Magazine isup 2(50) 2014 by ISUP

2’2014

Информатизация и системы управления в промышленности

АСУ ТП КИПиА АСКУЭ РЗА MES SCADA ПТК

Автоматизация инфраструктуры – наша главная компетенция «Умные дома» Интеллектуальные здания

офисные здания гостиничные комплексы торговые центры банки аэропорты промышленные предприятия электростанции трубопроводы транспорт мосты и тоннели коттеджные поселки

Оборудование и решения для всех инженерных систем современного здания

Свободно программируемые контроллеры поддержка всех распространенных протоколов автоматизации большое число специализированных библиотек встроенный Web-сервер, FTP, SMNP поддержка мобильных устройств на базе Apple iOs и Android жизненный цикл оборудования до 25 лет

Web-панели сенсорные текстовые

Интеллектуальные счетчики однофазные трехфазные

Модули ввода/вывода аналоговые цифровые специализированные

Системы и устройства управления освещением внутренним и наружным м приточно-вытяжными установками котельными и тепловыми пунктами водоснабжением и канализацией учет электроэнергии контроль климата в помещениях SBC Rus (Сайа Бургесс Контролз Рус) Официальный дистрибьютор Saia Burgess Controls Ltd. Тел.: +7(495) 744-0910 www.saia-burgess.ru

Содержание журнала Темы номера Тема № 1. Щитовое оборудование и автоматика

Порядок в шкафу. Инновационные изделия STEGO для оптимального функционирования оборудования в шкафах управления В статье рассказывается о трех изделиях немецкой компании STEGO, предназначенных для шкафов с электрическим или серверным оборудованием: компактном циркуляционном вентиляторе STEGOJET SJ 019, светодиодном светильнике LED 025 и дверном концевом переключателе DS 013.

SE 8 и TS 8 – монтажные шкафы Rittal Cтандартизированные решения в промышленности – тенденция наших дней. Они с легкостью интегрируются с рабочей системой на любом передовом предприятии мира, позволяют контролировать затраты на инжиниринг и логистику. Монтажные шкафы Rittal SE 8 и TS 8 находятся в русле этих тенденций: они обеспечивают установку всего стандартного оборудования, при этом делают ее легкой, быстрой и экономной.

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Приборы «Взлет» задают IT-тренд в энергосбережении В последние годы оснащение объектов ЖКХ приборами учета энергоресурсов идет стремительными темпами: в крупных городах значительная часть жилых домов уже оснащена счетчиками воды и тепла. Применение современных высокотехнологичных приборов учета не только позволяет решить проблему собственно учета энергоресурсов, но и поднимает вопрос доверия к показаниям приборов со стороны как управляющих компаний, так и ресурсоснабжающих организаций. Возможность оперативного и независимого контроля состояния установленных приборов является одним из самых важных факторов, повышающих общий уровень безопасности и достоверности показаний приборов.

EIG и «ИндаСофт»: учет с МЭК 61850 Построение многофункциональных систем учета в соответствии с международными стандартами – важная задача, которую, однако, не всегда легко осуществить. Поэтому большое значение имеют устройства, изначально разработанные по требованиям данных стандартов. Компании EIG и «ИндаСофт» представляют приборы учета Shark 200 и Nexus 1500, на базе которых можно построить системы диспетчеризации в соответствии со стандартом МЭК 61850.

Автоматизация жилых домов в Томске В Томске реализован проект по автоматизации жилого фонда на базе контроллеров для регулирования температуры в системах отопления и горячего водоснабжения ОВЕН ТРМ32 и ТРМ132. Разработанная система позволяет осуществлять диспетчерский контроль и управление пунктами учета потребления энергоресурсов и пунктами регулирования тепла в жилых многоквартирных домах и вести учет потребления энергоресурсов.

Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) угольного разреза «Восточный» АО «Евроазиатская энергетическая корпорация». Часть 2

Настоящая статья является продолжением серии публикаций, посвященных созданию интегрированной автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) угольного разреза «Восточный» (Экибастузский район, Республика Казахстан), получившей наименование «Иртыш». В ней раскрываются основные принципы и особенности создания современных автоматизированных систем управления для открытых угольных разрезов и описаны основные подходы к реализации оперативно-диспетчерского управления промышленным железнодорожным и автомобильным транспортом при выполнении задач по транспортировке горной породы на примере реально создаваемой интегрированной системы, охватывающей все основные технологические комплексы предприятия. Статья рассчитана на руководителей и технических специалистов предприятий горнодобывающей промышленности и электроэнергетики. С первым материалом из данной серии публикаций можно ознакомиться в № 5 журнала «ИСУП» за 2013 год.

Энергетический менеджмент в контексте Integrated Industry

Технологическая группа HARTING предлагает систему энергетического менеджмента, обеспечивающую прозрачность потребления энергии и позволяющую получить информацию об эффективности машин и оборудования в конкретном процессе. Однако сохраняется необходимость включения данных о потреблении энергии во все приложения, важные для этого процесса. Иными словами, энергетический менеджмент должен быть встроен в рамки концепции Integrated Industry. Для этого компания HARTING разработала необходимую архитектуру системы.

Новая экономика и умные сети В статье описан экспериментальный проект, реализованный компанией «Мицубиси Электрик» на собственном предприятии в Японии. Рабочая модель интеллектуальной сети позволяет проверять функционирование электротехнического оборудования и совершенствовать алгоритмы работы EMS-системы в разных сложных ситуациях, например, при авариях, погодных, экономических и политических изменениях и т. п.

Диспетчеризация электроснабжения промышленных предприятий

В статье рассказано о системе диспетчеризации, разработанной компанией «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» на базе контроллера собственного производства и ПО «СКАДАНЕВА». Данное решение позволяет построить систему для крупного предприятия с минимальными затратами.

Проектирование верхних уровней автоматизированной системы управления наружным освещением Вниманию читателя предложено описание некоторых аспектов проектирования АСУ НО. Приведено сравнение выбора средств автоматизации, описаны подходы к созданию удобного пользовательского интерфейса с использованием современных сервисов и эффективной подачи информации.

2_(50)/2014 Средства автоматизации 47

Факторы повышения надежности и снижения эксплуатационных затрат в автоматизации Жизненный цикл ПЛК Saia® PCD составляет 15 лет, эти устройства отличаются исключительной надежностью, совместимы с различным оборудованием и ПО. Это позволяет легко и с наименьшими затратами проводить модернизацию систем автоматизации, удлиняет срок их жизни и понижает эксплуатационные затраты.

GSM-терминалы Cinterion BGS5T, EHS5T и EHS6T: качество, производительность и Javaплатформа В статье рассказано о новых терминалах BGS5T, EHS5T и EHS6T от ведущего мирового производителя GSM-устройств Cinterion (Германия). Все терминалы выполнены со встроенной Java-платформой и позволяют запускать Java-приложения, а также переносить их на другие платформы (М2М‑устройства).

Применение модемов АТМ2 в сфере ЖКХ Компания iRZ является разработчиком и произво дителем современного решения, предназначенного для насущных задач в сфере ЖКХ. В статье приведена подробная информация о возможностях и преимуществах линейки модемов iRZ ATM2, а также о программных продуктах компании, разработанных для работы с устройствами.

ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 – российский калибратор унифицированных сигналов с широкими функциональными возможностями Научно-производственное предприятие «Элемер» разработало многофункциональный калибраторизмеритель унифицированных сигналов со встроенным программным обеспечением. Этот прибор способен стать ядром рабочего места инженера-метролога.

Автоматизация на практике 69

Опыт создания АСУ ТП на базе ПТК «Торнадо-N» (часть 1) Новосибирская компания «Модульные Системы Торнадо» успешно разработала и апробировала программно-технический комплекс «Торнадо-N», на основе которого возможно создание современных распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами с общим количеством каналов контроля и управления от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч. В первой части статьи сравнивается организация ПТК «Торнадо-N» с организацией традиционных программно-технических комплексов для АСУ ТП.

S8VK – в сердце систем автоматизации

Источник питания играет в электронной системе такую же важную роль, как сердце – в системе биологической. Поэтому столь важно правильно его выбрать. Источники питания серии S8VK производства компании Omron отличаются безупречным качеством и приемлемой ценой.

CODESYS. История, итоги и планы Приглашаем вас принять участие в Десятой ежегодной международной конференции по CODESYS. Она состоится 27–28 мая 2014 г. в Смоленске.

Ситуационное восприятие. Новый подход к дизайну человекомашинных интерфейсов

78 81

Конечные пользователи современных промышленных систем постоянно ищут пути повышения эффективности эксплуатации этих систем без ущерба для качества продукции или безопасности персонала. Одна из наиболее перспективных для этого областей находится у них буквально перед глазами: человеко-машинный интерфейс, применяемый для контроля и управления этими системами. Используя более совершенные средства контроля и управления, эксплуатирующий персонал может значительно повысить как эффективность бизнеса, так и безопасность производства.

Специализированный контроллер для управления термической обработкой изделий с алгоритмом «разогрев – выдержка – охлаждение»

Специализированный контроллер МЕТАКОН‑6305 фирмы «КонтрАвт» максимально учитывает особенности управления температурно-временными режимами при термообработке изделий по алгоритму «разогрев – выдержка – охлаждение».

События и комментарии Интервью с Евгением Григорьевичем Китайчиком – руководителем направления отдела приводной техники компании «СИНТО»

Тема № 1. Щитовое оборудование и автоматика

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ООО «СТЕГО РУС», г. Мытищи МО

Журнал «ИСУП» не раз публи‑ ковал материалы о металлических шкафах для оборудования, которые представляют собой целое направ‑ ление в технике. Специалисты пос‑ тоянно совершенствуют их, уделяя внимание каждой мелочи в устрой‑ стве металлического корпуса, ис‑ пользовании внутреннего простран‑ ства, состоянии инфраструктуры. Именно на последней остано‑ вимся сегодня. Наполнить метал‑ лический шкаф серверами, или контроллерами, или электрообору‑ дованием – полдела. В металличе‑ ских шкафах необходимо создать свою инфрастуктуру, которая обес‑ печивает для оборудования опти‑ мальный режим функционирова‑ ния. Этой цели служат в частности вентилятор, поддерживающий ра‑ бочую температуру, светильники для освещения внутреннего про‑ странства и наконец – дверной переключатель, позволяющий, от‑ крыв дверь, включить или выклю‑ чить светильник и вентилятор. Компания STEGO уже свыше 30 лет разрабатывает и производит инновационные системы клима‑ тического контроля для шкафов с электрооборудованием или элек‑ тронными системами управления. Сегодня мы расскажем о трех но‑ вых изделиях компании: вентиля‑ торе STEGOJET SJ 019, светодиод‑ ных светильниках LED 025 и двер‑ ном переключателе DS 013.

Вентилятор STEGOJET SJ 019 Если шкаф стоит в офисном помещении и оборудование в нем излучает так много тепловой энер‑ гии, что без охлаждения неспо‑ собно штатно работать, можно установить вытяжную вентиляцию или кондиционер, но это дорого, а кроме того, вытяжка и конди‑ ционер достаточно сильно шумят. С успехом решить данную пробле‑ му позволит STEGOJET SJ 019 – устройство практически бесшумное, обладающее высокой производи‑ тельностью при небольших разме‑ рах, универсальное в монтаже. Его основное применение – локальное охлаждение частотных регуляторов, трансформаторов и других греющих электрических компонентов. Можно сказать, что STEGOJET SJ 019 во многом уникальное реше‑

ние, не имеющее аналогов на рын‑ ке. Это компактный корпусиро‑ ванный циркуляционный вентиля‑ тор, который работает без вытяжки в замкнутом пространстве, позволяет охладить все «горячие точки» в шка‑ фу и ускорить теплообмен через ме‑ таллические стенки шкафа. Таким образом, теперь появилась возмож‑ ность охлаждать локально частот‑ ные регуляторы, трансформаторы, контроллеры и другие устройства. Вентилятор STEGOJET выгод‑ но отличается от стандартной схемы охлаждения, где используются вен‑ тилятор с фильтром (вентилятор, ре‑ шетка, фильтр) и выпускной фильтр (решетка, фильтр). STEGOJET мож‑ но применять и в качестве альтерна‑ тивы стандартной схеме охлаждения, а также для улучшения циркуляции тепла от нагревателей в многосек‑

Рис. 1. Компактный циркуляционный вентилятор STEGOJET SJ 019

Тема № 1. Щитовое оборудование и автоматика

Рис. 2. Светодиодные светильники LED 025

нить о размерах STEGOJET. Повто‑ рим: они всего 40 × 40 мм, то есть площадь поверхности STEGOJET SJ 019 в девять раз меньше. Тестовые замеры в лаборатории показали, что STEGOJET спосо‑ бен снять тепловую нагрузку около 35 °C с горячей поверхности, что эквивалентно охлаждающему эф‑ фекту примерно в 40 Вт. Специальной защиты от пере‑ грева у STEGOJET не имеется. Эк‑ сплуатировать его можно до 60 °C. 1 STEGOJET имеет разрешение VDE , что гарантирует его полную пожар‑ ную безопасность. Управление работой STEGOJET могут выполнять термостаты STEGO серии KTS 011 и STS 011. Светодиодный светильник LED 025 В наши дни, когда особую остро‑ ту приобрела тема энергосбереже‑ ния, производители и проектиров‑ щики электрических щитов уделяют все больше внимания потреблению электроэнергии в корпусах щитов с электрическими и электронными компонентами. В поле зрения нахо‑ дятся, конечно, и светильники в свя‑ зи с их дополнительной нагрузкой. Неоспоримое преимущество в эко‑ номии энергопотребления имеют светодиодные технологии, которые занимают лидирующее положение во многих отраслях промышленно‑ сти, становятся стандартом для ос‑ вещения в самых разных примене‑ Немецкий сертификат испытания VDE подтверждает соответствия продукта стандартам в лабораторных условиях.

ниях. Компания STEGO разработала и производит инновационный свето‑ диодный светильник для электриче‑ ских щитов LED 025 (рис. 2). Светильник LED 025 воплотил в себе лучшие характеристики све‑ тодиодных технологий. Например, его энергопотребление составляет всего 5 Вт, при том, что интенсив‑ ность освещения соответствует лампе накаливания 75 Вт. Благо‑ даря встроенному блоку питания LED 025 может работать в ши‑ роком диапазоне напряжений: от 100 до 240 В переменного тока или от 12 до 48 В для постоянного тока. Таким образом, один и тот же светильник можно использовать во всем мире при различных напря‑ жениях сети, а компания STEGO сократила издержки на складские и инвентаризационные затраты. При разработке своего светоди‑ одного светильника STEGO при‑ нимала во внимание рекомендации постоянных заказчиков, а также ис‑ пользовала приобретенный опыт. Например, с учетом этих факторов было разработано подключение све‑ тильника. Электрическое соединение осуществляется с помощью двухпо‑ люсного разъема с замком, поэтому больше нет необходимости использо‑ вать внешний источник питания. Еще одним преимуществом LED 025 является возможность под‑ ключать светильники последова‑ тельно, «гирляндой», с помощью соединительного кабеля со штеке‑ рами (рис. 3). Так, один за другим, подключа ются до 10 светильников,

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ционных металлических корпусах, к примеру в вендинговых аппаратах и банкоматах. STEGOJET SJ 019 имеет несколь‑ ко плоскостей свободы и благодаря этому универсален в монтаже. Кон‑ струкция данного устройства весь‑ ма интересна (рис. 1): его корпус состоит из двух частей, соединенных друг с другом под прямым углом. В результате вентилятор так закреп‑ ляется и поворачивается, что поток воздуха можно направить в любую сторону, какую потребуется. Уста‑ навливается направление потока воздуха тремя способами: ``во‑первых, у STEGOJET си‑ стема двойного зажима, то есть на обеих частях корпуса по зажиму, которые расположены под прямым углом друг к другу. Это дает воз‑ можность прикрепить вентилятор к DIN-рейке в четырех разных по‑ ложениях; `` во‑вторых, в корпусе есть крю‑ чок, который поворачивается на угол до 40 градусов; ``и третье: поток воздуха на вы‑ ходе направлен под углом 45 гра‑ дусов. Воздуховод поворачивается на 360 градусов. Кроме того, STEGOJET выпу‑ скается в двух версиях: с зажимами для крепления и с винтовым соеди‑ нением, что позволяет при монтаже принять нужное решение для каж‑ дой ситуации. У вентилятора широкий диапа‑ зон входного напряжения – от 100 до 240 В, благодаря чему STEGOJET можно использовать во всех рабочих сетях. Этим он выгодно отличает‑ ся от стандартных осевых венти‑ ляторов. Им требуется напряже‑ ние питания 230 или 120 В, кроме того, их необходимо адаптировать к применяемому напряжению. Имея STEGOJET, не придется заказывать и приобретать два типа вентилято‑ ров, что снизит стоимость решения. STEGOJET совсем невелик по размеру: его DS-вентилятор все‑ го 40 × 40 мм, габаритные размеры пластикового корпуса – 50 × 50 мм. При этом, несмотря на свою компактность, STEGOJET обладает очень высокой производительно‑ стью – приблизительно 27 м³/час. Сравнивая эту мощность с мощно‑ стью обычного вентилятора разме‑ ром 120 × 120 мм, необходимо пом‑

Тема № 1. Щитовое оборудование и автоматика

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 3. Соединительный кабель с разъемами с замком для подключения «гирляндой»

что ощутимо экономит время и сред‑ ства при монтаже. Каждый светиль‑ ник имеет два разъема – входной и выходной. А готовые соедини‑ тельные кабели различной длины, с установленными соответствую‑ щими разъемами прилагаются как опции. Светильник имеет цилиндриче‑ скую форму, сделан из легкой про‑ зрачной пластмассы, и его совре‑ менный дизайн особенно заметен, когда он включен и ярко горит. LED 025 оснащен двумя видами креплений – винтовым и магнит‑ ным, как и другая серия плоских светильников STEGO – SL 025. Степень надежности магнитного крепления многократно провере‑ на тестами и широкой эксплуата‑ цией во всем мире и не вызывает никаких сомнений. В этом легко убедиться, проведя личный эк‑ сперимент, который непременно старается выполнить каждый, кто впервые берет светильник в руки. Светодиодные технологии по‑ зволяют многократно увеличить срок службы светильника, кото‑ рый составляет 60 тыс. часов, что в 5–6 раз больше, чем у люминес‑ центных ламп. Температура экс‑ плуатации от –40 до +85 ˚С. Корпус светильника имеет защиту от уль‑ трафиолета, а диаметр и длина – 32 и 351 мм соответственно. Специальная опция – датчик движения, который может быть встроен вместо выключателя. Он заменит концевой выключатель при открывании двери электриче‑ ского щита или шкафа. Можно сделать вывод, что све‑ тодиодный светильник LED 025 от‑ носится к новому поколению при‑ боров освещения в электрических щитах и дает бесспорные преиму‑ щества потребителям.

