CC BY
22
Control of Gas Pipeline System of Large Industrial Area with Real-Time Transient Model
Vladislav Nikanorov, Candidate of Engineering Sciences, Deputy Head of Department, Gazprom Sergey Marchenko, Chief Engineer - Deputy General Director, Gazprom transgas Moscow LeonidBerner, PhD in Engineering, Professor, General Director, AtlanticTransgasSystem Yury Zeldin, Candidate of Engineering Sciences, Head of SCADA andHMI Department, Atlantic-TransgasSystem
The article describes the operational dispatch control of the gas transportation system (GTS). Using the «predictor-corrector» scheme allows to reduce errors, to increase stability and/or energy efficiency. The demands to the mathematical model of the GTS was presented, the method for displaying forecast results is proposed.
Keywords: operational dispatch control, gas transportation system, «predictor-corrector» control scheme.
УДК 681.518.3
СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ И ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ГОРНОКЛИМАТИЧЕСКОГО КУРОРТА «АЛЬПИКА-СЕРВИС»
Леонид Исаакович Бернер, д-р техн. наук, генеральный директор
Е-mail: berner@atgs.ru Алексей Владиславович Рощин, канд. техн. наук, первый зам. генерального директора по производству Е-mail: roschin@atgs.ru Андрей Владимирович Харитонов, зав. сектором РКП
Е-mail: akharitonov@atgs.ru Андрей Александрович Колодин, зав. сектором ППО Е-mail: kolodin@atgs.ru АО «АтлантикТрансгазСистема» http://www.atgs.ru/ Юрий Иванович Передерий, генеральный директор Е-mail: pa-energo@yandex.ru ООО «Промавтоматика-Энерго» г. Краснодар
В статье представлен практический опыт реализации территориально -распределенной системы автоматизации и диспетчеризации инженерных систем горноклиматического курорта «Альпика-Сервис». Представлено описание 2ух уровней системы: нижнего уровня (уровень сбора данных и выполнения алгоритмов) и верхнего уровня (уровень диспетчерского управления).
Ключевые слова: система автоматизации, горно-климатический курорт, система контроля и управления водоснабжением, система контроля и управления водоснабжением инженерными системами
Горно-климатический курорт «Альпика-Сервис» включает в себя канатную дорогу «Аибга» и комплекс зданий (кафе, рестораны, гаражи ратраков, гаражи гондол, помещения для обслуживающего персонала). Территориально-распределенная система СА-ИДИС предназначена для автоматизации и диспетчеризации инженерных систем горноклиматического курорта «Альпика-сервис», таких как подсистемы вентиляции, водоснабжения зданий, электроснабжения, освещения, пожарного водообеспечения и т.д.
Архитектура системы-двухуровневая (рис.1).
Рис. 1. Архитектура системы-двухуровневая
На нижнем уровне Системы происходит сбор, обработка и анализ данных о состоянии отдельных объектов, осуществляются все алгоритмы функционирования оборудования
На верхнем уровне Системы собираются и архивируются обработанные данные с нижнего уровня, осуществляется отображение данных о состоянии отдельных подсистем в удобной форме с целью контроля и управления диспетчером.
Нижний уровень САИДИС включает в себя две основные части: подсистема контроля и управления водоснабжением и подсистема контроля и управления инженерными системами зданий.
Бернер Л.И.
Подсистема контроля и управления водоснабжением с перепадом высот 1500 метров построена на базе контроллеров компании Siemens. Подсистема управляет следующим технологическим оборудованием:
- Бустерные Установки (БУ) обеспечивающие давление воды в общей магистрали;
- Хозяйственно Питьевые Резервуары (ХПР), служащие для накопления и обеспечения расхода воды для хозяйственного применения, также обеспечивается давление воды в общей магистрали;
- Противопожарные Резервуары (ППР) обеспечивают постоянное накопление воды и обеспечивают давление воды в случае поступления сигналов с пожарной сигнализации.
Автоматизированное оборудование резервуара представлено на рис.2.
В подсистеме предусмотрен автоматический, ручной и локальный режимы функционирования, осуществлена релейная защита оборудования в случае невозможности работы (при перегреве оборудования, закрытии критически важных заслонок и т.п.).
Подсистема контроля и управления инженерными системами зданий построена на базе контроллеров фирмы Honeywell и охватывает оборудование в 7 территориально распределенных зданиях. Система управляет следующими основными элементами:
- Приточно-вытяжная вентиляционная система обеспечивает вентиляцию помещений, а также функции обогрева помещений на основании датчиков температуры
- Система уличного освещения
- Контроль и управление водоснабжением зданий (дополнительные насосы холодного водоснабжения, насосы
ШШШ
гая.
