В аналитической статье изложен комплексный подход к построению автоматизированных информационно-управляющих систем, предназначенных для решения задач учета и оптимизации энергопотребления предприятия. Выделены основные подсистемы автоматизированных программно-технических комплексов и требования к ним на основе существующих стандартов.

Внедрение на предприятиях энергосберегающих технологий является комплексной задачей, эффективность решения которой зависит от множественных факторов как технического, так и организационного порядка. Применение современной вычислительной техники позволяет осуществлять постепенную автоматизацию циклов сбора информации и управления, начиная с нижних уровней технологического контроля, кончая верхними уровнями организации и планирования производства. Очевидно, что максимальная эффективность внедрения автоматизированных систем на различных организационных уровнях предприятия зависит от возможности автоматизированных систем взаимодействовать м. собой в рамках единой автоматизированной системы управления предприятием (АСУП).
При таком постепенном подходе к построению АСУП на предприятии внедряются автоматизированные комплексы различных производителей, при этом особую значимость приобретают стандарты, регламентирующие функциональные возможности и операционные характеристики автоматизированных телемеханических систем.
базовой особенностью при построении автоматизированной системы энергосбережения является разделение общей задачи сбора информации на задачи коммерческого учета (тепловой, электрической энергии) и задачи технологического учета. Такое разделение происходит в виду особенностей применяемой аппаратуры: подсистема коммерческого учета главным образом реализуется на специализированном микроциклороном измерительном оборудовании - счетчиках электрической и тепловой энергии - сертифицированных приборах, включенных в Гостреестр. Задачи технологического учета и управления решаются с использованием разнообразных оперативно-информационных управляющих комплексов (ОИУК), SCADA-систем и т.п.
можно выделить основные функциональные блоки автоматизированной информационно-управляющей системы учета и контроля технологических циклов и определить необходимые требования на основе существующих стандартов.

Подсистема коммерческого учета элетро- и теплоэнергии.

Применяются специальные приборы, сертифицированные как приборы измерения. В настоящее время наиболее эффективно применять микроциклорные измерительные приборы, позволяющие настраиваться на параметры объекта и имеющие цифровой выход снятия измеренной информации, по отношению к которому и нормируется погрешность измерения прибора. Такие приборы имеют внутреннюю энергонезависимую память, позволяющую накапливать измерения за определенный период (до месяца). Например, для учета энергопотребления могут применятся электросчетчики типа Alpha фирмы ABB с цифровым выходом (последовательный канал RS-23 , либо телемеханические электросчетчики с импульсным выходом. Для учета тепловой энергии используются специализированные тепловычислители с внутренней энергонезависимой памятью и цифровым выходом (последовательный канал RS-232, параллельный канал Centronics), например теплосчетчик-расходомер Elkora S-25, особенностью которого является принцип. возможность работы на трубах большого диаметра от 50 до 2000 мм, в большом диапазоне расходов теплоносителя Q: Qmax = 200 * Qmin для заданного условного диаметра).
Использование приборов коммерческого учета с цифровым выходом (RS-23 позволяет легко интегрировать их в общую информационную систему предприятия и осуществлять централизованный сбор информации в режиме реального времени. Требования к приборам коммерческого учета предъявляются на основании стандартов на средства измерения, регламентирующих классы точности, методики поверок и межповерочные интервалы.

Подсистема технологического учета.

Решает задачи технологического контроля и управления состоянием объекта в режиме реального времени. Подсистема реализует типовые функции телемеханики по сбору информации и управлению и должна подчинятся следующим нормам и требованиям на телемеханические системы.
Общие положения и технические требования на устройства и системы телемеханики определены стандартами ГОСТ Р МЭК 870-1-1-93, ГОСТ Р МЭК 870-1-2-95, ГОСТ Р МЭК 870-2-1-93, ГОСТ Р МЭК 870-3-93, ГОСТ Р МЭК 870-4-9 Данный набор стандартов разрабатывается на основе аналогичных европейских стандартов, принятых МЭК (международный электротехнический комитет). Для унификации и взаимозаменяемости телемеханических систем стандартами регламентируются протоколы передачи данных м. уровнями системы: ГОСТ Р МЭК 870-5-1-95, ГОСТ Р МЭК 870-5-2-95, ГОСТ Р МЭК 870-5-3-95, ГОСТ Р МЭК 870-5-4-96, ГОСТ Р МЭК 870-5-5-9 Данные стандарты определяют протоколы обмена и процедуры в канале связи по последовательному каналу в режиме связи точка-точка. Пока так же не приняты стандарты регламентирующие передачу данных в магистральном канале (радиосеть, общая шина), что усложняет унификацию обмена данных м. телемеханическими комплексами в режиме множественного доступа к среде передачи. С другой стороны, стандартом ГОСТ Р МЭК 870-5-3-95 определяется общая структура данных пользователя, которая не зависит от методов физической организации линий связи и определяет собственно пакет передачи информации об измерениях от нижнего уровня - программируемых контроллеров, на верхний уровень - ЭВМ диспетчерского пункта. Стандарт ГОСТ Р МЭК 870-5-4-96 определяет собственно представление информации в пакете данных пользователя, значит кодирование измерений по определенным правилам. Так как данные стандарты определяют общую методику построения пакета данных пользователя, то система телемеханики должна предусматривать настройку на используемый конкретный протокол передачи (соглашения по кодированию измерений и управляющих полей структуры данных).
Реализация функций технологического учета предусматривает наличие в составе ОИУК определенных средств измерений. ГОСТ 26.205-88 регламентирует классы точности систем телеизмерений и методы их поверки. Поэтому мотивация ненужности сертификации системы телемеханики (предназначенной для технологического контроля) как средства измерения является по меньшей мере необоснованной. Измерительный тракт телемеханической системы должен удовлетворять требованиям ГОСТ 26.205-88 в плане погрешности измерений и методов ее определения.
Функции непосредственного опроса первичных датчиков и преобразователей осуществляются с помощью программируемых логических контроллеров - ПЛК (осуществляющих аналого-цифровое преобразование сигналов и передачу информации на диспетчерский пункт), которые в совокупности со специализированным программным обеспечением (ПО) составляют ОИУК. Производители таких комплексов поставляют уже функционально законченную систему: ПЛК + ПО, функционирующую на своих внутренних протоколах обмена информации м. ПЛК и ЭВМ диспетчерского уровня, что затрудняет использование ПЛК других производителей. На самом деле, для взаимодействия ПЛК и ПО диспетчерского уровня, обе части системы должны функционировать на основе указанных выше стандартов МЭК, что обеспечивает взаимозаменяемость ПЛК различных производителей оборудования. При таком подходе становится возможным использовать программные средства и техническое оборудование различных типов от различных производителей.