А один из главных факторов – низкая стоимость новинки – будет решающим аргументом для ши‑ рокого круга заказчиков на рынке светотехники России. Дверной концевой переключатель DS 013 Дверной переключатель весьма давно служит в разных отраслях хо‑ зяйства, однако в серверных шкафах его используют не всегда, а только если это шкафы достаточно высоко‑ го уровня. Дверной переключатель обеспечивает комфорт обслужива‑ ющему персоналу, а для компании STEGO удобные условия для рабо‑ ты – отнюдь не мелочь, а напротив –

Рис. 4. Дверной переключатель DS 013

важная вещь, требующая к себе са‑ мого внимательного отношения. Дверной концевой переклю‑ чатель DS 013 (рис. 4) выпускается в трех вариантах. Один использует‑ ся для включения светильника при открытии дверцы шкафа. Другой – для включения вентилятора при за‑ крытии дверцы шкафа. Третья мо‑ дель – смешанный вариант.

Электрические характеристики: ток – до 10 (1,5) А; 250 VAC. Переключатель DS 013 выпу‑ скается в трех исполнениях, кото‑ рые различаются типом контактов: `` переключающий контакт (СО); `` нормально-замкнутый контакт (NC); ``нормально-разомкнутый кон‑ такт (NO). Нормальное положение DS 013 следующее: кнопка не нажата, дверь открыта. В зависимости от того, ка‑ кой тип контакта мы имеем, при на‑ жатии на кнопку устройство вклю‑ чается или выключается: `` DS 013 с нормально-замкнутым контактом (NC) позволяет выклю‑ чить светильник, когда дверь шкафа закрывается, и включить его, когда дверь открывают; `` нормально-разомкнутый кон‑ такт (NO) необходим для включения вентилятора при закрытии двери; ``третий, смешанный, вариант (CO) позволяет, открыв дверь, одно‑ временно выключить работающий вентилятор и включить светильник. Соответственно, исходя из того, что нужно, можно выбрать себе подхо‑ дящий тип дверного переключателя. При монтаже следует учитывать следующие технические характери‑ стики DS 013: ``подключение осуществляется с помощью 4‑винтового соединителя; ``зажим устройства позволяет подключать кабели разного диаме‑ тра: от 5,5 до 7,5 мм; `` DS 013 обладает большими воз‑ можностями механической регули‑ ровки. Благодаря этому его можно очень быстро установить в шкаф любого производителя. Узнать подробности и сделать заказ можно на сайте компании ООО «СТЕГО РУС» – дочернего предприятия германской фирмы. STEGO предлагает самый широкий и инновационный спектр нагрева‑ телей и термостатов по экономич‑ ной цене, вентиляторы с фильтром и гигростаты, светильники и полез‑ ные аксессуары для электрощитов.

ООО «СТЕГО РУС», г. Мытищи Московской области, тел.: (495) 255-0788, e‑mail: info@stego.ru, www.stego.ru

Контроллеры для энергетики от Advantech

Решения для надежного управления, коммуникаций и сбора данных

Высоконадежный контроллер для энергетики «все-в-одном» Устройства серии ECU-1000 предназначены для управления объектами энергетики, и их дизайн интегрирует сбор данных в контроллер. ECU-1871 и ECU-1710A используют архитектуру X86 для интеграции высокоскоростных портов I/O, через которые производится анализ данных технологического оборудования, как то мониторинг разряда в трансформаторах, вибрации и т.п. Архитектура RISC устройства ECU-1911 подходит для мониторинга оборудования, например автоматизации подстанций. Высоконадежный дизайн с изолированными портами, без вентиляторов и внутренних кабелей Выбор различных платформ, включая X86 и RISC Поддержка большого количества изолированных интерфейсов Большое количество встроенных или гибко расширяемых портов ввода-вывода

Контроллер для энергетики на базе Intel Atom D510 с 16-ю AI, 4-я AO и 32-я изолированными DI/O

www.advantech.ru

Контроллер для энергетики на базе Intel Atom D510 с 2-я LAN, 3-я COM, IRIG-B и слотами расширения входов/выходов

УСПД на базе Xscale @ PXA-270 520 МГц с 8-ю 16-bit AI, 32-я DI, 32-я DO

Advantech Co., Ltd. Представительство в России Тел: +7 (495) 644-03-64 8-800-555-01-50 (бесплатно по РФ) Email: info@advantech.ru

Тема № 1. Щитовое оборудование и автоматика

SE 8 и TS 8 – монтажные шкафы Rittal

Cтандартизированные решения в промышленности – тенденция наших дней. Они с легкостью интегрируются с рабочей системой на любом передовом предприятии мира, позволяют контролировать затраты на инжиниринг и логистику. Монтажные шкафы Rittal SE 8 и TS 8 находятся в русле этих тенденций: они обеспечивают установку всего стандартного оборудования, при этом делают ее легкой, быстрой и экономной.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ООО «Риттал», г. Москва

Компания Rittal специализируется на разработке и производстве такого важного производственного оборудования, как распределительные шкафы и, несомненно, является законодателем мод в этой области. Многие производители периферии ориентируются на решения Rittal, создавая свою продукцию с учетом разработок компании, что де-факто делает шкафы Rittal стандартом. Стандартизированные решения сегодня играют важную роль в промышленности. Они способны с легкостью вписаться в производственную структуру любого предприятия в любой стране мира, позволяют контролировать затраты на инжиниринг и логистику. Однако сыграть роль стандарта может только техническое решение очень высокого уровня. Возможности конструктивного улучшения распределительных шкафов еще далеко не исчерпаны. Разработав новые технические решения по монтажу, компания Rittal сумела обеспечить своим клиентам значительную экономию времени и средств. Теперь благодаря разнообразным нововведениям скорость сборки шкафов TS 8, а также отдельных шкафов новой системы SE 8 стала еще выше. Линейные шкафы TS 8 Усовершенствованная конструкция позволила повысить эффек-

тивность использования известного шкафа Rittal TS 8. Нововведения обеспечивают быстрый монтаж комплектующих, позволяя потребителям значительно сэкономить время, силы и средства. Доработки включают в себя обновленные средства позиционирования, возможность проведения монтажа одним человеком, крепления на защелках, для которых не нужны инструменты, и увеличение монтажного пространства. Теперь распределительные шка фы TS 8 снабжены нанесенной на вертикальный профиль каркаса специальной маркировкой с шагом 100 мм, которая обеспечивает простую и быструю установку комплектующих. Инструмент, с помощью которого определяют правильную высоту, больше не требуется. Новое защелкивающееся крепление монтажной панели надежно фиксирует ее после установки в шкаф. Держатель монтажной панели закрепляется легко и без инструментов – это позволяет быстро сменить положение монтажной панели. Нововведения также коснулись заземления шкафа: теперь благодаря специальным отверстиям болты заземления могут крепиться и использоваться с наружной стороны монтажной панели. К трубчатой, перфорированной по новой схеме дверной раме легко крепятся стандартные комплектующие, которые используются

внутри распределительного шкафа. Это не только упрощает монтаж, но и снижает затраты на складирование комплектующих. Новая перфорированная рама служит для того, чтобы еще лучше использовать дверь в качестве полноценной монтажной поверхности. Она расширяет возможности монтажа, позволяя располагать компоненты внутри шкафа еще компактнее. Еще одним нововведением в конструкции отдельных и линейных шкафов является полное автоматическое выравнивание потенциалов всех плоских деталей. При сборке шкафа монтажные элементы продавливают покрытие поверхности и обеспечивают токопроводящее соединение. Преимущества: время монтажа уменьшается, обеспечивается выравнивание потенциалов, часто не требуется отдельно приобретать и монтировать провода заземления. Отдельные шкафы SE 8 В отличие от линейных шкафов TS 8 с рамным каркасом и съемными боковыми стенками корпус шкафов SE 8 состоит из двух боковых стенок и крыши, которые изготавливаются из одного листа стали. Поэтому заказывать по отдельности боковые стенки и монтировать их потребителю не приходится. Новый отдельный шкаф выпускается в нескольких вариантах: с высотой 1800 и 2000 мм, глубиной 400, 500 и 600 мм и с ши-

Тема № 1. Щитовое оборудование и автоматика

риной от 600 до 1800 мм. В зависимости от размеров шкаф поставляется с одностворчатой или двустворчатой дверью. Особым преимуществом является то, что отдельные шкафы шириной 1800 мм с двустворчатой дверью имеют перекрывающиеся створки двери без вертикальной стойки, что открывает свободный доступ ко всей монтажной панели и поверхностям с оборудованием. Большая ширина шкафа обеспечивает максимальную экономию: вместо двух соединенных в линейку шкафов можно использовать один шкаф, что сэкономит средства потребителю. Единая монтажная панель вместо двух отдельных позволяет эффективно проводить сборку, а также отказаться от дополнительных элементов, необходимых для нескольких шкафов, например от боковых стенок и соединителей. Боковые стенки SE 8 снабжены встроенным профилем TS 8, кото-

SSРаспределительные шкафы TS 8 имеют специальную маркировку с шагом 100 мм на вертикальном профиле каркаса, которая обеспечивает простую и быструю установку комплектующих

рый Rittal производит по уникальной технологии. Потребитель имеет возможность быстро и просто установить в шкаф SE 8 весь ассортимент комплектующих, который применяется в системе линейных шкафов. В целом пользователь выигрывает от улучшенных возможностей внутреннего монтажа. Монтаж цоколя за пару минут Одним из важных достоинств распределительного шкафа является простой монтаж его цоколя. Обычно монтаж стандартного стального цоколя с помощью винтов и крепежных элементов занимает минут десять. Теперь всё переменилось. Система цоколей Rittal Flex-Block с ее пластиковыми угловыми элементами – это не просто альтернатива стальному цоколю. Была разработана новая концепция цоколя, в результате его конструкция претерпела ряд серьезных модифика-

ций, а потребитель получил такие преимущества, как малое количество составных частей, быстрый монтаж и больше возможностей для внутреннего монтажа. Важнейшее изменение коснулось панелей цоколя. Используется новая версия панелей из листовой стали, которые теперь также выполняют функцию стабилизирующих элементов. В качестве комплектующих применяются монтажные шины, которые могут быть установлены на двух уровнях внутри цоколя. При монтаже это дарит дополнительное удобство, а кроме того, лишнее место для сборки. Цоколь имеет четыре симметричных угловых элемента из пластика с отверстиями для установки адаптерных втулок для монтажа регулировочных ножек и роликов. Новая система цоколей Flex-Block с возможностью использования комплектующих TS 8 предлагается для всех типоразмеров шкафов SE 8 и TS 8. ООО «Риттал», г. Москва, тел.: (495) 775-0230, e‑mail: info@rittal.ru, www.rittal.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

SSКорпус и профиль единого шкафа SE 8 изготовлены из цельного листа стали

НОВОСТИ

Компания Advantech выпускает три новых промышленных панельных компьютера Новый модельный ряд промышленных панельных компьютеров серии IPPC, выполненных на базе процессоров Intel последнего поколения, поддерживает возможность дистанционного управления и широкий набор дополнительных функций для удовлетворения потребностей самых различных приложений. Новые модели IPPC-6152A, IPPC-6172A и IPPC-6192A имеют 15-, 17- и 19-дюймовые TFTдисплеи со светодиодной системой задней под-

светки и оснащаются процессорами Intel Core i7, i5 или i3, обладающими оптимальным сочетанием вычислительной мощности и графической производительности. Это обеспечивает прирост производительности более чем на 13 процентов по сравнению с процессорами Intel Core 3-го поколения. Удобство применения панельных компьютеров серии IPPC-6000 значительно повышается благодаря функции дистанционного управления. Кроме того, поддержка технологий Intel AMT 9.0 и Intel vPro позволяет значительно увеличить безопасность и скорость обслуживания этих панельных компьютеров. Компьютеры серии IPPC-6000 оснащены двумя слотами PCI, слотом Cfast или DVDROM, что обеспечивает высокую гибкость и возможность построения систем с учетом всех индивидуальных потребностей клиента. Для получения дополнительной информации о панельных компьютерах серии IPPC-6000, пожалуйста, обратитесь в ближайшее представительство компании Advantech или посетите вебсайт www.advantech.ru.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

IPPC-61X2 на базе процессоров C2D/C2Q

IPPC-61X2 на базе процессоров i3/i5/i7

Процессор

Core™2 Quad (до 2,8 ГГц) / Core™2 Duo (до 3,0 ГГц)

Core™ i7/i5/i3 с чипсетом Q87 (до 3,1 ГГц)

ОЗУ

До 4 Гб 1066/1333 МГц SDRAM

До 32 Гб DDR3 1333/1600

Слоты

2 слота PCI половинной длины (заменяемые на два слота PCIE х1 с помощью опциональных аксессуаров)

2 слота PCI половинной длины (заменяемые на два PCIE x1 с помощью опционального модуля IPPC-6152-PCIEE)

Накопители

2 × 2,5" НЖМД SATA с поддержкой RAID 0/1 1 тонкий привод DVD-RW

SATA 2.0 или SATA 3.0 НЖМД с поддержкой RAID 0,1 1 тонкий привод DVD-RW (опция) CFast (опционально при помощи модуля IPPC-6152CFASTE)

Порты ввода/ вывода

2 × RS-232, 1 × RS-232/422/485 5 × USB 2.0 (один на передней панели) 2 × PS2 (клавиатура, мышь) 2 × Gigabit Ethernet 1 порт VGA Вход микрофона, линейный вход, линейный выход

3 × RS-232, 1 × RS-232/422/485 с автоматическим определением направления передачи данных 1 порт GPIO 2 зарезервированных порта 5 × USB (хост) (1 × USB 2.0 на передней панели, 4 × USB 3.0) 2 × Gigabit Ethernet 1 × VGA; 1 × DVI; 1 × DP 1 порт клавиатуры, 1 порт мыши Вход микрофона, линейный выход

Порты Ethernet

2 порта Gigabit Ethernet с поддержкой технологии Intel vPro

Поддержка технологий Intel AMT 9.0 и Intel vPro

Представительство компании «Адвантек Ко., Лтд.», г. Москва, тел.: (495) 644-0364, e-mail: info@advantech.ru, www.advantech.ru

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Группа компаний «Взлет», г. Санкт-Петербург

Если вопросы учета тепловой энергии сегодня достаточно полно изучены, то проблемы безопаснос ти и контроля требуют постоянного внимания. Широко внедряя новые технологии, производители обяза ны гарантировать невозможность изменения настроечных парамет ров прибора или фальсификации результатов измерений. Флагманом по защищенности в линейке продуктов ГК «Взлет» яв ляется электромагнитный расходомерсчетчик «Взлет ЭР» модификации «Лайт М», снабженный не только расширенной системой самодиагнос тики и защиты от несанкциониро ванного доступа к настройкам рас ходомера, но и дополнительными инновационными средствами для обеспечения возможности опера тивного контроля. При комплектации дисплеем меню «Лайт М» позволяет в любой момент проконтролировать основ ные значимые параметры, вклю чая калибровочные коэффициенты и контрольные суммы встроенного ПО. В дополнение к традиционным средствам механической защиты (многоуровневая система пломби ровки, дополнительный защитный экран электронного блока) и даже в «минимальной комплектации» – без ЖК-индикатора – расходомер имеет защищенный журнал дейст вий пользователя, в котором фик сируются все действия с прибо ром, начиная с момента его сборки и первичной настройки на заводе.

