Проектирање на систем за далечинско управување и надгледување за ХС Студенчица

Size: px

Start display at page:

Download "Проектирање на систем за далечинско управување и надгледување за ХС Студенчица"

Shauna Chandler
6 years ago
Views:

1 Проектирање на систем за далечинско управување и надгледување за ХС Студенчица Александар Арсовски, Драган Станковски, Игор Марковски АТРОНИКА Д.О.О. Мито Хаџивасилев - Јасмин 48 Скопје, Р. Македонија aleksandar.arsovski@atronika.com Горан Стојановски, Миле Станковски Институт за автоматика и системско инженерство, Факултет за електротехника и информациски технологии при Универзитет Св. Кирил и Методиј Скопје, Р. Македонија {goranst, milestk}@feit.ukim.edu.mk, Апстракт Во овој труд е презентирано целосно решение за автоматизација на процесот за управување со отворени канали на хидро системот Студенчица во Кичево. Со воведување на системот за далечинско водење и дистрибуирано управување, значително се намалуваат трошоците на компанијата за одржување на системот. Дополнително и времето на откривање на проблеми и одѕив за решавање на истите е намалено повеќекратно. Во овој труд е презентиран детален опис на техничкото решение и од софтверски и од хардверски аспект. Клучни зборови SCADA систем, хидро системи, систем за далечинско водење I. ВОВЕД Системите за управување и надгледување се повеќе се применуваат во индустријата. Ова особено зема замав во случаите кога имаме широко географски распределени системи, каде централизираното управување или поставувањето на оператори на секоја локација е невозможно или финансиски неисплатливо. Во овие ситуации најчесто се поставува опрема која може да се раководи од еден или повеќе центри, а екипите на терен се испраќаат во редовни контроли и во случај на дефекти. Во овој труд ќе презентираме еден модерен систем за далечинско управување и надгледување кој е практично применет и имплементиран во хидро системот Студенчица. После воведот, даден е краток опис на системот со неговите технички и хидролошки карактеристики. Потоа се презентира предложеното решение и на крај се изложени алгоритмите за работа и практичната имплементација на системот. Во последната глава даден е заклучок за проектираниот систем. II. ХИДРО-СИСТЕМ СТУДЕНЧИЦА Регионалниот водовод Студенчица е изграден од 1974 до 1980 година,а во 1981 година изграден е кракот кон Прилеп и врши водоснабдување на неколку градови и повеќе населени места. Водоснабдување врши на општините Прилеп, Кичево, Крушево, Македонски Брод, Осломеј, Долнени, Другово, Пласница, термоелектраната Осломеј и други помали населени места, односно снабдување со вода на околу жители. Тој претставува капитален објект на Република Македонија и ги зафаќа водите на изворите на реката Студенчица на надморска висина од 965 метри. Димензиониран за проток од 1500 l/s, цевководот заедно со пропратните објекти се протега на голема територија со вкупна должина на главниот цевковод од 110 км. Од каптажниот објект е изграден цевковод во должина од 12 км со пречник од 1016 мм до разделната градба во село Другово од каде се двои во правец на термоелектраната Осломеј со пречник од 457,2 мм и во правец кон Прилеп, Македонски Брод и Крушево со пречник од 914 мм. Во истиот чвор се одделува крак кон резервоарот на Кичево со пречник од 508 мм.делницата кон Прилеп, Крушево и Македонски Брод е заедничка и истата е со дијаметар од 914 мм.пред прекидната комора Барбарос од доводот кон Прилеп се одвојува крак кон Македонски Брод со дијаметар од 159 мм. После највисоката точка на цевководот Барбарас,цевководот продолжува со дијаметар од мм и истиот кај село Дебреште се двои на крак кон Прилеп со дијаметар од 762 мм и крак кон Крушево со дијаметар од мм. Од причини што Крушево се наоѓа на надморска височина од 1350 м водоснабдувањето од регионалниот систем Студенчица се врши со препумпување на водата во пумпна станица кај село Норово, со цел водата да се дистрибуира до изливниот базен во Крушево. Покрај горенаведените четири градови и термоелектраната Осломеј,регионалниот водовод Студенчица со вода снабдува и повеќе други помали населени места во атарите на општините Прилеп, Македонски Брод, Пласница, Долнени, Кичево, Крушево, Осломеј и Другово. Во досегашниот експлоатационен период имало појава на сушни години при што се појавиле екстремно ниски количини на вода во изворот Студенчица и под 500 l/s. Ова налага потреба да се пристапи кон активности за обезбедување на дополнителни количини на вода во системот како и незино акумулирање во периодите на добра издашност со можност за нејзино непрекинато користење на водата за пиење со неопходен третман. Во овој труд е презентирано концепциското решение за информатичкиот систем на регионалниот водовод