Подсистема хранения телемеханической информации.

ПО, реализующее диспетчерский уровень технологического контроля и управления, выполняет функции архивирования данных, анализа состояния объекта, оптимизации управления, обмена данными с другими уровнями АСУП. Большой спектр задач порождает различные технические сложности реализации всех функций обработки информации в пределах одного пакета ПО.
В настоящее время в сфере программного обеспечения есть несколько стандартов де-факто на организацию работы с данными в многопользовательской системе, объединяющей ЭВМ по локальным и глобальным вычислительным сетям. Данные технологии в наиболее общем виде известны под термином клиент-сервер и являются эффективным средством взаимодействия ПО различных производителей.
Несмотря на достаточно большое разнообразие типовых подходов к организации распределенной обработки информации, в рамках ОИУК можно выделить основное требование к циклу накопления информации. Технологическая телемеханическая информация должна быть организована в виде базы данных. При этом система управления базой данных (СУБД) должна поддерживать язык запросов данных SQL. Зачастую в существующих системах информация накапливается и архивируется в оригинальном формате производителя ПО, без предоставления унифицированного метода доступа, каковым является язык запросов SQL.
Организация и хранение данных с помощью SQL-СУБД значительно упрощает интеграцию подсистем коммерческого и технологического учета в единую АСУП, предоставляет широкие возможности обработки и анализа данных с помощью существующих широко известных пакетов табличной, статистической обработки.

В аналитической статье проанализированы основные подсистемы автоматизированных комплексов сбора информации и управления в рамках задачи внедрения энергосберегающих технологий на предприятиях. Выделены основные технические и программные средства построения распределенных ОИУК и требования к ним.
Указана важность применения стандартных технологий не только на уровне обмена данными м. уровнями телемеханического комплекса, но и при организации данных на диспетчерском уровне системы. Последнее приобретает особую важность при создании распределенных систем анализа технологических циклов и планирования производства в рамках АСУП при использовании программного обеспечения различных производителей.

Ссылочные документы
ГОСТ 26.205-88 Комплексы и устройства телемеханики. Общие технические условия. ГОСТ Р МЭК 870-1-1-93 Устройства и системы телемеханики. Основные положения. Общие принципы. ГОСТ Р МЭК 870-1-2-95 Устройства и системы телемеханики. Основные положения. Руководство по разработке технических требований. ГОСТ Р МЭК 870-2-1-93 Устройства и системы телемеханики. Условия эксплуатации. Условия окружающей среды и источники питания. ГОСТ Р МЭК 870-3-93 Устройства и системы телемеханики. Интерфейсы (электрические характеристики). ГОСТ Р МЭК 870-4-93 Устройства и системы телемеханики. Технические требования. ГОСТ Р МЭК 870-5-1-95 Устройства и системы телемеханики. Протоколы передачи. Форматы передаваемых кадров. ГОСТ Р МЭК 870-5-2-95 Устройства и системы телемеханики. Протоколы передачи. Процедуры в каналах передачи. ГОСТ Р МЭК 870-5-3-95 Устройства и системы телемеханики. Протоколы передачи. Общая структура данных пользователя. ГОСТ Р МЭК 870-5-4-96 Устройства и системы телемеханики. Протоколы передачи. Определение и кодирование элементов пользовательской информации. ГОСТ Р МЭК 870-5-5-96 Устройства и системы телемеханики. Протоколы передачи. Основные прикладные

Источник: http://www.ors.kirov.ru