Журнал действий пользователя реа лизован без возможности переза писи, а значит, любые попытки скрыть следы несанкционирован ного доступа к настройкам прибора приведут лишь к его блокировке. Если возникнут сомнения в досто верности показаний и правильно сти настроек расходомера, с по мощью журнала всегда можно вы явить факты любых злонамеренных манипуляций – вплоть до подделки клейма госповерителя и изменения калибровочных параметров. Однако для считывания парамет ров расходомера и просмотра жур налов требуется подключить прибор к ноутбуку, что влечет за собой до полнительные трудности – необхо димо вскрыть прибор и снять плом бу сервисной организации. Кроме того, далеко не всегда удобно рабо тать с ноутбуком или индикатором прибора в тесных подвалах объектов ЖКХ (основная сфера применения расходомеров «Лайт М»). При съе ме информации с индикатора рас ходомера могут возникать ошибки и по причине всем известного чело веческого фактора. Для того чтобы свести все эти неудобства к миниму му, ГК «Взлет» предлагает уникаль ное решение – возможность оснащения расходомеров ЭР «Лайт М» RFIDметкой стандарта NFC. Технология NFC (от англ. Near Field Communication – дословно «коммуникация ближней зоны») сегод ня уже приобрела огромную попу лярность в области кредитных карт

и бесконтактных проездных билетов, позволяя совершать платежи в обо рудованных терминалах с помощью смартфона. По данным международ ных исследований, к 2015 году на ры нок будет выпускаться более 500 млн мобильных устройств с поддержкой технологии NFC в год – 30 % от общего количества смартфонов и планшетов. Поскольку технология массовая и, как следствие, дешевая, комплектация приборов учета RFIDметкой будет выгодна для заказчика. Одно из основных преимуществ технологии NFC для обслуживаю щих организаций – отсутствие за трат на обучение персонала, так как пользователь работает в привычной среде своего мобильного устройст ва (смартфона). Также нет необхо

SSИнтерфейс приложения «Монитор Лайт М»

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

SSЭлектромагнитный расходомер «Взлет ЭР» модификации «Лайт М» с микросхемой RFID стандарта NFC

Таким образом, использование расходомеров «Лайт М» с техноло гией NFC позволяет не только легко контролировать неизменность конт рольных сумм, корректирующих коэффициентов, веса импульсов (основных параметров самого рас ходомера во время эксплуатации), но и оперативно диагностировать возможные нештатные ситуации на объекте (например, опустошение трубопровода или превышение допу стимых значений расхода). Помимо считывания и отображения данных расходомера на дисплее смартфона, приложение «Монитор Лайт М» поз воляет сохранить все доступные для чтения параметры в файл, который при необходимости можно тут же пе реслать по электронной почте. Приложение «Монитор Лайт М» для смартфонов на базе операцион ной системы Android с поддержкой

NFC доступно для бесплатной загрузки на сайте ГК «Взлет» и в онлайнмагазине Google Play. Поддержива ются версии операционной системы Android 4.0 и выше. Компания «Взлет» постоянно совершенствует свои разработки, внедряя современные технологии и последние достижения науки. Реализация технологии NFC в расходомере «Лайт М» является только первым шагом по ее внедрению во всю линейку продукции ГК «Взлет». Специалисты компании ведут непрерывную работу по повышению качества, надежности и безопасности выпускаемых изделий, применяя современные инновационные решения для того, чтобы вся продукция ГК «Взлет» соответствовала самым жестким стандартам и требованиям как отечественных, так и зарубежных потребителей. В.В. Комаров, начальник отдела схемотехники ООО «СКБ «Взлет», Группа компаний «Взлет», г. Санкт-Петербург, тел.: (800) 333-8887, e‑mail: mail@vzljot.ru, www.vzljot.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

димости в покупке дополнитель ного оборудования для считывания значимых метрологических пара метров. Инспекторы получают воз можность проверить или принять в эксплуатацию узел учета без ис пользования ноутбука, что позво ляет сэкономить время и повысить производительность труда специа листа при сохранении требований по контролю достоверности дан ных учета энергоресурсов. Установив на объекте расходомеры «Лайт М» с интегрированной микросхемой RFID (от англ. Radio Frequency IDentification – «радиочастотная идентификация») стандарта NFC, заказчик получает простой и доступный сегодня способ конт роля идентификационных, настро ечных и измерительных данных расходомера без вмешательства в ра боту прибора. Чтобы установить бес проводной канал связи с прибором и прочитать необходимую информа цию о настройках и текущих показа ниях прибора, нужно запустить при ложение «Монитор Лайт М» и под нести смартфон к верхней крышке расходомера. При этом не приходит ся снимать пломбу сервисной орга низации и не требуется никаких до полнительных средств. Важно, что в отличие от обычной технологии работы с пассивными RFID-метками, когда информация хранится в метке в виде статическо го сообщения, расходомер «Лайт М» осуществляет обмен данными со смартфоном с помощью дина мических запросов по специальному протоколу, по сути, используя ми кросхему RFID только в качестве фи зического канала связи. Целостность и непротиворечивость данных учета контролируется и со стороны прог раммного обеспечения смартфона, и со стороны встроенного ПО рас ходомера. Вся информация при этом хранится в расходомере и защищена от любых попыток искажения или подмены во время передачи.

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Когда появилась потребность в международной стандартизации? Относительно недавно: после Второй мировой войны. Это прозвучит жестко, но война словно перемешала и сплавила воедино границы, страны, народы. А кроме того, способствовала резкому развитию техники. В условиях хаотического смешения всего и вся выяснилось, что у техники есть серьезный недостаток: в разных странах ее делали по разным стандартам, что вызывало трудности. Поэтому в 1946 году была создана ИСО (ISO) – международная организация по стандартизации, которая плодотворно работает по настоящее время. Сегодня в нее входит 146 комитетов – рабочих органов, специализирующихся по разным областям промышленности, которые и выпускают стандарты и рекомендации. Только в одной сфере промышленности орган, разрабатывающий стандарты для применения во всем мире, появился значительно раньше, чем ИСО, – в электроэнергетике. Речь идет о МЭК – Международной электротехнической комиссии в области электрических, электронных и смежных технологий. Она

была создана еще в 1906 году. Очевидно, простирающиеся на сотни километров линии электропередачи никогда не допускали пестроты в деталях. Эта старейшая организация сегодня продолжает самостоятельно работать, сотрудничает с ИСО и совместно с ней разрабатывает ряд стандартов. Каждый стандарт МЭК имеет пятизначный номер, он обозначает область техники, к которой данный стандарт относится. Мы остановимся подробнее на стандарте МЭК 61850 – Communication Networks and Systems in Substations, который соответствует национальному стандарту Российской Федерации: ГОСТ Р 54835-2011. – Сети и системы связи на подстанциях. Работа над стандартом МЭК 61850 началась в 1994 году. При этом в его основу были положены уже существующие и хорошо себя зарекомендовавшие разработки. Так, роль одного из протоколов в стандарте МЭК 61850 была закреплена за MMS (от англ. Manufacturing Message Specification – «спецификация производственных сообщений»). Этот протокол раз-

работала компания «Дженерал Моторз» в 1980‑х годах. По нему осуществлялось управление роботами, собирающими автомобили на заводе в Детройте. Протокол показал себя хорошо и был положен в основу другого протокола – UCA2 (Utility Communication Architecture), который активно применялся в Европе в электроэнергетике. Так что принятие его в качестве международного стандарта стало закономерным решением. Основные требования МЭК 61850: ``высокоскоростной обмен данными микропроцессорных электронных устройств между собой (одноранговая связь); `` интеграция в подстанционную локальную вычислительную сеть (ЛВС); ``высокая надежность; ``гарантированное время доставки; `` функциональная совместимость оборудования различных производителей; ``средства поддержки чтения осциллограмм; ``средства поддержки передачи файлов;

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ООО «ИндаСофт», г. Москва

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

``конфигурирование/автоматическое конфигурирование; ``поддержка функций безопасности. Следует отметить, что у стандарта МЭК 61850 есть одна особенность: его главная идея – упорядочить разрозненные решения разных производителей на подстанциях. Поэтому он получился универсальным, всеохватным, однако из-за своей универсальности – сложным. Разрабатывать сами системы на основе МЭК 61850 достаточно просто: каждый этап разработки описан в предельно стандартизированной форме. Сложно осуществлять программирование, поскольку приходится сводить воедино самые разные протоколы передачи данных, которые допускает МЭК 61850. На рынке практически нет готовых решений, позволяющих принимать данные с устройств, поддерживающих МЭК 61850. И тем не менее «почти» не значит «отсутствуют полностью»: передовые производители уже начали выпускать устройства, непосредственно предназначенные для создания систем по стандарту МЭК 61850. Американская компания-производитель Electro Industries/GaugeTech (EIG) и российская компания-дистрибьютор ООО «ИНДАСОФТ» идут в ногу со временем и представляют приборы учета Shark 200 и Nexus 1500, которые разработаны в соответствии с требованиями стандарта МЭК 61850. Эти приборы предназначены для построения АСУ ТП, SCADA, телеметрических систем коммерческого и технического учета электроэнергии, систем релейной защиты и автоматики. Основные особенности приборов: ``уникальная точность измерений (погрешность по активной энергии до 0,06 %); ``измерение параметров качества в соответствии с ГОСТ Р 541492010 по классу «А»; ``4‑летняя гарантия производителя и межповерочный интервал до 10 лет; ``8‑канальная запись осциллограмм с частотой до 10 МГц; ``наличие модулей аналогового и дискретного ввода/вывода;

Клиент

Сервер

Установка соединения

Запрос (данные) Ответ (значения) Запрос (данные) Ответ (значения)

Событие

Отчет (значения)

Событие

Отчет (значения) Разрыв соединения

Рис. 1. Обмен данными клиент – сервер

`` встроенная память – до 1 Гб, количество журналов событий – до 8; `` температурный диапазон от –40 до +70 °C; ``современный дизайн c сенсорным экраном; ``встроенный веб-сервер.

Реализация системы сбора данных Сбор данных в приборах компании EIG посредством протокола MMS осуществляется следующими основными способами: ``периодический опрос сервера клиентом; ``эпизодическая передача данных клиенту сервером. На рис. 1 представлен механизм обмена данными клиент – сервер. В нашем случае сервером являются приборы учета Shark 200 или Nexus 1500, а клиентом – SCADA, АИИСКУЭ или АИИСТУЭ, то есть потребитель, электроснабжающая организация, обслуживающий персонал. Приборами поддерживается одновременная передача данных пяти клиентам по стандарту МЭК 61850, причем допускается одновременная работа по протоколам MMS и Modbus, что позволяет использовать как традиционные, так и современные системы сбора данных на базе МЭК 61850.

Условно периодический обмен данными можно разделить на три этапа. Первым шагом является установка связи между клиентом и сервером. Для этого клиент обращается к серверу по его IP-адресу, устанавливается соединение. Затем клиент запрашивает информацию о сервере, такую как список логических устройств, узлов, их объектов и атрибутов данных. И, как следствие, у клиента создается информационно-логическая модель сервера. Стоит заметить, что на данном этапе значения атрибутов не считываются. А вот на третьем этапе обмена информацией клиентом опрашиваются значения атрибутов данных, которые вносятся в уже построенную информационную модель. Эпизодическая передача данных в виде отчетов Эпизодическая передача позволяет отправлять данные клиенту, не дожидаясь очередного опроса, благодаря чему повышается быстродействие системы и снижается нагрузка на сеть. В стандарте МЭК 61850 существуют два вида отчетов – буферизируемые и небуферизируемые, оба

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

они поддерживаются приборами Shark 200 и Nexus 1500. В случае с буферизируемыми отчетами информация клиенту будет доставлена в любом случае, независимо от наличия соединения между сервером и клиентом. Данные еще до отправления сохраняются

Выводы Реализация стандарта МЭК 61850 на базе приборов Shark 200 и Nexus 1500 делает их абсолютно уникаль-

SHARK 200. Многофункциональный измеритель электрической энергии и мощности •• Класс точности – 0,2 S по ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003) •• Анализ качества электроэнергии •• Дополнительный импульсный выход и ИК-порт •• Технология V‑Switch™ – программное расширение функций прибора •• Аналоговая шкала текущей нагрузки в процентах от номинальной •• Протоколы MODBUS и DNP 3.0 •• Ethernet-интерфейс 100Base-T •• Наличие бездисплейного исполнения (индекс «Т») •• Высокоскоростной осциллограф (614 измерений за период) •• Флеш-память для хранения архивов и осциллограмм до 4 МБ •• Анализ гармоник до 40‑го порядка для всех токов и напряжений в режиме реального времени •• Анализ гармоник до 255‑го порядка по данным в архиве •• Установка двух плат расширения ввода/вывода

Рис. 3. Многофункциональный измеритель параметров и качества электрической энергии NEXUS 1500

ными элементами телеметрических систем учета и контроля качества электроэнергии и открывает им новый путь – на ультрасовременные цифровые подстанции. Крайне важна и экономическая целесообразность установки данных приборов – они заменяют целый комплекс устройств как в электрических сетях, так и в СЭС предприятий.

NEXUS 1500. Многофункциональный измеритель параметров и качества электрической энергии с усовершенствованными функциями анализа качества класса «А» •• Погрешность измерения активной энергии 0,06 % •• Измерение параметров качества в соответствии с ГОСТ Р 541492010 по классу «А» •• Технология автоматической калибровки •• Частота оцифровки 10 МГц (200 000 измерений за период) •• Запись и анализ аварийных токов •• 8‑канальная запись формы кривых •• Регистрация перенапряжений, провалов напряжений и переходных процессов •• Встроенная память до 4 ГБ •• Технология V‑Switch™ – программное расширение функций прибора без демонтажа •• Стандартный порт Ethernet 10/100 Base-T, оптический и порт USB •• Расширяемые последовательные порты (2 порта RS‑485), дополнительный порт Ethernet или оптоволокно •• До 40 дискретных входов, до 16 релейных выходов •• Протоколы MODBUS, DNP 3.0 •• До 8 одновременных подключений через Ethernet •• Яркий цветной сенсорный ЖК-дисплей (256 цветов)

ООО «ИндаСофт», г. Москва, тел.: (495) 580-7020, e‑mail: info@indusoft.ru, www.indusoft.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 2. Многофункциональный измеритель электрической энергии и мощности SHARK 200

в оперативной памяти устройства (а по истечении определенного времени – и в основной), а при установке соединения незамедлительно передаются клиенту, удаляясь из оперативной и основной памяти (если были туда переданы). Достоинство такого вида отчетов – гарантированная доставка клиенту, независимо от наличия соединения на момент генерации. С небуферизируемыми отчетами все проще – они передаются по мере возникновения. МЭК 61850 в своем стандартном виде реализован на базе приборов Shark 200 (рис. 2) и Nexus 1500 (рис. 3), то есть данные приборы учета можно внедрить в SCADA-системы без каких-либо дополнительных устройств и ПО.

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Автоматизация жилых домов в Томске

В Томске реализован проект по автоматизации жилого фонда на базе контроллеров для регулирования температуры в системах отопления и горячего водоснабжения ОВЕН ТРМ32 и ТРМ132. Разработанная система позволяет осуществлять диспетчерский контроль и управление пунктами учета потребления энергоресурсов и пунктами регулирования тепла в жилых многоквартирных домах и вести учет потребления энергоресурсов.

Расход энергии на единицу промышленной продукции в России в 2,5–3 раза выше, чем в индустриально развитых странах мира, поэтому применение энергосберегающих технологий для нашей страны более чем актуальная задача. В особенности это касается сферы жилищнокоммунального хозяйства. Внедрение автоматизированных систем учета потребления энергоресурсов стало важнейшим направлением работы по энергосбережению в ЖКХ. Компанией «Оптимальные технологии автоматизации» (г. Томск) совместно с УК «Жилсервис-ТДСК» реализован проект автоматизации жилого фонда в Томске. В настоящее время система охватывает значительную часть домов микрорайонов Радужный, Зеленые горки, а также несколько домов в Советском районе Томска. Всего оборудовано 28 домов, и в самое ближайшее время планируется подключение еще нескольких. В задачи проектировщиков входила разработка системы диспетчерского контроля и управления пунктами учета потребления энергоресурсов и пунктами регулирования тепла в жилых многоквартир-

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Компания ОВЕН, г. Москва

Рис. 1. Структурная схема системы автоматизации объектов ЖКХ в г. Томске

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ных домах. В результате внедрения системы должны были произойти следующие перемены к лучшему: ``увеличение точности регулирования теплового режима; ``снижение тепловых потерь изза неэффективного регулирования; `` снижение издержек управляющей компании, связанных с обслуживанием тепловых узлов, приборов учета тепловой и электрической энергии; ``повышение безопасности; ``уменьшение затрат на подготовку отчетных документов; `` получение реальных температурных графиков для анализа и корректировки параметров работы.

Требования к системе При создании системы потребовалось учесть несколько важных технических и экономических условий. Во‑первых, все объекты, подлежащие контролю, удалены друг от друга на значительные расстояния, поэтому необходимо использовать надежную систему передачи данных. Для своевременного получения информации и принятия оперативных решений мониторинг должен вестись в непрерывном режиме с задержкой сигнала не более чем на 60 секунд. Что касается бюджета проекта и последующего обслуживания системы в целом, то ни для кого не секрет, что стоимость коммунальных услуг и без того с каждым годом неуклонно растет, поэтому дополнительная финансовая нагрузка еще и со стороны системы учета недопустима. Требовалась исключительно бюджетная версия. И последнее условие, касающееся выбора технических средств. Обычно на объектах устанавливается оборудование разных производителей, оснащенное разными интерфейсами и протоколами обмена данных, что сильно затрудняет их интеграцию в единую систему. Поэтому критерием выбора оборудования стало наличие цифрового интерфейса связи. Структура системы автоматизации Система разработана с учетом возможности свободного расширения функциональности и масштабирования, поскольку предпола-

Рис. 2. Экранная форма SCADA-системы

Рис. 3. Экранная форма веб-интерфейса

гается довести количество объектов управления до 100–500 единиц. Структурная схема системы показана на рис. 1. В системе используются устройства разных производителей: ``контроллеры для регулирования температуры в системах отоп ления и горячего водоснабжения ОВЕН ТРМ32 и ТРМ132 (по несколько штук в каждом доме); ``теплосчетчики «Взлет», ТСШ‑1 М, ТСШ‑1 М‑USB, ТМК-Н120, ВКТ‑7; ``регуляторы Danfoss ECL Comfort 300 С66, ECL Comfort 310. Систему образуют: `` подсистема визуализации, диспетчерского контроля и управления, которая выполнена на базе персонального компьютера под управле-

нием SCADA-системы (InfinityLite) (рис. 2); ``подсистема передачи и согласования интерфейсов, состоящая из сервера ввода/вывода и сети передачи данных; ``подсистема распределенного сбора информации, которая обеспечивает сопряжение со штатным оборудованием узлов учета тепловой энергии и тепловых узлов; ``информационный канал передачи данных через веб-интерфейс (рис. 3). Функции системы Система отображает оперативную информацию, поступающую от узла учета: ``количество тепловой энергии;

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения ``давление воды в подающем и обратном трубопроводах.

Результат автоматизации Время обновления информации в обычном режиме составляет не более 60 секунд, что обеспечивает оперативность принятия решений в какой-либо нестандартной ситуации. В частности, диспетчеру предоставляются графики всех основных параметров, поступающих от ТРМ132, которые сохраняются в архиве. В случае выявления нарушений или поступления претензий от жильцов диспетчер может скорректировать необходимые показатели. Система обеспечивает формирование отчетов потребления энергоресурсов и автоматическую отправку данных по адресам электронной почты.

В настоящее время получены первые результаты, по которым можно судить об экономической эффективности АСУ. По оценке экспертов, наибольший эффект система дает в так называемое межсезонье – период, когда компании, генерирующие энергию, еще не вышли на стабильные режимы работы из-за сильных колебаний температуры. В это время локальная автоматика не в состоянии корректно отработать изменение температуры (как правило, это длится от одного до полутора месяцев в начале и конце отопительного сезона). Средства, сэкономленные при эффективном регулировании тепла только в одном доме, окупили все затраты на установленное оборудование в течение одного отопительного сезона. Компания ОВЕН, г. Москва, тел.: (495) 641-1156, e-mail: sales@owen.ru, www.owen.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

``расход теплоносителя по прямому и обратному каналам; ``температуру теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах системы теплоснабжения; `` время наработки теплосчетчика; `` ошибки и нештатные ситуации системы контроля расхода тепла. Информация, поступающая от теплового узла, в большей степени зависит от типа установленного регулятора и используемой схемы теплоснабжения. При применении контроллера ТРМ132 на диспетчерский пункт поступают следующие данные: ``температура теплоносителя на входе в систему отопления и на выходе из нее; `` температура наружного воздуха; ``температура горячей воды в прямом и обратном трубопроводе после теплоотдачи ГВС;

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Автоматизированная система оперативнодиспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) угольного разреза «Восточный» АО «Евроазиатская энергетическая корпорация». Часть 2 Настоящая статья является продолжением серии публикаций, посвященных созданию интегрированной автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) угольного разреза «Восточный» (Экибастузский район, Республика Казахстан), получившей наименование «Иртыш». В ней раскрываются основные принципы и особенности создания современных автоматизированных систем управления для открытых угольных разрезов и описаны основные подходы к реализации оперативно-диспетчерского управления промышленным железнодорожным и автомобильным транспортом при выполнении задач по транспортировке горной породы на примере реально создаваемой интегрированной системы, охватывающей все основные технологические комплексы предприятия. Статья рассчитана на руководителей и технических специалистов предприятий горнодобывающей промышленности и электроэнергетики. С первым материалом из данной серии публикаций можно ознакомиться в № 5 журнала «ИСУП» за 2013 год.