2 Студенчица, кое ја зема предвид постојната конфигурација на системот од технички аспект, како и можностите за идни проширувања и развој на системот со целата негова комплексност. III. ПРЕДЛОГ ПРОЕКТ ЗА ДАЛЕЧИНСКО УПРАВУВАЊЕ НА ХИДРО-СИСТЕМОТ СТУДЕНЧИЦА Главната функција на SCADA системот треба да биде надзор и далечинско управување на далечинските станици, со што ќе се постигне подигнување на квалитетот на водоснабдувањето, смалување на експлоатационите трошоци и елиминирање на техничките загуби на вода во Регионалниот водовод. Тоа би се овозможило преку: - Воведување на мерење на сите превземени количини на вода од страна на корисниците на водоводот - Автоматско управување со распределбата на вода врз основа на предефинирани протоци и количини во зависност од расположливата количина на вода - Интеграција и поврзување на сите подсистеми - Сигнализации и аларми за разни нарушувања во системот - Визуелизација на системот и негово целосно надгледување од едно место - Снимање на податоците во бази на податоци и нивна обработка - Брз проток на информациите - Развивање на модели за оптимизација на системот Со цел успешно да се проектира овој систем, потребно е да се земат предвид физичко - техничките карактеристики на системот, во случајов: - Проток на водата во цевката - Притисок на водата во цевката - Ниво на водата во резервоарите и преливните комори Тоа значи дека покрај нивното мерење, потребно е и нивно претворање во електрични големини, а потоа и во дигитални, заради нивното прифаќање од страна на управувачот. За некои од нив е потребно и посебно електрично филтрирање и прилагодување. Севкупниот процес на мерење, надгледување на статусните сигнали и управување на затворачите треба да се одвива автоматски, без интервенција на човек. Главната компонента на системот, како за локалните станици, така и за Централната станица е софтверскиот пакет кој треба да го овозможува раководењето со системот. Проектираниот софтвер треба да ги обезбеди следните функции: - Прифаќање на мерените физички големини - Прифаќање на статусните и алармните сигнали - Локална обработка на податоци и управување со актуаторите на водоводот - Самодетекција на статусот на струјните кола на сопствената постројка - Периодично меморирање на измерените големини, статусот, алармите и настаните во постројката - Можност за локално и далечинско нагодување на параметрите на системот - Комуникација со надредени компјутери преку безжична врска - Комуникација со компјутери од ист ранг преку безжична врска Од аспект на интернет комуникации истиот треба да биде WEB базиран и да може да едноставно да ги визуелизира мерените параметри. Податоците треба се чуваат во база на податоци, соодветно заштитени, при што може на нив да се имплементираат голем број на математички функции кои лесно би можело да се имплементираат. Заради различните услови кои постојат на терен, за имплементација на овој проект потребно е да се проектираат седум различни типови на крајни станици, кои заради интерес на времето, нема да бидат дискутирани во овој труд. Од аспект на управување, потребно е да се дефинираат сите управувани елементи, кои во случајов претставуваат затворачите на цевководот. На одреден дел од станиците веќе има постојни затворачи, додека за дел од нив треба да се проектираат нови. Управувањето со затворачите има за цел да постигне балансирање на распределбата на вода според однапред дефинирани количини во зависност од расположливите количини на вода. Електромоторниот погон треба да содржи и сигнална кутија за работен напон од 220V, 50HZ, која најмалку ги обезбедува следните сигнали во текот на работата како повратна информација: - Преголем отпорен момент при отворање - Преголем отпорен момент при затворање - Крајна положба отворање - Крајна положба затворање - Трепкач при операциите на отворање и затворање - Термоелемент аларм за преоптоварување - Вртлив потенциометар положба на затворачот Сите овие сигнали како статус се пренесуваат до управувачите на системот, а потоа и до управувачкиот компјутер.