ОиЛаТрЬ-
поглотите™
Уграелеше е^нтилгцыей
дайэ
Температура, Ч;
Дпя ручного (Грзелешя насосом перекло^мтесъ ма к«стньи режим i
горячего водоснабжения, контроль расхода воды)
- Контроль наличия питания 220 вольт, положения автоматов и переключающей аппаратуры
- Интерфейс на при-точно-вытяжные вентиляционные системы с локальными контроллерами для осуществления функций управления по глобальным алгоритмам и решения задач сбора данных
Рис. 2. Автоматизированное оборудование резервуара - Интерфейсы на си-
стемы кондиционирования (кондиционеры, фанкойлы, чиллеры) для осуществления функций управления по глобальным алгоритмам и задач сбора данных
- Интерфейсы на тепловые завесы для осуществления функций управления по глобальным алгоритмам и задач сбора данных
- Интерфейс на систему подогрева кровли для осуществления функций управления по глобальным алгоритмам и решения задач сбора данных
- Сбор данных телеметрии (температура, давление и расход воды, расход электроэнергии)
- В подсистеме используются внешние интерфейсы по стандартам LON, BAC-NetMSTP, ModBusMSTP.
Пример схемы автоматизации здания приведен на рис.3
Рис. 3. Пример схемы автоматизации здания
В подсистеме осуществлены локальные, ручные и автоматические алгоритмы защиты от замерзания систем вентиляции, регулирования мощности нагревателей, контроля возможности запуска вентиляции.Параметры оборудования и алгоритмы могут меняться в зависимости от времени суток и времени года.Для всех режимов осуществлена релейная защита от запуска при неисправностях и поступлении сигналов от пожарной сигнализации.
Верхний уровень САИДИС реализован на основе базового SCADA-пакета EnterpriseBuildingManagement корпорации Honeywell, установленного на сервере под управлением операционной системы Windows 2012R2 64-bit.
Верхний уровень реализует функции управления и мониторинга следующих под-ситем:
- Подсистема контроля и управления инженерными системами зданий
- Подсистема контроля и управленияводоснабжением
- Подсистемами управления кондиционерами
- Подсистемой учета электроэнергии
- Подсистемой мониторинга состояния лифтов.
В системе реализованы следующие протоколы обмена:
- BACnet IP;
- OPC;
- ModBus IP;
Контроль и управление инженерными системами горноклиматического курорта производится с АРМ оператора. Верхний уровень поддерживает до 5 АРМ оператора/администратора системы.
Примеры видеокадров верхнего уровня приведены на рис. 4
Рис.4. Примеры видеокадров верхнего уровня приведены
Система верхнего уровня реализует следующие функции (контроль и управление):
- дистанционное измерение аналоговых и сигнализация дискретных параметров, характеризующих состояние различных инженерных систем;
- генерация уведомляющих, предупредительных или аварийных сообщений при выходе аналоговых параметров за уставки или изменении дискретных параметров, с возможностью их квитирования и временного отключения, ведение журнала событий;
- ведение архива аналоговых и дискретных сигналов;
- отображение всех параметров на экранах АРМ оператора в виде видеокадров, графиков, таблиц. Отображение параметров на экранах АРМ специалистов с использованием web-интерфейса;
- защита от неверных действий диспетчерского персонала: расчет готовности коммутационных аппаратов к переключениям;
- дистанционное управление устройствами с АРМ оператора.
База данных реального времени содержит около 15000 точек ввода/вывода. Для успешного развертывания и эксплуатации системы подобного объема важное значение имеют следующие особенности выбранного базового SCADA-пакета EnterpriseBuildin gManagement:
- северно-ориентированная архитектура, при которой все изменения производятся на сервере, а затем распространяются на клиентские рабочие места автоматически;
- векторная графика, позволяющая легко создавать видеокадры различной насыщенности и отображать их на мониторах с разным разрешением;
- открытость базы данных, доступность ее через различные интерфейсы.
Разработанная и реализованная система является территориально-распределенной системой, объединяющей оборудование разнообразных производителей с применением различных интерфейсов. Следует отметить, что разработка и реализация Системы осложнялись сложными ландшафтными характеристиками с перепадом высот около 1500 м, а также экстремальностью климатических условий на территории обслуживаемого горно-климатического курорта, в связи с чем потребовалось создание особых алгоритмов для реализации подсистем водоснабжения, вентиляции и отопления.
Литература
1. https://w3.siemens.ru/about_us/businesses/dfpd/
2. https://www.honeywell.com/industries/buildings
Supervisory system of alpine resort Alpika-service
Berner Leonid, Doctor of Science (Tech.), President of AtlanticTransgasSystem, 11 Polbina st., Moscow 109388
Roschin Alexey, PhD (Tech.), Vice-president of AtlanticTransgasSystem, 11 Polbina st., Moscow 109388
Kharitonov Andrey, head of Integrated project delivery sector, AtlanticTransgasSystem, 11 Polbina st., Moscow 109388
Kolodin Andrey, head of Application software sector, AtlanticTransgasSystem 11 Polbina st., Moscow 109388
Peredery Jury, general director of Promavtomatika-Energo
The article discusses real world experience of implementation of geographically distributed supervisory system of alpine resort Alpika-service. The article examines two levels of supervisory control -the lower lever (data collection and algorithm execution) and the upper supervisory control level. Keywords: supervisory control of water supply, supervisory control of utility systems, alpine resort.