Основные цели проекта Проект создания автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) «Иртыш» направлен на обеспечение поступательного развития предприятия, повышение его конкурентоспособности и достижение заданных экономических показателей за счет коренной модернизации системы управления производством, организации надежного централизованного управления технологическим процессом на основе объективных инструментальных данных и контроля результатов работ с минимальным участием человека. Основной научно-технической целью проекта явилось обеспечение внедрения новых и совершенствования применяемых технологических процессов на основе использования современных решений в области автоматизированного управления с применением спутниковой навигации и технологических радиосетей обмена данными. Экономической целью – снижение себестоимости добычи и транспортировки угля за счет

сокращения эксплуатационных затрат, повышения производительности труда персонала и оборудования без существенного увеличения их численности. Основной социальной целью – повышение безопасности выполняемых работ и улучшение условий труда за счет оптимизации численности персонала, выполняющего свои функциональные обязанности непосредственно в разрезе, и объективной оценки результатов работ. Создание и развертывание системы должно обеспечить: `` повышение эффективности использования оборудования горнотранспортного комплекса и увеличение его производительности (повышение коэффициента использования грузоподъемности, производительности и мощности транспортных средств, увеличение интенсивности эксплуатации, повышение качества взрывоподготовки, координации работы выемочнопогрузочного и транспортного оборудования) за счет автоматизации и централизации процесса диспетчерского управления;

``экономию ресурсов при достижении необходимых объемов производства (снижение удельного расхода электроэнергии, горючесмазочных материалов, запчастей и других расходных материалов) за счет объективного контроля использования горнотранспортного оборудования (ГТО) в процессе его эксплуатации и оптимизации технологических карт; `` повышение безопасности работ за счет контроля за соблюдением установленных маршрутов и параметров движения горнотранспортного оборудования, предупреждения нарушений и своевременного оповещения персонала в нештатных ситуациях; `` улучшение использования трудовых ресурсов и укрепление трудовой и технологической дисциплины за счет инструментального контроля времени и продолжительности выполнения всех технологических операций, автоматизации сбора и обработки информации, контроля качества выполнения работ на основе объективных данных в реальном масштабе времени.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ЗАО «НПП «Родник», г. Москва

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Дополнительными задачами при создании АСОДУ ГТК «Иртыш» стали: совершенствование процесса диспетчерского управления на предприятии и улучшение информационного обеспечения и процессов поддержки принятия производственно-хозяйственных решений, автоматизация процессов управления с использованием современной микропроцессорной техники, формирование единого информационного пространства и современной информационной инфраструктуры в интересах функционирования основных технологических комплексов. Путь к основной цели проекта лежит через достижение локальных целей технологии и организации производства: `` выполнение плановых заданий на смену с предписанной надежностью, организацией сбалансированного взаимодействия техники на операциях погрузки, транспортировки и разгрузки, обеспечением устойчивости и ритмичности транспортных потоков в условиях случайных отклонений от нормального хода производственного процесса; `` сокращение необходимого количества оборудования и механизмов за счет повышения их готовности и максимального использования в течение смены; `` сокращение расхода материалов, горюче-смазочных материалов и электроэнергии на единицу продукции за счет уменьшения количества используемого оборудования и механизмов и обеспечения их рациональной эксплуатации; `` повышение коэффициента использования экскаваторов и локомотивосоставов за счет уменьшения их простоев во взаимном ожидании, а также за счет своевременной регистрации отказов и восстановления; ``повышение качества управления объектами за счет оперативного информирования управляющего персонала о ходе протекания технологического процесса; `` повышение эффективности труда производственного и управляющего персонала за счет принятия оптимальных решений на основе своевременной и точной информированности о результатах выполнения основных технологических операций, а также на основе пла-

Рис. 1. Упрощенная схема информационно-связной инфраструктуры АСОДУ ГТК «Иртыш»

нирования и прогнозирования хода работ. Упрощенная схема информационно-связной инфраструктуры А СОДУ ГТК «Иртыш» представлена на рис. 1. Критерии оценки достижения целей проекта В процессе разработки проекта руководством разреза «Восточный» АО «Евроазиатская энергетическая корпорация» были определены следующие критерии оценки достижения целей создания А СОДУ ГТК «Иртыш»: `` увеличение объемов производства (добыча угля, отработка вскрыши), снижение себестоимости продукции; ``повышение ритмичности и устойчивости технологического процесса, уменьшение числа смен, характеризующихся невыполнением установленных плановых заданий; `` увеличение коэффициента использования технологического оборудования; ``повышение производительности погрузочного и транспортного оборудования; ``повышение производительности труда производственного персонала; `` улучшение экономических показателей горнотранспортных и других работ на разрезе (уменьшение

затрат на единицу производимой продукции); `` снижение непроизводительных расходов; `` повышение готовности погрузочного и транспортного оборудования за счет непрерывного контроля технического состояния и оперативного планирования планово‑предупредительных ремонтов и своевременного обеспечения запчастями и расходными материалами. Основные автоматизированные функции АСОДУ ГТК «Иртыш» С внедрением АСОДУ ГТК «Иртыш» разрез «Восточный» получил современную информационно-связную инфраструктуру, способную обеспечить автоматизацию технологического процесса добычи угля. Первый этап реализации системы предполагал автоматизацию работы горнотранспортного оборудования, занятого на вывозе вскрышной породы и включающего в себя карьерные самосвалы, локомотивосоставы и одноковшовые экскаваторы (рис. 2 и 3) в разрезе и отвалах. Его выполнение позволило решить следующие основные функциональные задачи: ``автоматический сбор объективных данных о функционировании ГТО и персонала в масштабе времени, близком к реальному;

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Автоматический сбор объективных данных о функционировании ГТО и персонала в масштабе времени, близком к реальному Средства АСОДУ ГТК «Иртыш» в автоматическом режиме собирают данные о местоположении оборудования, временных составляющих цикла «погрузка – транспортировка – разгрузка», передают их в диспетчерский пункт и регистрируют в базе данных для последующей обработки. Предусмотрена возможность ручного ввода дополнительной информации диспетчерами, машинистами экскаваторов и локомотивосоставов, водителями самосвалов. Рис. 2. Горнотранспортное оборудование на разрезе «Восточный»: ковш карьерного экскаватора `` автоматизированный контроль работы оборудования в режиме реального времени; ``подготовка данных для автоматизации процесса диспетчерского управления; `` объективный контроль перемещения вскрышной породы из разреза в отвалы; ``отображение текущего размещения и состояния горнотранспортного оборудования и инфраструктуры разреза; ``контроль скорости, маршрутов и графиков движения;

Автоматизированный контроль работы оборудования в режиме реального времени Система обеспечивает контроль и анализ работы оборудования на основе непрерывно поступающих инструментальных данных с мобильного и стационарного оборудования (текущее время, идентификационный номер в системе, местоположение, параметры движения, состояние, характер использования). Вся информация о работе горнотранспортного оборудования поступает в объединенный центр диспетчерского управления (ОЦДУ). На дисплеях операторов ОЦДУ отображается текущая информация о распределении, местоположении и состоянии ГТО, включая:

Рис. 3. Горнотранспортное оборудование на разрезе «Восточный»: локомотивосоставы

``текущее местоположение ГТО с отображением разреза на электронном ситуационном плане; ``распределение по экскаваторам (точкам погрузки); `` распределение по пунктам разгрузки; `` оперативное состояние (порожний, на погрузке, на разгрузке, в движении с грузом, на стоянке, в аварийном состоянии, на перерыве); ``вид груза (с какого горизонта вскрыша); ``текущая производительность каждого экскаватора, локомотива, самосвала в течение смены; `` ход выполнения основных производственных показателей. Информация, которая не может быть собрана инструментальными средствами, вводится в систему в ручном режиме. Предусмотрена возможность контролируемой ручной корректировки информации, при которой диспетчер имеет возможность внести окончательные данные для расчетов в ручном режиме с регистрацией времени и ответственного за внесенные изменения.

Подготовка данных для автоматизации процесса диспетчерского управления Диспетчерское управление добычным и вскрышным комплексом обеспечивает возможность гибкого изменения производственных заданий в процессе выполнения работ в зависимости от реально складывающейся обстановки. Принятый в АСОДУ ГТК «Иртыш» порядок автоматизированного управления транспортным оборудованием позволяет осуществлять динамическое перераспределение по объектам ГТО, пунктам погрузки и выгрузки с минимизацией простоев и обеспечением необходимой интенсивности использования оборудования. Система предусматривает оптимизацию графиков работ по утвержденным критериям. Подготовленные средствами АСОДУ ГТК графики представляются диспетчерам ОЦДУ для принятия окончательного решения и выбора наиболее целесообразного, по мнению специалиста, варианта использования ГТО. На первом этапе реализации системы осуществлен сбор объективных данных о параметрах работы ГТО, необходимых для оценки действующей системы

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

`` распознавание отклонений в работе и генерация сигналов тревог.

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения управления и выработки направлений по ее оптимизации. Следует отметить, что получение вышеуказанных данных с необходимой степенью детализации оказалось возможным только в результате внедрения функции автоматического мониторинга работы с использованием современных средств спутниковой навигации. Система включает в себя подсистему обеспечения принятия решений на основе встроенной нормативно-справочной информации и сведений из геолого-технологической базы данных.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Объективный контроль перемещения вскрышной породы из разреза в отвалы Контроль перемещения вскрышной породы производится на основе объективных данных о параметрах работы ГТО, позволяющих формализовать технологический процесс и надежно идентифицировать составляющие его операции, включая операции погрузки и разгрузки, которые служат основой для оперативного учета объемов вскрышной породы, перемещаемой из разреза в отвалы самосвалами и локомотивосоставами. Определенные средствами системы временные параметры, касающиеся выполнения отдельных операций, уточняются данными автоматизированного обмена информацией между операторами ГТО и могут быть введены или скорректированы диспетчером в случаях, когда они отсутствуют или являются неполными. Диспетчеры ОЦДУ имеют возможность контролировать распределение горнотранспортного оборудования по экскаваторам на погруз-

ке и пунктам разгрузки, учитывая количество выполненных рейсов (циклов «погрузка – разгрузка»), массу вывезенной из разреза вскрыши, тип горной породы (с какого горизонта), общее количество рейсов автомобильного и железнодорожного транспорта за смену или заданный период. Данные представляются применительно к экскаваторам на погрузке и на пунктах разгрузки (самосвалы разгружаются в приемные бункеры двух камнедробилок (рис. 4), а разгрузка локомотивосоставов производится в тупиках двух отвалов). Система хранит оперативный архив данных за 30 календарных дней и воспроизводит данные по отработанным сменам в полном объеме. Архивные данные используются для анализа аварийных ситуаций и обучения. Отображение текущего размещения и состояния горнотранспортного оборудования и инфраструктуры разреза Отображение информации, касающейся технологического процесса, производится на индивидуальных мониторах операторов ОЦДУ и широкоформатном групповом мониторе в алфавитно-цифровом и графическом виде с автоматической генерацией сигналов тревог и использованием принятых правил отображения данных, включая цветовое (зеленый цвет – нормальное состояние, желтый – переходное, красный – аварийное). Алфавитно-цифровая информация представляется в виде таб лиц, панелей и консоли диспетчера, графическая – в виде электронного ситуационного плана и индивидуаль-

ных графиков, относящихся к работе соответствующего диспетчера. На широкоформатном групповом мониторе отображается электронный ситуационный план, включающий данные о дорожной сети, линиях электропередачи, элементах системы водоотлива, границах разреза и отвалов, объектах инфраструктуры разреза, а также текущем положении горнотранспортного оборудования. Дополнительно на широкоформатный дисплей выводится информация с любого рабочего места диспетчера ОЦДУ, а также данные действующей на разрезе системы видеонаблюдения. Широкоформатный групповой дисплей представляет собой видеостену, состоящую из 20 жидкокристаллических дисплеев размером 46″ и позволяющую отображать произвольные данные с их сменой в автоматическом или ручном режимах. В системе предусмотрено отображение динамически обновляемой постоянной (электронный ситуационный план) и периодически изменяемой (данные от различных диспетчеров и подсистем АСОДУ ГТК) информации. Управление работой видеостены и выбор данных для текущего отображения на ней производятся с выделенного рабочего места оператора ОЦДУ. Контроль скорости, маршрутов и графиков движения Контроль скорости, маршрутов и графиков движения подвижного горнотранспортного оборудования производится на основе инструментальных данных, поступающих в систему в автоматическом режиме

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения нии плана работ и с учетом его текущих изменений. Контроль маршрута движения производится с целью исключения ошибочного перемещения самосвала или локомотивосостава на погрузку, разгрузку или в пункт выполнения технологических операций. Выполнение графика работ производится автоматически на основе заданных параметров, определенных технологическими картами и единым технологическим процессом. Распознавание отклонений в работе и генерация сигналов тревог В АСОДУ ГТК «Иртыш» реализуется автоматическое распознавание отклонений в работе, которое основывается на непрерывном контроле времени выполнения операций погрузки и разгрузки, перемещения между пунктами погрузки и разгрузки, а также выполнения технологических операций и предусмот ренных графиком работ простоев для каждой единицы ГТО. Строгая формализация выполняемых операций и разработанные специалистами разреза нормативные показатели позволяют выявлять отклонения в работе в масштабе времени, близком к реальному. Это позволяет диспетчеру своевременно реагировать на происходящие события и существенно сокращает простои из-за сбоев в работе. В случае выявления отклонения система автоматически генерирует сигнал тревоги, который доводится по каналам интегрированной технологической информационной сети до всех заинтересованных пользователей в соответствии с принятыми

разграничениями ответственности. Разграничение ответственности в системе выполнено с учетом имеющихся возможностей пользователей по реагированию на соответствующие возникающие отклонения. Таким образом, современная автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом разреза позволяет реализовать надежную и гибкую схему управления технологическим процессом добычи и транспортировки полезных ископаемых, обеспечив рост производственных показателей и повышение безопасности выполняемых работ. Современные системы данного типа, использующие последние достижения в области информационных технологий, средств обмена данными и навигации, являются эффективным способом повышения производительности труда и сокращения себестоимости продукции. Внедрение таких систем может быть рекомендовано в качестве одного из ключевых направлений технического перевооружения горнодобывающих предприятий. Н. Э. Арипходжаев, вице-президент по коммерческим вопросам и развитию, В. Г. Токарев, вице-президент по трансформации бизнеса, АО «Евроазиатская энергетическая корпорация», Республика Казахстан, С. А. Маргарян, зам. генерального директора, главный конструктор, ЗАО «НПП «Родник», г. Москва, тел.: (499) 613–7001, e‑mail: sales@rodnik.ru, www.rodnik.ru

Рис. 4. Панорама циклично-поточного вскрышного комплекса на разрезе «Восточный» Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

с заданной периодичностью. Периодичность представления данных может быть установлена в процессе работы индивидуально для каждой единицы ГТО в зависимости от конкретных условий. Возможности развернутой на разрезе «Восточный» в рамках реализации АСОДУ ГТК «Иртыш» информационно-связной инфраструктуры и технологической радиосети обмена данными позволяют производить сбор навигационной информации с произвольной периодичностью, но не чаще раза в секунду. Принятые в системе задержки в поступлении данных составляют от нескольких до нескольких десятков миллисекунд, что обеспечивает нормальное функционирование программных средств, предназначенных для обеспечения автоматизированного диспетчерского управления и оптимизации технологических процессов, с учетом реально складывающейся обстановки. Скорость перемещения подвижного ГТО контролируется в реальном масштабе времени с учетом принятых ограничений для сети железнодорожных путей и автомобильных дорог, а также вида горнотранспортного оборудования. В случае превышения заданного ограничения в скорости движения бортовой терминал оператора ГТО генерирует сигнал тревоги в виде звукового сообщения и индикации на мониторе. Факт нарушения скоростного режима фиксируется в базе данных для дальнейшего использования при подведении итогов работы. Маршрут движения для каждой подвижной единицы ГТО формируется средствами системы на основа-

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Энергетический менеджмент в контексте Integrated Industry Технологическая группа HARTING предлагает систему энергетического менеджмента, обеспечивающую прозрачность потребления энергии и позволяющую получить информацию об эффективности машин и оборудования в конкретном процессе. Однако сохраняется необходимость включения данных о потреблении энергии во все приложения, важные для этого процесса. Иными словами, энергетический менеджмент должен быть встроен в рамки концепции Integrated Industry. Для этого компания HARTING разработала необходимую архитектуру системы.

ЗАО «ХАРТИНГ», г. Москва

фраструктуры. Последним же достижением можно назвать функцию Ethernet-инфраструктуры, которая позволяет регистрировать данные о потреблении энергии на уровне технологических процессов. Разработанная HARTING система управления энергопотреблением была воплощена на собственном производстве компании в виде интеллектуальной силовой сети, состоявшей из интеллектуальных силовых блоков sPN (smart Power Networks Unit), высокопроизводи-

тельного микропрограммного обеспечения и интеллектуальной системы энергоснабжения. Интеллектуальные силовые блоки являются частью сети Ethernet на производственном участке и соединяются по интерфейсу с устройствами для измерения потребления энергии. К системе были подключены измерители мощности, тепломеры и приборы учета расхода газа, все оборудование было оснащено соответствующим интерфейсом, например ModBus, M‑Bus или счет-

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Компании HARTING удалось создать конвергентную коммуникационную платформу Automation IT для промышленных сетей Ethernet. Она строится на фундаменте мощной сетевой инфраструктуры, соответствующей особым требованиям промышленности. Поэтому для ее реализации наряду с адаптацией соединителей и кабелей требуется также усовершенствовать действующую инфраструктуру. Компания HARTING внесла свой вклад в развитие промышленной Ethernet-ин-

SSСхематичное изображение интеллектуальной силовой сети, разработанной компанией «ХАРТИНГ»

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения Основные преимущества Корпоративная сеть

Client

smartPN-Viewer

Ethernet

Серверы

•• соответствие ISO 50001; •• прозрачность информации о времени, месте и цели потребления энергии; •• основа для принятия решений в целях оптимизации процессов.

