_2.jpg

Рис.2 Архитектура системы на базе ПТК ЛУЧ для объектов 35/10/6 кВ


  • Отказ от установки отдельного подстанционного контроллера - объединение задач контролера ТМ, многофункционального измерительного преобразователя, регистратора аварийных событий, прибора контроля ПКЭ, модуля ТС/ТУ в одном устройстве МИР КПР-01М;

  • Отказ от установки нескольких приборов на ячейку (присоединение);

  • Полная унификация оборудования – любой из КПР-01М может выполнять функции контроллера ПС

  • Обеспечение надежности и скорости сбора информации на уровне ПС за счет применения технологии резервирования Ethernet - «кольцо» (наличие дублированных портов Ethernet в КПР-01М);

  • Подстанционная шина в соответствии с требованиями МЭК 61850-8 (MMS, GOOSE).


Архитектура системы на базе ПТК ЛУЧ для ТП, КТП 6-10/0,4 кВ

ris_3.jpg

Рис.3 Архитектура системы на базе ПТК ЛУЧ для ТП, КТП 6-10/0,4 кВ


  • Работа по двум соединениям (каналам) для исполнения счетчика со встроенным GSM/GPRS модемом или портом Ethernet. Первый порт используется для передачи данных на сервер АИИС КУЭ, второй – для передачи данных на сервер ТМ по протоколу МЭК 870-5-104.
  • Поддержка внешних модулей дискретного ввода-вывода. Счетчик в режиме контроллера ТМ ведет опрос модулей дискретного ввода-вывода по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus) – до 8 модулей (24 ТУ, 192 ТС) и обеспечивает трансляцию команд ТУ.

  • Возможность дублирования передачи сообщений с использованием SMS (аварийные событияпересечения порогов по U, I, P, изменения сигналов ТС, события несанкционированного доступак счетчику, выхода ПКЭ за допустимые пределы).

  • Возможность создания пожарной и охранной сигнализации – наличие на борту счетчика в исполнении с GSM/GPRS-модемом 2-х входов ТС и возможность резервного питания счетчика от ИБП с напряжением 12В.



Система ОБР

Реализация системы оперативных блокировок на базе ПТК «Луч»

ris_4.jpg

Рис.4 Реализация системы оперативных блокировок на базе ПТК «Луч»


  • КПР-01М с модулями расширения МВ-01 в составе шкафа ОБ (с встроенной системой питания оперативных цепей и контролем изоляции) выполняют задачи телесигнализации, телеуправления и оперативных блокировок;

  • Задачу сбора данных со шкафа ОБ (КПР-01М) и передачи в диспетчерские центры выполняет контроллер МИР КТ-51М или контроллер ТМ любого другого производителя по протоколу МЭК 870-5-101/104;

  • Отображение состояния оперативных блокировок выводиться на встроенную в шкаф панель индикации.








ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?

Задайте их нашему специалисту по телефону +7 (3812) 35-47-30
или воспользуйтесь формой обратной связи