3 Сл. 1. Концепт на регионален водоснабдителен систем Студенчица IV. РЕШЕНИЕ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЈА Регионалниот систем за снабдување со вода е од круцијално значење за регионот. Неговата основна архитектура е презентирана на слика 1. Предложеното решение за системот за далечинско управување се базира на мобилната мрежа со исклучок на делот кој се наоѓа непосредно до управната зграда и која е поврзан со помош на етернет врска. Целиот концепт на комуникацискиот систем е прикажан на слика 2. Како решение за комуникација е избрана мобилната мрежа заради тоа што управувачите точки се на голема географска раздалеченост една од друга и спроведувањето на оптички кабел за комуникација е исклучително проблематично и скапо. Од друга страна, големината на податоците и фреквенцијата на нивна проверка ерелативно мала, апа проектираните сметки на мобилен интернет на сите точки се доста мали. Оттаму како оптимално комуникациско решение е избрана комуникацијата преку мобилна мрежа. Системот е имплементиран со помош на Mitsibushi програмабилни логички управувачи кои се поставени во електрични ормари. Стандардната дипозиција на елементи во еден ваков ормар е прикажана на слика 3. Покрај стандардната енергетска опрема во ормарите се поставени и елементи за заштита, модеми за безжична комуникација (во случајов GPRS модеми), батерии кои овозможуваат автономија на системот од неколку часа и сл. Оваа опрема се поставува во непосредна близина на управувачката точка ако не и во самата шаџта каде се наоѓа хидро-механичката опрема со која се управува 99електричните вентили и/или табласти затварачи. Во ова просторија исто така се наоѓаат и мерните уреди (мерачи на проток). Сл. 2. Архитектура на комуникации во регионалниот водоснабдиелен систем Студечица.

Сл. 4. Пример за изглед на екран за управување на регионалниот водоснабдиелен систем Студечица во SCADA центарот кој се наоѓа во општина Другово. Сл. 3. Диспозиција на елементи во стандарден ормар.

Овој софтвер е целосно проектиран и имплементиран со цел да овозможи брзо и едноставно управување со ресурсите со кои располага водоснабдителниот систем.

4 Сл. 4. Пример за изглед на екран за управување на регионалниот водоснабдиелен систем Студечица во SCADA центарот кој се наоѓа во општина Другово. Сл. 3. Диспозиција на елементи во стандарден ормар. На слика 4 е прикажан еден основен екран за управување на софтверот за управување и надгледување на водоснабдителниот систем Студенчица. Овој софтвер е целосно проектиран и имплементиран со цел да овозможи брзо и едноставно управување со ресурсите со кои располага водоснабдителниот систем. Пред проектирањето на овој систем, вообичаено било за секоја промена да се испраќаат екипи на терен кои рачно ги променувале вредностите. Сега, времето на реакција на претпријатието е значително намалено, со тоа што промената на отвореноста на вентилите е моментална, и операторите веднаш имаат повратна информација дали работата е завршена или не. Од друга страна и во случај на проблеми и дефекти системот автоматски праќа известувања до управувачкиот центар, со што значително се зголемува ефикасноста на менаџирањето со вакви објекти. V. ЗАКЛУЧОК Во овој труд прикажавме пристап за целосно и правилно проектирање на хидро системи. Изложената методологија е практично применета на реален хидро систем. Во трудот се презентирани извадени делови од хардверот и софтверот кој е имплементиран во овој хидро систем. Исто така детално е елаборирано и концептуалното решение за поставувањето на мрежата, како и софтверското решение. БЛАГОДАРНОСТ Авторите ја изразуваат својата благодарност до сите вработени во хидро системот Студенчица, кои помагаа при изработката на овој проект. РЕФЕРЕНЦИ [1] Миле Ј. Станковски, Татјана Д. Колемишевска-Гугуловска Компјутерско Водење на Процеси, ЕТФ, Скопје, 2006 [2] Миле Станковски, Предавања по предметот Системи за далечинко водење и дистрибуирано управување, ФЕИТ, Скопје, 2013 [3] David Bailey, Edwin Wirght, Practical SCADA for industry, Newnes An imprint of Elsevier, Burlington, MA, 2003

5 Design оf Scada System for Hydrosystem Studencica Aleksandar Arsovski, Dragan Stankovski, Igor Markovski ATRONIKA D.O.O. Mito Hadzi-Vasilev Jasmin 48 Skopje, R. Macedonia GoranStojanovski, Mile Stankovski Department of Automation and System Engineering Faculty of Electrical Engineering and Information Technologies, Ss. Cyril and Methodius University in Skopje, Macedonia {goranst, Abstract In this paper we present a complete solution for remote automation of the hydro-system Studencica in Kicevo. With the implementation of the system for control and data acquisition, we have significantly reduced the expenses for maintenance of the system Keywords SCADA system, hydro systems, systems for remote control

Siemens собни термостати. За максимален комфорт и енергетска ефикасност. siemens.com/seeteam

Siemens собни термостати. За максимален комфорт и енергетска ефикасност. siemens.com/seeteam . За максимален комфорт и енергетска ефикасност siemens.com/seeteam 1 СОБНИ ТЕРМОСТАТИ ЗА ФЕНКОЈЛЕРИ RAB11 / RAB21 / RAB31 СОБЕН ТЕРМОСТАТ ЗА ФЕНКОЈЛЕРИ RDF110.2 / RDF110 / RDF110/IR RAB11 Електромеханички