вручную. Могут быть автоматизированы только сквозные технологии, например управление освещением или сжатым воздухом.

База данных

smartPN-Unit smartPN-Service Ethernet

Ethernet

Обратная связь с процессом

Ethernet

Modbus

SO-импульсы

Тепломеры

Mbus

Потребление мощности

Приборы учета расхода газа

Бизнес-процесс

SSПример сквозной интеграции в системах автоматизированного энергетического менеджмента

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

чиком импульсов S0. Всего на предприятиях HARTING было установлено 276 измерительных приборов и 41 интеллектуальный силовой блок sPN. При установке инфраструктуры потребовалось выполнить совсем незначительный объем работы: проанализировав состав оборудования на предприятии, измерительными приборами снабдили основных потребителей. Затем интеллектуальные силовые блоки sPN соединили по уже имеющейся сети Ethernet с сервером и клиентами.

Прозрачность потребления энергии Теперь потребление энергии производственным оборудованием HARTING оценивается и визуализируется с помощью системы энергетического менеджмента, соответст-

вующей международному стандарту ISO 50001. Система включает в себя функции документирования данных и результатов анализа. Но самое главное – теперь имеется возможность обеспечить регулирование нагрузки через встроенные переключаемые выходы или при необходимости отправлять предупредительные сообщения. Это позволяет постоянно повышать энергоэффективность, использовать и расходовать энергию для отдельных потребителей/генераторов. Однако сегодня промышленные системы энергетического ме неджмента применяются, как правило, только в качестве автономных систем без автоматической обратной связи с процессом производства. Если требуются какие-то специальные операции, они осуществляются

Энергетический менеджмент как основа концепции Integrated Industry Реализация автоматизированной системы энергетического менеджмента крайне важна в рамках концепции Integrated Industry (интеграция в промышленности – англ.). Для объединения технологических данных с бизнес-приложениями необходимо разработать программные решения и использовать информационные технологии, в частности OPC-UA или SoA. Только сквозная интеграция позволит создать систему автоматизированного энергетического менеджмента, которая является неотъемлемой частью всех приложений, в том числе MES, ERP, оказывающих влияние на производственный процесс, что создает основу для значительного повышения эффективности.

Дополнительные преимущества: •• прозрачность вплоть до отдельного изделия (метка CO2 на изделиях); •• автоматическая обратная связь: с производственным процессом (повышение эффективности); с системами производства и обеспечения энергией.

ЗАО «ХАРТИНГ», г. Москва, тел.: (495) 995-9993, (812) 327-0281, e‑mail: ru@HARTING.com, www.HARTING.ru

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Новая экономика и умные сети В статье описан экспериментальный проект, реализованный компанией «Мицубиси Электрик» на собственном предприятии в Японии. Рабочая модель интеллектуальной сети позволяет проверять функционирование электротехнического оборудования и совершенствовать алгоритмы работы EMS-системы в разных сложных ситуациях, например при авариях, погодных, экономических и политических изменениях и т. п.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ЗАО «Мицубиси Электрик Юроп Б. В.», г. Москва

Процессы, начавшиеся в прошлом веке, привели к преобразованию структуры экономики. Возникла новая экономическая модель, в которой повысилась роль нематериальных активов (услуг и технологий), а роль материальных активов, наоборот, понизилась. Эти процессы не могли не затронуть энергетику. Времена индустриализации, когда строили предприятия-гиганты, а рядом с ними приходилось возводить источник энергоснабжения, остались в прошлом. Под влиянием трансформации экономической структуры, на фоне бегства промышленных предприятий в страны Азиатского региона существенно изменился энергобаланс в развитых государствах. Сегодня наблюдается повышенный спрос на электрическую энергию и дефицит электрической мощности в мегаполисах. Развитие новых технологий по производству электроэнергии (солнечные батареи, ветрогенераторы, газопоршневые электростанции, накопители электроэнергии) помогает удовлетворить возникший спрос. Но одновременно возникает задача управления как традиционными, так и новыми источниками электроснабжения и потребителями электроэнергии в реальном времени. Иными словами, изменение энергобаланса требует абсолютно но-

вого подхода к построению систем управления энергорайонами. Интеллектуальные сети (Smart Grid) позволяют решить именно эту задачу – управлять всеми объектами энергорайона в реальном времени. В корпорации «Мицубиси Электрик» уже более пяти лет ведется деятельность по разработке и практической реализации интеллектуальных сетей. За это время компанией накоплен значительный опыт по: ``построению изолированных, частично изолированных и синхронных энергетических сетей; `` управлению распределенными сетями с большим количеством альтернативных источников энергии; ``регулированию возмущений, воздействующих на энергосистему в жестких условиях (землетрясения, цунами, грозы и другие погодные факторы); ``созданию современных интеллектуальных систем учета электроэнергии. Один из своих самых интересных проектов по созданию интеллектуальной сети компания «Мицубиси Электрик» реализовала в 2012 году в городе Амагасаки (Япония). В экспериментальную систему были включены: ``сеть среднего напряжения (6,6 кВ) кольцевой топологии; ``солнечные батареи суммарной мощностью 4000 КВт;

``имитатор гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) мощностью 200 кВт; ``имитатор тепловой электростанции (ТЭС) мощностью 200 кВт; ``аккумуляторные батареи с пиковой мощностью 1000 кВт; ``станция для зарядки электромобилей; ``статические компенсаторы реактивной мощности; ``сети передачи данных (опто волоконная, проводная и радиосвязи); ``интеллектуальные счетчики электрической энергии; ``диспетчерский центр. Интеллектуальная сеть развернута на базе завода «Мицубиси Электрик» по производству высоковольтного оборудования. Все генерирующие источники и потребители объединены в электрическое кольцо 6,6 кВ. В зависимости от конфигурации общая длина кольца может колебаться от 7 до 16 км. Основу питающей сети составляют солнечные батареи, которые покрывают более 50 % ежедневной потребности завода. Остальную мощность завод может получать от внешней сети, имитаторов ГАЭС и ТЭС, а также от аккумуляторных станций. Для приема электрической энергии из внешней сети и передачи ее в интеллектуальную сеть применя-

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

SSУправление сетью из диспетчерского центра в режиме реального времени

ную сеть, осуществляется за счет высоковольтного преобразователя частоты производства «Мицубиси Электрик», который гибко регулирует обороты электрического насоса. Аналогичным образом устроен имитатор ТЭС – на валу электродвигателя, который подключен к внешней электрической сети, находится электрический генератор.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ются вставки постоянного тока производства «Мицубиси Электрик». Имитатор ГАЭС представляет собой гидротурбину, на валу которой находится электрический генератор. Нагнетание воды в гидротурбину производится с помощью электрического водяного насоса. Управление электрической мощностью, выдаваемой в интеллектуаль-

С помощью этих устройств имитируются различные режимы работы интеллектуальной сети: синхронный/изолированный, нештатный, с дефицитом мощности, с превышением мощности и др. Сеть управляется из диспетчерского центра, в который стекается вся информация о состоянии системы в реальном времени. Управление сетью также осуществляется в реальном времени. В диспетчерском центре развернута система энергоменеджмента (EMS), которая состоит из следую щих подсистем: `` подсистемы управления балансами; ``подсистемы управления производством электроэнергии; ``подсистемы управления потреблением; ``подсистемы учета. Первая из подсистем поддерживает баланс между потреблением и поставкой электроэнергии, обеспечивая стабильную частоту в интеллектуальной сети. Функциональность данной подсистемы позволяет ей выбирать поставщика энергии (питающий центр) из нескольких вариантов по заранее определенно-

SSSmart Grid развернута на базе завода «Мицубиси Электрик» по производству высоковольтного оборудования

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

му сценарию (днем питание поступает от солнечных батарей, ночью – от внешней сети или аккумуляторных станций) либо на основании определенных критериев (оптимизация стоимости электроэнергии, экологичность производства, минимизация затрат на передачу и распределение электроэнергии). Подсистема управления производством электроэнергии обеспечивает надежную поставку электроэнергии в интеллектуальную сеть. Данная подсистема контролирует состояние генерирующего оборудования и управляет генерирующими источниками по заданному профилю нагрузки с возможностью подстройки, исходя из реального потребления и конфигурации сети. Также предусмотрены сложные режимы эксплуатации энергетической системы (короткие замыкания, замыкания на землю, отказ генератора). Подсистема управления потреблением поддерживает надежное электроснабжение потребителей электроэнергии. Подсистема контролирует состояние распределительного оборудования, трансформаторных подстанций, компенсаторов реактивной мощности, реклоузеров и другого оборудования. С помощью этой подсистемы (выполненной на базе оборудования автоматизации производства «Мицубиси Электрик») поддерживается стабильность профиля напряжения распределительной сети. Подсистема учета обеспечивает EMS-систему данными о расходе электроэнергии в реальном времени для управления потреблением. Функциональность подсистемы учета позволяет развернуть веб-портал для информирования потребителей и выполнения энергосберегающих мероприятий.

Этот экспериментальный проект позволил компании «Мицубиси Электрик» создать опытный образец энергосистемы, с помощью которой можно моделировать и проверять работу электротехнического оборудования, а также отрабатывать алгоритмы работы EMS-системы в следующих ситуациях: `` сложные и аварийные условия эксплуатации энергетической системы (замыкание на землю, короткие замыкания, асинхронные режимы, отказ генераторов); `` политические перемены (либерализация энергетических рынков, требования к объединению энергосистем, регулирование правил транзитной передачи мощности и др.); ``перемены в экономике (внедрение систем энергоменеджмента, создание региональных энергокомпаний, переход на альтернативные источники энергии); `` изменение климатических условий (температуры, влажности, солнечной радиации, силы ветра и т. д.). В рамках данного проекта в г. Амагасаки производилась проверка технологий и оборудования для будущих интеллектуальных сетей передачи и распределения энергии. Были заложены следующие целевые показатели: ``энергоснабжение и обеспечение баланса потребления с высокой степенью использования возобновляемых источников энергии; `` стабильность напряжения в распределительных сетях при большом количестве распределенных генераторов; ``энергосбережение и сохранение энергии; ``предупреждение сбоев подачи электроэнергии и сокращение времени простоя оборудования;

``повышение надежности электроснабжения; ``управление потреблением в сложных условиях эксплуатации энергосистемы; `` полигонные испытания оборудования. Испытательные объекты можно масштабировать и упорядочивать для моделирования различных конфигураций интеллектуальных сетей. При этом можно отрабатывать алгоритмы работы энергосистемы как в части отдельных подсистем, так в комплексе, например: ``операции проверки управления балансом; ``операции проверки управления распределением; ``операции проверки всего цикла (полномасштабные); ``операции проверки работы в островном режиме. При каждом из заданных режимов проводится фиксация следующих параметров: ``превышения или повышения производимой мощности; ``понижения или превышения напряжения; ``понижения частоты. В ходе проведенных экспериментов и отработки различных режимов специалистами компании «Мицубиси Электрик» были выработаны нормы для энергосистем будущего, которые соответствуют всем требованиям, предъявляемым к интеллектуальным сетям, и позволяют оптимизировать производство и потребление электроэнергии (поддерживать энергобаланс) в реальном времени. Экспериментальный проект выполнен на базе оборудования и силами специалистов компании «Мицубиси Электрик».

С.Э. Хангараев, менеджер по работе с ключевыми клиентами, ЗАО «Мицубиси Электрик Юроп Б. В.», г. Москва, тел.: (495) 721-2070, www.ru3a.mitsubishielectric.com

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Диспетчеризация электроснабжения промышленных предприятий В статье рассказано о системе диспетчеризации, разработанной компанией «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» на базе контроллера собственного производства и ПО «СКАДА-НЕВА». Данное решение позволяет построить систему для крупного предприятия с минимальными затратами.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ», г. Санкт-Петербург

Системы диспетчеризации электроснабжения на промышленных предприятиях имеют большую степень родства с автоматизированными системами управления электротехническим оборудованием (АСУ ЭТО), которые внедряются на объектах «большой энергетики». И так же, как АСУ ЭТО, системы диспетчеризации различаются по объему решаемых задач и степени их автоматизации. Традиционными функциями, выполняемыми с помощью систем диспетчеризации электроснабжения промышленных предприятий, являются: `` контроль уровней напряжений, токов, потребляемой мощности, качества электроэнергии; `` наблюдение за положением коммутационного оборудования и правильностью выполнения переключений; ``отображение и архивирование параметров режима; ``коммерческий учет электроэнергии; ``сбор и передача данных в региональные диспетчерские управления (РДУ). Системы диспетчеризации более высокого ранга обеспечивают выполнение дополнительных функций: регистрацию аварий на вводах предприятия (что позволяет предъявлять претензии поставщику электроэнергии и компенсировать

потери от простоев) и технический учет электроэнергии (что дает возможность рассчитывать удельные затраты и принимать меры по экономии электроэнергии). Наиболее передовые диспетчерские системы способны контролировать динамику изменений в энергосистеме предприятия при различных режимах работы его отдельных структур (цехов, заводов, собственных ТЭЦ и т. п.) путем измерения качества электроэнергии и регистрации переходных процессов во внутренних сетях предприятия (обычно 6 и 10 кВ). Это позволяет быстро выявлять причины и виновников нарушений, а также анализировать процессы пуска и останова крупных технологических установок (двигателей, насосов, компрессоров, гальванических ванн и т. п.) Ну а самые смелые решения включают в себя дистанционное управление коммутационным оборудованием с автоматизированных рабочих мест (АРМ) оперативнодиспетчерского персонала. Одной из сложностей при создании систем высокого уровня является необходимость максимальной информационной «обвязки» используемого электротехнического оборудования. Это требует сбора большого числа дискретных сигналов и использования множе-

ства измерительных преобразователей для аналоговых измерений. Дополнительные проблемы создает большой парк и типовое разнообразие систем и устройств, необходимых для решения всех задач диспетчеризации. Номенклатура этих устройств весьма широка, для их обслуживания требуется хорошо обу ченный персонал, ЗИП (запасные части, инструменты, принадлежности) и поддержка контактов с их производителями. В конечном счете все это выливается в существенные затраты как при вводе систем в работу, так и при их эксплуатации. Однако, используя взвешенный подход к выбору решений, можно существенно оптимизировать как парк применяемого оборудования, так и расходы на его внедрение. Предлагаемое ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» (г. Санкт-Петербург) решение на базе программно-технического комплекса «НЕВА» (ПТК «НЕВА») позволяет при осуществлении крупных задач обойтись минимумом оборудования, поэтапно выстраивая систему диспетчеризации электроснабжения промышленного предприятия за счет последовательного включения в нее всех объектов электрохозяйства. Основой создаваемой системы является контроллер производства ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ», выполняющий следующие функции:

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

SS Структурная схема системы диспетчеризации промышленного предприятия на базе ПТК «НЕВА»

работ за счет уменьшения номенклатуры оборудования и кабельных связей, что существенно снижает внедренческие и эксплуатационные расходы. Возможность ввода в контроллер сигналов не только с электротехнического, но и с технологического оборудования выводит функциональность системы за рамки диспетчеризации электроснабжения и позволяет решать часть задач для технологов. Предлагаемые ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» решения оптимизированы для объектов и оборудова-

ния различных классов напряжения, что позволяет создавать системы диспетчеризации электроснабжения как крупных промышленных предприятий с собственными генерирующими мощностями и разветвленной сетью подстанций, так и небольших производств с одним-двумя собственными распределительными пунктами (РП) и трансформаторными подстанциями (ТП). На рисунке приведена обобщенная структурная схема системы диспетчеризации электроснабжением промышленного предприятия. Система охватывает все объекты

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

``регистрацию (осциллографирование) переходных процессов; `` фиксацию последовательности срабатывания дискретных сигналов; ``расчет действующих значений токов, напряжений и мощности; ``формирование и выдачу дискретных сигналов для команд управления; `` съем данных со счетчиков электроэнергии с импульсным выходом. На верхнем уровне системы диспетчеризации используется программное обеспечение (ПО) «СКАДАНЕВА», которое способно работать не только с устройствами производства ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ», но и с различными измерительными преобразователями, счетчиками, устройствами РЗА и прочим оборудованием от других производителей. В состав ПО «СКАДА-НЕВА» входят программы визуализации и архивирования осциллограмм, отображения данных нормального режима в виде мнемосхем, таблиц и графиков, программы для управления коммутационным оборудованием, сигнализации о различных событиях в системе электроснабжения, передачи данных в АСУ предприятия и в РДУ по протоколу МЭК 60870-5-101/104 и т. д. Реализованные в ПТК «НЕВА» технические решения позволяют оптимизировать сбор сигналов (одно подключение для выполнения всех функций) и снизить номенклатуру устройств в системе за счет многофункциональности контроллера: ``один вход от измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН) и результат одного измерения параметра предназначен для работы нескольких подсистем – отображения данных на автоматизированном рабочем месте оператора, передачи в региональные диспетчерские управления, регистрации аварийных событий, технического учета электроэнергии; ``один ввод от источника дискретного сигнала достаточен для формирования экранной мнемо схемы, сообщения в региональные диспетчерские управления, регистрации аварийных событий, контроля выполнения команд управления, блокировки переключений. Тем самым сокращаются объ емы проектирования и монтажных

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения энергохозяйства, начиная с главной понизительной подстанции любого класса напряжения и заканчивая цеховыми распределительными пунктами и трансформаторными подстанциями. На каждом таком объекте осуществляется сбор информации о текущем, нормальном режиме работы (ТИ, ТС, при необходимости с реализацией ТУ) с использованием аналоговых (ИП), цифровых преобразователей (МИП) или информации с терминалов РЗА (МП РЗА) и различных устройств связи с объектами (УСО). На наиболее ответственных подстанциях также осуществляется регистрация аварийных событий и контроль качества электрической энергии (ККЭ). Производительность и комплектация контроллеров выбираются в зависимости от объема собираемых данных и выполняемых функций, что позволяет технически и финансово оптимизировать затраты на каждый из внедряемых в систему объектов. Собранная на каждом из объектов информация передается через локальную вычислительную сеть предприятия на верхний уровень. Выбор сервера, аккумулирующего приходящие данные, осуществляется в зависимости от конкретных

задач. На крупных промышленных предприятиях рекомендуется построение серверной системы на основе современных решений по резервированию, включая кластерные технологии. При этом отдельные производственные участки можно выделить в локальные вычислительные сети и сводить информацию, собранную в данном сегменте, на промежуточный сервер. Вся собранная и обработанная информация может отображаться на экране коллективного пользования у диспетчеров на главном щите управления (ГЩУ) с помощью соответствующих мнемосхем, графиков и таблиц, а также на автоматизированных рабочих местах обслуживающего персонала. При исполнении функции управления переключения могут осуществляться с пульта диспетчера с реализацией оперативных и технологических блокировок программными методами и/или аппаратными средствами. Также в системе предусмотрена возможность передачи данных нормального режима и аварийных осциллограмм в РДУ с реализацией технических требований системного оператора по обмену технологической информацией.

Следует заметить, что подобный комплексный подход к решению задач диспетчеризации наиболее востребован именно промышленными предприятиями. На объектах «большой энергетики» объединение в одной системе функций нескольких систем сопряжено с определенными трудностями, в первую очередь по организационным причинам. Дело в том, что в структуре энергетических предприятий есть несколько различных служб (РЗА, ТМ и связи, АСУ), каждая из которых отвечает за свои задачи и свое оборудование. Совместное обслуживание общего оборудования при этом затруднено. Структура управления электрохозяйством промышленных предприятий обычно более компактна и не имеет подобных помех для реализации такой системы диспетчеризации. Внедрение системы на базе ПТК «НЕВА» может осуществляться поэтапно, что снижает единовременную финансовую нагрузку. При установленном сроке службы системы 15–20 лет и пожизненном сопровождении гарантийное обслуживание составляет 3 года. По мере развития элементной базы возможна модернизация аппаратной части и программного обеспечения системы.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ», г. Санкт-Петербург, тел.: (812) 320-0099, 591-6245, e‑mail: mail@energosoyuz.spb.ru, www.energosoyuz.spb.ru

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Проектирование верхних уровней автоматизированной системы управления наружным освещением

Вниманию читателя предложено описание некоторых аспектов проектирования АСУ НО. Приведено сравнение выбора средств автоматизации, описаны подходы к созданию удобного пользовательского интерфейса с использованием современных сервисов и эффективной подачи информации.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ООО «НОРВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ», г. Москва

Речь пойдет об автоматизиро‑ ванных системах управления на‑ ружным освещением, под которым понимают освещение улиц, дорог, пешеходных зон, фасадов зданий. В чем заключается суть процесса управления освещением? Если обратиться к истории развития наружного освещения, то станет ясно, что суть управле‑ ния освещением осталась неиз‑ менной с момента его появления в начале XV века: в определенный момент светильник нужно вклю‑ чить, в другое время – выключить. Изменениям подвергались под‑ ходы, инструменты, возможности управления освещением, менялись источники света, мощность ламп, виды опор и прочее вследствие раз‑ вития применяемых технологий. В первых фонарях использовались свечи и масло, позже – керосин, газ, которые, в свою очередь, были заменены электролампами. Совсем недавно стали применяться свето‑ диодные лампы. Но если масляные и керосиновые фонари зажигались вручную, то современные лампы – в автоматизированном или автома‑ тическом режимах. Развитие схемы управления линией светильников Несколько десятилетий назад преимущественно использовались

каскадные схемы управления осве‑ щением, в которых управление по‑ следующими линиями осуществля‑ лось путем подключения электромаг‑ нитного контактора к предыдущим линиям. Сегодня системы управле‑ ния освещением уходят от каскадной схемы к групповой или адресной. Первая позволяет управлять линией светильников, а вторая – каждым светильником в отдельности. Такие схемы позволяют, во‑первых, управ‑ лять освещением в зависимости от погодных условий, рельефа мест‑ ности и др. Во‑вторых, появляется возможность мониторинга испол‑ нительных пунктов (ИП), контроля положения электромагнитных пу‑ скателей, а также своевременного диагностирования аварийных со‑ стояний. Обратной стороной ме‑ дали является необходимость уста‑ новки отдельного шкафа автомати‑ ки на каждую линию освещения. Выбор средств автоматизации Сегодня чаще применяются сис‑ темы с управлением из централь‑ ного диспетчерского пункта (ЦДП) на основе трехуровневой архитекту‑ ры. Нижний уровень состоит из ис‑ полнительных и измерительных устройств, средний – из програм‑ мируемых логических контрол‑ леров (ПЛК) и средств обеспече‑ ния связи, верхний представлен

SCADA-системой. Для управления освещением обычно используются специализированные или универ‑ сальные (свободно программируе‑ мые) контроллеры. Стоит отметить, что каждый из этих двух вариантов имеет свои преимущества и недо‑ статки, если оценивать по таким критериям, как функциональность, гибкость, масштабируемость, стои‑ мость и др. Специализированные контрол‑ леры подкупают тем, что не требуют программирования логики работы, каждого входа/выхода, а постав‑ ляются уже настроенными так, что остается только произвести монтаж оборудования согласно инструк‑ ции. Имеют развитую функциональ‑ ность, обеспечивают выбор режима управления освещением из несколь‑ ких возможных. Однако специализи‑ рованные контроллеры выполняют только то, что от них требуется. Шаг вправо или влево недопустимы. Тогда как универсальные ПЛК по‑ добных ограничений не имеют. С ними открывается простор для реализации функциональности системы, в том числе с использова‑ нием математических вычислений (расчет восхода и заката солнца), появляется независимость от про‑ изводителя, выбор протоколов об‑ мена информацией, возможность резервирования. И в вопросе цены

универсальные контроллеры имеют преимущество. Применение устройства сбора данных В подавляющем большинстве случаев оба типа контроллеров по‑ дразумевают использование ОРСсервера либо другого аналогично‑ го программного драйвера сервера опроса для обмена информацией с верхним уровнем системы. Так как ОРС де-факто является стандартом в области АСУ, то в дальнейшем будем считать, что сервер опро‑ са построен по ОРС-технологии. Поэтому на этапе проектирования АСУ НО важно выбрать место ин‑ сталляции ОРС-серверов для ПЛК и другого оборудования (например, электросчетчика): в непосредствен‑ ной близости от исполнительного пункта или в центральном диспет‑ черском пункте (ЦДП). С ответом на этот вопрос легче определиться, если учесть приме‑ няемый канал передачи данных. При наличии быстрого и стацио‑ нарного (проводного) канала связи нет принципиальной разницы, где будет установлен ОРС-сервер, так как канал не вносит существенных для системы задержек во времени. Но в некоторых случаях, когда использовать стационарный ка‑ нал связи невозможно либо эко‑ номически невыгодно, применя‑ ют нестационарные каналы связи (например, радиосвязь, сотовую связь). Сотовая связь использует‑ ся в большинстве случаев в силу ее низкой стоимости и отсутствия требования иметь соответствующие сертификаты на использование частоты. Вот только сотовая связь характеризуется нестабильностью соединения, частыми разрывами и задержками, особенно в часы пи‑ ковых нагрузок, что, в свою оче‑ редь, повышает вероятность полу‑ чения неактуальной информации и сложность доставки управляю‑ щих команд. Проблема решается введением промежуточного звена на среднем уровне архитектуры – устройства сбора и передачи данных (УСПД). Оно позволяет выполнить развяз‑ ку полевого уровня, использующе‑ го протоколы реального времени, от нестационарного канала связи, а также установить необходимые

ОРС-серверы. Поэтому в качестве УСПД следует использовать обору‑ дование с возможностью установ‑ ки на него операционной системы Windows. ОРС-сервер присваивает тегам метку времени, поэтому те данные, что принимаются на верх‑ нем уровне системы, содержат в себе объективную информацию о времени события. Дополнительно к УСПД можно подключить элек‑ тросчетчик и другое вспомогатель‑ ное оборудование. Для передачи данных через со‑ товую сеть необходимо обеспечить видимость между участниками се‑ тевого обмена. Для этого нужно настроить статический (либо дина‑ мический + сервис DDNS) публич‑ ный IP-адрес для диспетчерского центра. С целью защиты передачи данных по общественным сетям полезно применять VPN-туннель. Конечно, использование дополни‑ тельных средств обеспечения без‑ опасности передачи информации увеличивает объем пересылаемых данных на 5–10 % в зависимости от количества «полезной» инфор‑ мации. Но вопрос безопасности в наше время далеко не праздный, устранение последствий сетевых вторжений обходится дороже. Проектирование пользовательского интерфейса Нельзя не сказать пару слов об экранных формах, посредством которых диспетчер взаимодейству‑ ет с системой. Основным инстру‑ ментом для отображения инфор‑ мации на экране является графи‑ ческий интерфейс пользователя в виде окон. За несколько десяти‑ летий существования персональ‑ ного компьютера внедренный ком‑ панией Apple оконный интерфейс де-факто стал эталоном и до по‑ следнего времени использовался повсеместно, не испытывая кон‑ куренции. Конкуренция оконному интерфейсу, вызванная экспонен‑ циальным ростом количества ин‑ формации и появлением в нашей жизни мобильных средств коммуни‑ кации, в первую очередь смартфонов и планшетных компьютеров, появи‑ лась сравнительно недавно. И сейчас мы наблюдаем революцию в области интерфейсов и способах предостав‑ ления информации, позволяющих

получить более быстрый и эффек‑ тивный доступ к ней. В консервативной области АСУ ТП тоже намечается тенденция к ис‑ пользованию новых подходов. Сре‑ ди них – применение трехмерной графики, конфигурируемых порта‑ лов визуализации. Компания ООО «НОРВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ» идет в ногу со временем и в своих про‑ ектах внедряет подобные новинки, следуя при этом принципам ком‑ фортной работы человека с графи‑ ческим интерфейсом. Когда, на‑ пример, для перехода к нужной ин‑ формации требуется минимальное количество кликов мыши, не до‑ пускается перегруженность экрана большим объемом данных, инфор‑ мация выводится в виде образов. Продемонстрируем применение упомянутых принципов на приме‑ ре одного из наших последних про‑ ектов. Перед XXII зимними Олим‑ пийскими играми 2014 года в Сочи в рамках подготовки инфраструктуры Олимпийского парка в Имеретин‑ ской низменности компания «НОР‑ ВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ» спроекти‑ ровала и разработала средний и верх‑ ний уровни комплекса АСУ НО автомобильных дорог. К отличитель‑ ным чертам проекта можно отнести независимость системы от произ‑ водителей оборудования, ориенти‑ рованность на ОРС-технологии и, как следствие, взаимозаменяемость составляющих компонентов. Систе‑ ма позволяет управлять освещением дорог в нескольких режимах, в том числе – в случае потери связи между ЦДП и исполнительными пункта‑ ми, которые установлены на значи‑ тельном удалении от центрального. В такой ситуации ИП становится автономной единицей и управляет освещением в зависимости от вос‑ хода/заката солнца. Итак, на главную экранную фор‑ му мы вывели самую важную инфор‑ мацию со всего объекта в образном представлении. Для этого была ис‑ пользована масштабируемая спутни‑ ковая карта Имеретинской низмен‑ ности в качестве фоновой подлож‑ ки. Поверх карты нанесены линии освещения, объединенные в группы по принадлежности к ИП. Карта загружается с картографического сервера из сети Интернет. Очевид‑ ное преимущество картографическо‑

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения

Тема № 2. Технологии и оборудование для систем энергосбережения стеме не требуется даже передвигать курсор по экрану монитора, доста‑ точно обратить внимание на цвет элемента. Пользователь считывает информацию, пробегая по карте гла‑ зами и фокусируясь на деталях.

SSАСУ НО Имеретинской низменности: главная экранная форма диспетчера

го сервера в том, что спутниковые снимки обновляются с определенной периодичностью, и мы постоянно имеем актуальную карту местности. Далее, в соответствии с упомяну‑ тым принципом, самые важные па‑ раметры мониторинга каждого ИП группируются в набор цветовых про‑ граммируемых элементов. Каждое событие сопоставлено с конкретным цветом. Переход на другие экранные формы реализуется по клику на соот‑ ветствующем элементе. Почему мы делаем упор на образ‑ ном предоставлении информации?

Известно, что графическая инфор‑ мация (в виде картинок и цветовой дифференциации) обрабатывается человеческим мозгом на порядки быстрей и эффективней, чем тек‑ стово‑числовая, поэтому исполь‑ зуемый интерфейс позволяет ди‑ спетчеру, окинув картинку беглым взглядом, оценить состояние сразу всей системы и при этом снижает его утомляемость, не загружая мозг лишней информацией. Не нужно пристально смотреть на экран и су‑ дорожно водить мышкой. На первом этапе получения информации по си‑

Заключение Известно, что сегодня смена тех‑ нологий происходит каждые 5–7 лет: только что опробованные и приме‑ ненные технологии уже испытыва‑ ют конкуренцию со стороны вновь появляющихся. Это объективный процесс вследствие развития чело‑ веческой цивилизации, который за‑ трагивает и область автоматизации. В области АСУ НО появляются но‑ вое оборудование и компоненты, расширяется функциональность, увеличивается энергоэффективность и др. Неизбежны изменения и в про‑ ектировании пользовательского ин‑ терфейса. Конечно, не каждое ноухау приживется и пройдет испытание на практике. А практика – критерий истины. Компания «НОРВИКСТЕХНОЛОДЖИ» старается исполь‑ зовать плоды развития технологий, привнося в свои проекты что-то но‑ вое, что улучшит показатели техпро‑ цесса, снизит его издержки, сделает управление эффективнее, а мир – чуточку лучше.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Н. Г. Павлов, инженер-программист, ООО «НОРВИКС-ТЕХНОЛОДЖИ», г. Москва, тел.: (495) 232-18-17, e‑mail: info@norvix.ru, www.norvix.ru

Средства автоматизации

Факторы повышения надежности и снижения эксплуатационных затрат в автоматизации АВТОМАТИЗАЦИЯ И ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ

Жизненный цикл ПЛК Saia® PCD составляет 15 лет, эти устройства отличаются исключительной надежностью, совместимы с различным оборудованием и ПО. Это позволяет легко и с наименьшими затратами проводить модернизацию систем автоматизации, удлиняет срок их жизни и понижает эксплуатационные затраты.

Уже более тридцати лет компа ния «Сайа Бургесс» (Saia-Burgess) продвигает идею о необходимости обеспечения длительного жизнен ного цикла изделий автоматизации, следования открытым стандартам. Давайте попробуем разобраться, почему это столь важно. Для начала определимся, что же такое жизненный цикл продукта. Этот термин изначально пришел из маркетинга и обозначал пери од времени от разработки изделия до окончания его эксплуатации и вывода с рынка. Изделия промыш ленного класса, к коим, безусловно, относятся «серьезные» ПЛК, име ют значительно более долгий срок жизни, нежели бытовые приборы. Понятно, что чем длительнее жиз ненный цикл изделия, тем уверен нее себя ощущает его пользователь. Однако бывает и так, что продолжи тельность жизни решения по авто матизации оказывается существен

но больше, чем время доступности отдельного аппаратного либо прог раммного продукта из его состава. На практике это означает неминуемо возникающую необходимость заме ны одних компонентов системы ав томатизации на другие по причине ужесточения текущих требований к функциональности или из-за выхо да оборудования из строя. При этом цена вопроса существенно зависит от степени открытости и взаимной совместимости компонентов систе мы (рис. 1). В подобной ситуации правиль ный выбор производителя спосо бен помочь потребителю снизить издержки на владение системой ав томатизации. Как уже было сказано, «Сайа Бургесс» – принципиальный приверженец концепции долгосроч ного присутствия на рынке. Один из факторов, обеспечивающих это, – долгий срок поддержки продукта. Вообще, понятие «поддержка» в дан

ном случае не ограничивается одним наличием продукта на складе. По мимо доступности самого изделия, важно, безусловно, и полноценное техническое сопровождение на про тяжении всего обозначенного про изводителем срока. Повысив надеж ность изделия (MTBF)1 и снабдив его запасом ключевых свойств «на вы рост», можно значительно продлить его жизненный цикл (рис. 2). Если речь идет о ПЛК, то такими клю чевыми свойствами будут, конеч но же, быстродействие центрально го процессора, объем оперативной и флеш-памяти, программная и ап паратная поддержка востребован ных и современных средств комму никации, возможность модульно го расширения, наличие удобной и эффективной среды разработки прикладного ПО. Но в конце концов наступает мо мент, когда изделие снимают с про изводства. И здесь весьма желатель но, чтобы производитель предложил достойную замену, изделие-преем ник, внедрение которого не потре бует существенных усилий от специ алистов и финансовых затрат от ко нечного пользователя. То же можно сказать и о разработанном програм мном коде: весьма желательно обой тись без коренных его переделок, связанных, например, с переходом на ПЛК с центральным процессором на основе другой архитектуры. На протяжении всего времени работы над проектом (вплоть до эта MTBF – от англ. Mean time between failu res, или «среднее время между отказами». Эквивалент русского термина «наработка на отказ».

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

«Сайа Бургесс Контролз Рус», г. Москва

Рис. 1. Пример модульности оборудования: ПЛК Saia® PCD2: до 12 интерфейсов, до 1024 точек ввода/вывода

Средства автоматизации

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 2. Тщательное тестирование оборудования на производстве – гарантия отсутствия брака

па пусконаладки) с большой вероят ностью могут измениться требования к изначально выбранному оборудо ванию – контроллерам, модулям вво да/вывода, интерфейсным модулям. Это влечет за собой их замену (на пример, выбор более производитель ной модели ПЛК). Но представьте себе, что вы уже успели проработать и реализовать сложную программную логику контроллера. В случае про граммной несовместимости разных линеек контроллеров одного про изводителя это повлечет за собой крайне неприятный и дорогостоя щий процесс портирования создан ного ПО, в ходе которого неизбеж на работа над ошибками и новая отладка. Кроме того, и это уж сов сем неприятная ситуация, может выясниться, что для программиро вания другого ПЛК требуется осво ить новый инструмент разработки! На первый взгляд это может по казаться странным, но элементная база и схемотехника ПЛК, вро де бы скрытые от конечного поль зователя вещи, тоже крайне важны для обеспечения долголетия изде лия. Дело в том, что далеко не все чипы, доступные на рынке в теку щий момент, будут доступны про изводителям ПЛК через несколько лет. Отсюда вытекает требование тщательного отбора производителем элементной базы (к слову сказать, тщательный отбор диктуется не толь ко доступностью, но и требованием обеспечить надежность конечных изделий – то самое MTBF). Как пра вило, производители «промышлен но ориентированных» чипов – это

компании с известным рыночным именем. За надежность и уверен ность в завтрашнем дне, разумеет ся, надо платить. Но конечный по требитель, приобретая более доро гой продукт, как ни парадоксально это может показаться на первый взгляд, экономит на стоимости вла дения в долгосрочной перспективе, ведь сокращаются расходы не толь ко на приобретение системы авто матизации, но и на ремонт, модер низацию, обслуживание, а также на простои объекта автоматизации по причине неработоспособности системы (рис. 3). Развивая и совершенствуя ли нейку своей продукции, произво дитель неминуемо вынужден при менять новые схемотехнические решения. Для гарантии совмести мости необходимо, чтобы эти из менения нивелировались операци онной системой ПЛК и не прояв лялись на уровне взаимодействия контроллера с пользовательской программой. Одним из путей обес печения этого требования является

Фаза запуска: 3–5 лет

применение технологии виртуаль ной машины. Суть технологии со стоит в том, что среда разработки пользовательского ПО в качестве кода на выходе порождает не набор исполняемых инструкций процессо ра, а интерпретируемый псевдокод, который впоследствии исполняется виртуальной машиной в ПЛК. По добным образом, например, работа ет Java-машина, обеспечивая функ ционирование программного кода независимо от аппаратной платфор мы и даже от операционной систе мы компьютера. Такая технология, обеспечивая кроссплатформенность ПО и потенциально лучшую защи щенность системы, требует более серьезных аппаратных ресурсов, нежели непосредственное исполне ние машинного кода. Кроме того, по мере усложнения современные системы автоматизации предъяв ляют все более жесткие требова ния к таким ресурсам ПЛК, как быстродействие, объем оператив ной и флеш-памяти для хранения архивных файлов и различных ре сурсов пользовательской программы (например, веб-интерфейса). Ком пания «Сайа Бургесс» пошла по пути обеспечения максимальной универ сальности, совмещенной с солидным запасом критически важных аппа ратных ресурсов. Благодаря исполь зованию описанной технологии, все линейки ПЛК компании програм мно совместимы, конфигурируются и программируются в единой среде PG5 (рис. 4). Для разработчика при кладного ПО это чрезвычайно важ но и удобно. Поскольку операционная си стема контроллера взаимодействует непосредственно с его аппаратными ресурсами, для обеспечения высо кого качества решения желателен

Фаза обслуживания >5 лет

Фаза поддержки продукта >10 лет Жизненный цикл ПЛК Saia® PCD2 – от 18 до 25 лет

Фаза смены продукта Поколение программно совместимых преемников

Рис. 3. Жизненный цикл продуктов Saia®. Оборудование представлено на рынке не менее 15 лет

Средства автоматизации проблем системным интеграторам, берущимся за модернизацию таких систем. Чтобы проиллюстрировать пре имущества ответственного подхода, приведем пару примеров из прак тики «Сайа Бургесс», когда компа нии пришлось заниматься модер низацией устаревших систем авто матизации на реальных объектах.

Рис. 4. Единая среда конфигурирования и разработки – существенный и очевидный плюс для системного интегратора

венности генераций оборудования, не заботиться о его жизненном цикле, о подборе особо надежной элементной базы и оптимизации схемотехнических решений. Дей ствительно, в краткосрочной пер спективе на отказе от данных эта пов разработки можно серьезно сэкономить, предложив потребите лям продукт по значительно более низкой цене. Ну а раз на рынке есть подобное предложение, то, очевид но, оно подкрепляется спросом. Иными словами, на рынке при сутствуют системные интеграторы, предпочитающие не отвечать за от даленные последствия своей дея тельности. А они могут обернуться большими неприятностями для клиентов, а также доставить немало

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

контроль производителя ПЛК над всем циклом производства продук та – от выбора схемотехнических решений и подбора элементной базы до модификации ПО нижнего уров ня. Только в этом случае решения будут действительно оптимальными и эффективными. Кроме того, в дан ном случае мы получаем и полный контроль над жизненным циклом изделия, избавляясь от фактора за висимости от поставщиков аутсор синговых услуг в лице поставщиков отдельных компонентов решения. «Сайа Бургесс» – это разработчик аппаратной платформы и ПО всех уровней «в одном флаконе». Ком пания не только полностью контро лирует вопросы взаимной совмести мости и преемственности линеек серийных изделий, но и в состоянии осуществлять разработки, направ ленные на удовлетворение индиви дуальных потребностей клиентов. Компания «Сайа Бургесс» га рантирует, как минимум, 15‑летний жизненный цикл произведенных ею ПЛК. По истечении этого срока компания не рекомендует продукт к использованию в новых проек тах, но это вовсе не означает отказ от технического сопровождения: даже спустя столько лет «Сайа Бур гесс» продолжает оказывать тех ническую поддержку покупателям и сохраняет на собственном складе резерв комплектующих, достаточ ный для осуществления любого ре монта изделий. Существует и подход к произ водству ПЛК, основанный на совер шенно другой стратегии: «не замо рачиваться» обеспечением преемст

Модернизация системы Медицинского академического центра (AMC) в Амстердаме Академический центр в столице Нидерландов – место работы при близительно 8 тысяч сотрудников. В единый комплекс связаны учеб ные аудитории, медицинские и ла бораторные корпуса, способные вместить одновременно до 15 тысяч человек. Автоматизация зданий ре ализована на 320 контроллерах Saia PCD, обслуживающих около 18 ты сяч точек ввода/вывода. Таким обра зом, это очень масштабный проект (рис. 5). В различных подсистемах комплекса было задействовано также оборудование Honeywell и Siemens. Когда пришло время модернизиро вать установленные 15 лет назад сис темы на базе контроллеров Saia, в це лях оптимизации и экономии было решено по возможности использовать существующую ИT-инфраструктуру. Компания – системный интегратор, выполняющая данную работу, была приятно удивлена тем, как просто

Рис. 5. Проект реконструкции AMC: «ветераны труда» – контроллеры Saia® PCD4 и PCD2 – исправно работают спустя 15 лет

Средства автоматизации

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

и органично удалось перейти на но вую, более производительную плат форму Saia PCD. По признанию ее сотрудников, такого положитель ного опыта они не имели ни с од ним другим брендом в области ав томатизации. Вследствие чего было принято решение при модерниза ции систем, построенных на базе ПЛК других производителей, за менить старое оборудование также контроллерами серии Saia PCD3 и веб-панелями визуализации в ка честве интерфейсной части. В итоге заказчик получил сбалансирован ное решение, имеющее все задатки для долгой и эффективной жизни.

Модернизация цеха производства сыров компании Bustaffa Еще один яркий пример эф фективной системы автоматизации с долгим жизненным циклом и хо рошей адаптивностью – проект, ре ализованный для компании Bustaffa, которая является одним из ведущих производителей сыров в Италии. На производстве трудится около ты сячи человек, ежедневно выпуска ется порядка 24 тонн сыров. Оборот компании составляет около 400 мил лионов евро в год (рис. 6). На фа брике компании еще в 1989 году была установлена и бесперебойно функционировала система автома тизации на базе шестидесяти конт роллеров Saia PCD. 8350 точек вво да/вывода обрабатывались данной системой, эксплуатируемой на про тяжении всех этих лет в непре рывном круглосуточном режиме (рис. 7). В 2008 году в результате наводнения часть оборудования вышла из строя. Надо сказать, что, несмотря на затопление гряз ной водой, 14 контроллеров Saia PCD6 сохранили работоспособ ность. Тем не менее было принято решение не просто восстановить, но полностью модернизировать систему автоматизации. Владелец компании Bustaffa предполагал, что при модернизации придется столкнуться с серьезными пробле мами, потребуются значительные капитальные вложения. Также он был морально готов к миллионным убыткам в результате длительного простоя технологических линий. Дело усугублялось еще и тем, что проект носил срочный характер –

Рис. 6. Производственная линия завода Bustaffa

Рис. 7. Реконструкция системы автоматизации Bustaffa: как было раньше

Рис. 8. Реконструкция системы автоматизации Bustaffa: как стало теперь

Средства автоматизации

Необходимость защищенности сетевых решений Устройства автоматизации, ин тегрированные в ИТ-инфраструк туру, обмениваются данными через открытые сети, поэтому являются потенциально уязвимыми элемента ми. Для защиты данных в таких сетях часто используют технологию тунне лирования потоков данных от одно го узла к другому, называемую VPN (от англ. Virtual Private Network – вир туальная частная сеть). Это позволяет достаточно надежно защитить при ватную информацию на уровне ИТинфраструктуры: данные по кана лу VPN передаются в зашифрованном виде, и для их перехвата злоумыш ленник должен знать открытый ключ PSK. Таким образом, степень надеж ности защиты данных определяется сложностью ключа шифрования. Вот простая иллюстрация того, как стойкость пароля веб-сервера зависит от его длины:

4 символа: 364 = 1 679 616 ком бинаций. Для взлома потребуется примерно 280 минут (при 100 по пытках в секунду); 8 ``8 символов: 36 = 2 821 109 907 комбинаций. Потребуется примерно 895 лет (при 100 попытках в секунду). Внедряя устройства автомати зации в корпоративные компью терные сети и предоставляя доступ к ним по открытым протоколам типа HTTP или FTP, производитель ПЛК со своей стороны тоже обязан забо титься о сетевой безопасности. Какие механизмы ее повышения реализова ны на уровне контроллера Saia PCD? ``Защита паролем, обязательная по умолчанию; ``возможность защиты паролем загрузки прикладной программы в ПЛК; ``разграничение прав доступа к фай ловой системе и веб-серве ру на основе механизма групп (до 100 пользователей с настраиваемы ми правами); ``фильтр IP-адресов с возмож ностью «белой» и «черной» филь трации; `` хранение базы паролей в зако дированном виде – пароль невоз можно восстановить из его хеш-кода. И в заключение несколько слов о концепции душевной гармонии в автоматизации. Согласно концепции «Сайа Бур гесс», хорошая система автоматиза ции должна удовлетворять, как ми нимум, четырем критериям. 1. Открытость стандартов и техно логий, на которых базируется оборудо вание для автоматизации, определяет его взаимную совместимость с обору дованием и ПО других производителей. 2. Преимущественное использо вание отлаженных, знакомых поль зователю технологий и базирование системы автоматизации на суще ствующей инфраструктуре (напри ``

мер, использование имеющихся се тей Ethernet, а также возможность непосредственного импорта данных из системы автоматизации в распро страненные офисные приложения). Выполнение этого условия обеспечи вает легкость интеграции в готовую ИТ-инфраструктуру, а также сниже ние затрат на требующееся програм мное обеспечение. 3. Как следствие п. 2, прикладное программное обеспечение легко ад министрируется, адаптируется и мас штабируется на всех уровнях сис темы, и благодаря этому снижается уровень требований к поставщику решений. 4. Аппаратные компоненты име ют ту же продолжительность жизнен ного цикла, что и система в целом, благодаря чему конечный пользова тель гарантированно получает все виды поддержки и сервиса на протя жении всей жизни системы. Нельзя утверждать, что все пе речисленное само по себе гаранти рует высокую степень соответствия требованиями заказчика, но можно с уверенностью сказать, что без вы полнения этих условий никакие уси лия интегратора не приведут к успе ху. Упомянутые аспекты – составные части успешной реализации задач клиента в видении «Сайа Бургесс» – складываются в единую картину, ставшую философией компании. Автоматизация в соответствии с кон цепцией душевной гармонии – «дао» тех, кто заботится о будущем сво их клиентов и не хочет стыдиться результатов своей работы. Самое интересное, что подобный подход, а фактически бизнес-модель, осно ванная на здравом смысле, не требует каких-то непомерных материальных вложений и в долгосрочной перспек тиве приносит несомненную выгоду не только клиентам, но и компаниипроизводителю техники. Ю.В. Широков, «Сайа Бургесс Контролз Рус», г. Москва, тел.: (495) 744-0910, e‑mail: info@saia-burgess.ru, www.saia-burgess.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

технические решения приходилось принимать и «обкатывать» прямо на ходу – кошмар системного ин тегратора. Но благодаря хорошей совместимости оборудования Saia и его способности к взаимной ин теграции затраты составили лишь малую долю от того, что ожидалось, а простой производства был прак тически исключен вовсе. В про цессе модернизации 14 устаревших контроллеров Saia PCD6 (отслу живших около 20 лет) были замене ны семью новыми системами Saia PCD3. При этом, что крайне важ но, прикладное программное обес печение было портировано без су щественной переделки, а новая си стема приобрела ряд полезнейших свойств, обусловленных поддерж кой новыми контроллерами Saia стандартной ИТ-функционально сти (рис. 8).

Средства автоматизации

GSM-терминалы Cinterion BGS5T, EHS5T и EHS6T: качество, производительность и Java-платформа В статье рассказано о новых терминалах BGS5T, EHS5T и EHS6T от ведущего мирового производителя GSM-устройств Cinterion (Германия). Все терминалы выполнены со встроенной Java-платформой и позволяют запускать Java-приложения, а также переносить их на другие платформы (М2М‑устройства).

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург возможностями по интеграции с существующими системами, а также для модернизации старых автоматизированных систем учета (АСКУЭ, АСКУТР и т. п.). Многофункциональность сказалась на размерах. На корпусе терминала предусмотрены направляющие для монтажа на DIN-рейку 35 мм или С-образного профиля и крепежные отверстия,

расположенные так же, как у продукции предыдущего поколения MC35/52/BGS2T. Технические характеристики BGS5T, EHS5T и EHS6T приведены в табл. 1. Выполненные в прочных пластиковых корпусах одинаковых габаритов и цветовой гаммы с mini-SIM считывателем терминалы работают в широком диапазоне

Таблица 1. Технические характеристики GSM-терминалов Cinterion BGS5T, EHS5T и EHS6T Технические характеристики Частотный диапазон, МГц

Передача данных Watchdog

BGS5T

EHS6T (USB/LAN)

EHS5T

GSM: 850/900/1800/1900

3G: 800/850/900/1900/2100 GSM: 850/900/1800/1900

3G: 900/2100 GSM: 900/1800

GPRS class 12 GPRS: до 85,6 Кбит/с CSD, USSD, transparent GPRS Java + external (по RS‑232)

RS‑232, 3 × GPIO, I2C, антенный разъем SMA (f), питание RJ11 (6P6C), mini-SIM 1,8 В и 3,0 В, micro-SIM (опционально), 2 LED-индикатора, высокоскоростной последовательный интерфейс ASC1, USB 2.0

Java ME 3.2, память: 5 MБ RAM, 10 MБ Flash

Обновление по беспроводному каналу Питание, В Рабочая температура, °C Размеры, мм Вес, г

Java + external (по RS‑232)

RS‑232, 20 × GPIO, I2C, SPI, антенный разъем SMA (f), питание RJ11 (6P6C), mini-SIM 1,8 В и 3,0 В, micro-SIM (опционально), 2 LED-индикатора, высокоскоростной последовательный интерфейс ASC1 EHS6T USB: USB 2.0 EHS6T LAN: Ethernet (RJ‑45)

RS‑485, 20 × GPIO, I2C, SPI, антенный разъем SMA (f), питание RJ11 (6P6C), mini-SIM 1,8 В и 3,0 В micro-SIM (опционально), 2 LED-индикатора, высокоскоростной последовательный интерфейс ASC1 USB 2.0

TCP/UDP сервер/клиент, DNS, ping, FTP, HTTP, SMTP, POP3

Протоколы

JAVA™

Java + external AT-команды TCP/IP Java-приложения

Управление

Интерфейсы

HSPA: до 7,2 Mбит/с (DL) 5,7 Mбит/с (UL) EDGE/GPRS class 12 CSD, USSD, transparent

Java ME 3.2, память: 6 MБ RAM, 8 MБ Flash

Java ME 3.2, память: 2 MБ RAM, 4 MБ Flash

безопасное TCP/IP соединение TSL/SSL (TSL1.2), многопоточность программирования и запуск нескольких апплетов одновременно, FOTA +

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

GSM-терминалы Cinterion уже давно и прочно заняли лидирующее место на рынке беспроводной М2М‑телеметрии Европы и России и успешно интегрированы с миллионами функционирующих М2М‑систем. Все GSM-терминалы изготавливаются на производственной линии в г. Лейпциг (Германия). Терминалы созданы на базе модулей, поставляемых по всему миру. Для продукции Cinterion характерно высокое качество и низкий процент брака. Компания оказывает своевременную техническую поддержку, качественное сервисное сопровождение и подробно документирует все возможности. Терминалы Cinterion производятся с конца ХХ века и за эти годы претерпели значительные изменения, пройдя путь: ``от коммутируемого соединения в сетях 2G до высокоскоростной пакетной передачи данных в сетях третьего поколения; ``от простой к «умной» передаче данных; `` от однозадачной Java к современной высокоэффективной и многопоточной платформе. На что же способны новые терминалы? Сегодня недостаточно просто передать данные из пункта А в пункт Б. Рынок диктует более высокие требования: быстрота, защищенность, надежность и многофункциональность. Все это заложено в новых продуктах Cinterion. Представляем современный GSM-терминал с широкими

8…30 -30…+65 115 × 86 × 26 130

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Средства автоматизации

Рис. 1. GSM-терминал Cinterion BGS5T

Рис. 2. GSM/3G-терминал Cinterion EHS5/6T

Рис. 3. GSM/3G-терминал Cinterion EHS6T LAN

температур от –30 до +65 °C и питаются от источников постоянного тока напряжением от 8 до 30 В.

(DL), а также разнообразием интерфейсов (табл. 1). Разработанные на инновационных 3G-модулях терминалы имеют встроенную Javaплатформу Java ME 3.2 и способны передавать данные по защищенным каналам связи с TLS/SSL-шифрованием. Подробнее возможности Java мы рассмотрим ниже. Внешний вид новых терминалов приведен на рис. 2. EHS6T выпускаются в двух модификациях: EHS6‑T USB и EHS6‑T LAN (рис. 3) – с интерфейсами USB и Ethernet соответственно. Высокие скорости обмена данными по USB/Ethernet позволяют использовать терминалы для быстрой передачи данных с подключенного устройства на сервер.

С помощью Java-приложений можно реализовать свои задачи, расширив функциональность терминалов, например: ``удаленное управление датчиками (из любой точки мира, которая находится в зоне покрытия GSM-сетей), подключенными по GPIO; ``оповещение пользователя посредством СМС-сообщений о событиях, фиксируемых дискретными или аналоговыми датчиками; `` организация защищенных каналов связи благодаря TLS/SSLшифрованию (https) и т. п.

GSM-терминалы BGS5T Все течет, все изменяется. Выпускаемые с 2005 года терминалы TC65T и сегодня работают в разных уголках нашей страны и мира. Но им на смену появились 2G-терминалы BGS5T. Cinterion представляет данную модель как ‘succsessor’ (улучшенный и дополненный вариант) TC65T. Аналогичный шаг уже был сделан несколько лет назад при переходе с MC35iT на MC52iT. Новый терминал экономичнее по питанию и так же, как и TC65T, оснащен последовательным интерфейсом RS‑232 (разъем DB9), который используется как интерфейс данных и команд. На корпусе имеются 8‑ и 12‑контакт ные разъемы с выводами GPIO, интерфейсом I²C и аналоговым ADC; разъем интерфейса USB 2.0 HS (используется как интерфейс данных и команд, но только в режиме ведомого устройства, а также для обновления встроенного ПО). Встроенный аппаратный сторожевой таймер (watchdog) позволяет отслеживать состояние и выполнение внутренних процессов, перезагружать модем в случае необходимости. Наряду с Java МЕ 3.2, возможностью проверки сетевых соединений с помощью эхо-запросов (ping), сторожевой таймер имеется и в других новых терминалах: EHS5T и EHS6T. 3G-терминалы EHS5T и EHS6T Новые 3G-терминалы Cinterion относятся к новейшему поколению GSM-терминалов серии Evolution, которое отличается высокой скоростью передачи данных (HSPA) – до 7,2 Мбит/с (UL) и до 5,76 Мбит/с

Применение Терминалы используются в системах удаленного считывания показаний счетчиков (АСКУЭ, АСКУТР и т. п.), диспетчеризации (мониторинга), в банковской сфере, системах безопасности и др. Встроенная Java-платформа позволяет с помощью написанных и запущенных приложений соединить все элементы М2М‑системы: от GSM-терминалов и датчиков/счетчиков до «облачной» платформы SensorLogic или аналогичной (рис. 4).

Java и Cinterion: особенности и преимущества Java занимает второе место в ежемесячном рейтинге популярности языков программирования Tiobe Programming Community Index и является одним из самых распространенных языков, почти наравне с Си. Java – объектно-ориентированный кроссплатформенный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems. Java-приложения обычно компилируются в специальный байт-код и работают на любой виртуальной Java-машине (JVM) вне зависимости от компьютерной архитектуры.

Рис. 4. Обобщенная схема применения

Средства автоматизации

Благодаря этому легче переносить их на другие М2М‑устройства. Компания Cinterion выпускает программный инструментарий CMTK (Cinterion Mobility Toolkit), интегрируемый со свободно распространяемой средой разработки Java IDE Netbeans (Oracle) или Eclipse (IBM). Откомпилированные Java-приложения сохраняются в виде файлов *.jar. С помощью пакета Module Exchange Suite (MES) или по радиоканалу производится копирование файла *.jar во флеш-память терминала (GSMмодуля). Наличие файла *.jad также является обязательным. В jad-файле содержится информация о фактическом содержимом соответствующего jar-файла (включая имя файла, размер, версию и т. д.). С помощью АТкоманды AT^SJMSEC можно управлять безопасностью доступа к файловой системе, ограничивать запуск мидлетов и отклонять небезопасные сетевые подключения к терминалу (мидлету). На рис. 5 представлены основные Java-компоненты новых терминалов. Терминалы Cinterion в комплексе с Java представляют мощный инструмент разработки М2М‑решений для системных интеграторов благодаря следующим преимуществам: ``cвободно распространяемому (бесплатному) компилятору;

``встроенной флеш-памяти (8 МБ – в EHS6T, 4 МБ – в EHS5T, 10 МБ – в BGS5T); `` собственным библиотекам (API). Все интерфейсы, в том числе USB, стали доступны через Java API в новых терминалах Cinterion; ``постоянно совершенствуемому программному инструментарию CMTK; ``многозадачности и мультиапплетности, которые играют немаловажную роль в современных программных мобильных решениях. В терминалах одновременно можно запускать несколько многопоточных мидлетов; ``возможности передачи данных между мидлетами; `` высокому уровню безопасности Java-приложений, который обеспечивается защитой: от несанкционированного запуска и копирования; от запуска нескольких приложений; передачи данных по беспроводным каналам связи благодаря протоколам шифрования TLS/SSL (https, защищенные соединения), сертификату X.509 и др.; ``возможности удаленной установки, обновления или удаления мидлетов – OTAP (Over The Air

Заключение GSM-терминалы Cinterion BGS5T, EHS5T и EHS6T являются высокоэффективным надежным решением, воплотившим в себе немецкое качество, накопленный многолетний опыт, высокопроизводительную аппаратную часть, разнообразие интерфейсов и Java-платформу. Java ME позволяет в максимальной степени расширить функциональные возможности GSM-устройств, при этом открытая среда разработки Java сегодня наиболее перспективна. Благодаря огромному числу программистов в России и в мире Java позволяет легко находить специалистов для создания приложений. Для получения опытных образцов новых терминалов обращайтесь в компанию «Евромобайл», которая является официальным дистрибьютором Gemalto M2M (Cinterion) в России и странах СНГ. Источники 1. Terminals // Gemalto NV : [сайт]. URL: http://m2m.gemalto.com/products/ terminals.html (дата обращения: 10.03.2014). 2. Cinterion Java Terminals. Hardware Interface Description v01. 2013. 3. 3G-модемы // ЕвроМобайл : [сайт]. URL: http://www.euromobile.ru/proizvoditeli/ cinterion (дата обращения: 10.03.2014). 4. Н.Е. Коротких. Передовые Javaмодули Cinterion // Беспроводные тех нологии. 2013. № 3.

Н. Е. Коротких, ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург, тел.: (800) 555-7576, e‑mail: info@euroml.ru, www.euromobile.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 5. Java-компоненты EHS5T

Provisioning – по «воздуху») по беспроводным GPRS/3G/CSD-каналам. Запуск производится с помощью ATкоманды или СМС с парольной защитой. Имеется возможность отслеживания процесса по последовательному интерфейсу, а также передачи на сервер «кода», операции удаления с перезапуском модуля и пошагового обновления малых фрагментов кода; ``возможности отлаживать мидлеты в интегрированной среде разработки (NetBeans/Eclipse) на ПК. Для этого терминал подключается к ПК по USB-интерфейсу (или RS‑232). Мидлеты можно редактировать, компилировать, отлаживать и запускать с ПК.

Средства автоматизации

Применение модемов АТМ2 в сфере ЖКХ Компания iRZ является разработчиком и производителем современного решения, предназначенного для насущных задач в сфере ЖКХ. В статье приведена подробная информация о возможностях и преимуществах линейки модемов iRZ ATM2, а также о программных продуктах компании, разработанных для работы с устройствами.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Группа компаний «Радиофид», г. Санкт-Петербург, официальный дистрибьютор iRZ в России

Жилищно-коммунальное хозяйство является важнейшей и одной из самых больших отраслей экономики Российской Федерации. В компетенцию сферы ЖКХ входит огромное количество задач. Помимо капитального и текущего ремонта зданий и коммуникаций, благоустройства и уборки территорий, утилизации мусора, это также тепло-, газои энергоснабжение. В связи с широким полем деятельности необходимы решения, которые помогут сделать рабочий процесс простым и максимально эффективным. В настоящее время в Российской Федерации эксплуатация объектов в сфере ЖКХ сопровождается большими потерями ресурсов. Важнейшей задачей на пути к обеспечению устойчивого экономического развития всех подотраслей жилищно-коммунального комплекса является рациональное использование и грамотный, систематизированный учет всех коммунальных ресурсов. Для решения данной задачи сегодня успешно используются разного рода системы автоматизации, диспетчеризации, учета и контроля расхода ресурсов, которыми насыщен рынок АСУ/АСКУЭ/АИИС. GSM-технологии для автоматизированных систем учета коммунальных ресурсов Алгоритм работы автоматизированных систем учета следующий: показания с удаленных устройств

(мерные датчики, тепловычислители, электросчетчики и прочие системы телеметрии и телемеханики) передаются на выделенный сервер, после чего вся информация открыта для пользователей, имеющих к ней доступ. Все чаще обмен данными осуществляется посредством беспроводных GSM-технологий, поскольку они отличаются простотой внедрения и эффективностью в работе. Можно сформулировать основные требования по созданию и внедрению оборудования для систем автоматизации в сфере ЖКХ: высокая надежность оборудования и ПО; низкая стоимость; простота проектирования и технического обслуживания; возможность поэтапного наращивания проекта.

Учитывая все перечисленные условия, компания iRZ предлагает конкурентоспособное решение для ЖКХ, которое максимально отвечает предъявляемым требованиям. Основные возможности линейки модемов iRZ ATM2 В качестве оборудования для создания каналов передачи данных АСУ/АСКУЭ/АИИС предлагается линейка модемов iRZ ATM2, которые представляют собой компактные двухдиапазонные (900/1800 МГц) GSM/GPRS-модемы. iRZ ATM2 поддерживают следующие технологии передачи данных: GPRS; CSD; СМС. Устройства взаимодействуют как с обычным сервером, так и со спе-

Рис. 1. Осуществление обмена данными между удаленными устройствами и заинтересованной организацией

Средства автоматизации устойчивость к сбоям при обновлении встроенного программного обеспечения; диапазон рабочих температур от –40 до +65 °C; возможность крепления на DINрейку. Простота настройки и эксплуатации модемов iRZ ATM2 Настройка оборудования – очень важный момент в развертывании систем автоматизации. Обычно при развертывании системы связи требуется задавать большое количество настроек и режимов. От этого никуда не деться, но можно постараться облегчить данный процесс, сделать его более наглядным и понятным, уйти от АТ-команд и прочих сложностей, нередко понятных только программистам. Настройка модемов iRZ ATM2 производится с помощью программы ATM Control с интуитивно понятным графическим интерфейсом, хотя и любители AT-команд могут не огорчаться – таким способом модем тоже можно настроить. Интерфейс программы ATM Control построен от простого к сложному. Так, для того чтобы модем вышел на связь с сервером, достаточно сделать ряд основных настроек. Для более детальных установок в режимах работы модема предусмотрен раздел дополнительных настроек. Сделанные для модема настройки можно сразу же применить и сохранить в файл, например, для настройки следующих модемов. Здесь следует остановиться на возможности быстрой настройки большого количества модемов. Программа ATM Control позволяет устанавливать заранее сделанные настройки с помощью одной кнопки. Надо отметить, что настройка модемов производится через интерфейс USB, а это позволяет забыть о COM-портах и всевозможных переходниках. Еще одним интересным моментом является возможность изменять параметры модема удаленно через приложение iRZ Collector (если используется решение iRZ Collector). При этом все настройки производятся в ATM Control и сохраняются в файле, а на модем передаются через сервер iRZ Collector по GPRSканалу. Изначально модем может

быть установлен на объекте вообще без предварительной настройки. Для ввода модема в эксплуатацию требуется отправить на него СМСсообщение с адресом сервера iRZ Collector. Модем, приняв такое сообщение, выйдет на связь с указанным сервером. Далее оператору достаточно указать в диспетчерском приложении файл с настройками для этого модема, и они будут переданы, после чего модем будет готов к полноценной работе. Установка модема часто связана с правильным выбором месторасположения антенны, необходимым для того, чтобы уровень сигнала был достаточным для нормальной работы системы. Обычно для контроля уровня сигнала требуется подключить к модему компьютер (ноутбук) и запустить специализированные программы. В iRZ ATM2 предусмот рен специальный режим индикации уровня GSM-сигнала с помощью встроенных светодиодов, при этом не нужно никакого дополнительного оборудования, что значительно облегчает процесс выбора места установки антенны. В сложных ситуациях, когда не понятны проблемы, вызывающие отсутствие связи модема с сервером, iRZ ATM2 позволяет в реальном времени через USB-интерфейс наблюдать процессы установления связи. При необходимости можно сохранить полученный лог в файл и отправить его в службу технической поддержки для детального анализа сложившейся ситуации. Надежность работы модемов iRZ ATM2 При разработке решений компания iRZ делает акцент на надежности, которую должно обеспечить их оборудование. Для этого в модеме применен ряд мер, позволяющих снизить вероятность отказа в системе связи. Встроенный в модем микропроцессор контролирует работу GSMмодуля и обеспечивает его своевременную перезагрузку. Кроме того, iRZ АТМ2 оснащен дополнительными настраиваемыми сторожевыми таймерами. В модемах iRZ ATM2 предусмот рена возможность резервирования каналов GSM-связи. Резервирование каналов связи может осуществ-

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

циализированным сервером iRZ Collector. Модем линейки iRZ ATM2 может работать в любом из трех режимов: «клиент», «сервер» или «только CSD». В режиме «клиент» модем подключается к серверу сбора данных и передает ему информацию с внешнего устройства. В режиме «сервер» модем, наоборот, сам ожидает входящего подключения клиента на определенном порту (например, с компьютера диспетчера) и обрабатывает его. В режиме «только CSD» передача данных выполняется по CSD (голосовому каналу). Модемы iRZ ATM2 имеют дополнительные выводы (GPIO) для контроля и управления внешними устройствами. Модем может отправлять СМС-сообщения при изменении уровня сигнала на выводе, что позволяет удаленно контролировать подключенные внешние устройства. Состояние вывода можно изменить, отправив СМС-команду на модем, что позволяет удаленно управлять внешними устройствами. Модемы могут устанавливать связь с сервером по заданному расписанию, по звонку или СМС-команде либо оставаться на связи постоянно. В модемах реализован ждущий режим, в котором поддерживаются все функции, кроме подключения к сети GPRS. При этом модем остается зарегистрированным в GSM-сети, возможны звонки и СМС-сообщения, также поддерживается работа внешних выводов GPIO, работа сторожевых таймеров и переход на главную сим-карту. Ждущий режим обеспечивает экономию трафика и потребляемой модемом электроэнергии. Данный режим применяется, если не требуется постоянная работа в режиме онлайн. Помимо вышеизложенного, модемы iRZ ATM2 обладают следующими характеристиками: прозрачный TCP/IP-to-COM, Modbus (RTU, ASCII); интерфейсы RS‑485/422/232 и GPIO (в том числе силовой выход до 500 мА с возможностью питания стороннего оборудования); работа с несколькими IP-адресами – резервирование интернетпровайдера; доступ с территориально разнесенных диспетчерских постов; два вида сторожевых таймеров;

Средства автоматизации

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 2. Применение модемов iRZ ATM2 в сфере ЖКХ

ляться на различных уровнях. Для уменьшения зависимости от качества услуг одного мобильного оператора в модеме могут использоваться две сим-карты. Например, можно использовать сим-карты разных операторов или использовать различные тарифы для создания наиболее выгодного ценового решения. Переключение на вторую симкарту автоматически активируется в случае невозможности передачи данных по первой. Также возможно чередовать сим-карты по расписанию, выбирая оптимальный тариф в зависимости от времени. Случается, что GPRS-связь недоступна по тем или иным причинам, однако голосовой канал при этом сохраняет свою работоспособность. Для осуществления передачи данных в такой ситуации будет полезен CSDрежим работы модема iRZ ATM2. Функции этого режима настраиваются, а для ограничения доступа могут быть заданы телефонные номера, с которых разрешен дозвон. Модемы поддерживают функцию отправки СМС-сообщения, информирующего о потере GPRS-со единения. В случае потери GPRS-соединения и его отсутствия в течение установленного интервала времени

модем отправит на заданный телефонный номер СМС-сообщение об ошибке. В режиме «клиент» модем устанавливает связь с заданным интернет-адресом сервера. У провайдера, обеспечивающего связь сервера с Интернетом, могут возникнуть сбои, что в свою очередь приведет к недоступности данных от удаленных модемов. Для решения этой проблемы в модеме iRZ ATM2 предусмотрена возможность работы с несколькими адресами серверов, что в ответственных проектах позволит воспользоваться услугами двух разных провайдеров на стороне сервера. Модем при невозможности установки связи с одним адресом сервера попытается установить соединение с резервным адресом. Программное обеспечение модемов тщательно тестируется перед тем, как запрограммировать устройства, однако существует потенциальная опасность обнаружения недочетов, что потребует изменения этого программного обеспечения. Модемы iRZ ATM2 поддерживают смену встроенного программного обеспечения, причем как непосредственно с компьютера, так и удаленно с сервера iRZ Collector. В этих модемах

всегда сохраняется заводское программное обеспечение, и в случае сбоя обновления устройство не потеряет свою работоспособность. Программные продукты для работы с модемами iRZ семейства ATM Для локальной настройки, обновления встроенного программного обеспечения и тестирования работоспособности модемов iRZ семейства ATM используется программа настройки ATM Control. Программа имеет простой и удобный интерфейс, для работы с ней не требуется специальных навыков. Программа ATM Control упрощает настройку модемов с одинаковыми параметрами: настройки, заданные в ней, можно сохранить в файл на компьютере для дальнейшего использования или редактирования. Для объединения удаленных устройств в единую информационную систему может применяться серверное программное обеспечение iRZ Collector. Программа устанавливается на сервер сбора данных и обеспечивает взаимодействие между всеми составляющими цепочки «модемы с подключенными к ним внешними устройствами ↔ сервер сбора данных ↔ диспетчерский центр».

Средства автоматизации Все программные продукты компании iRZ, а также актуальные версии прошивок доступны на официальном сайте www.irz.net. Заключение Модемы iRZ ATM2 максимально адаптированы для выполнения широкого диапазона задач, которые ставит сфера ЖКХ. Благодаря своим характеристикам модемы применяются в таких процессах автоматизации и учета, как: передача данных от различного рода счетчиков и приборов учета с портами RS‑485/422/232 (на порт RS‑485 можно подключить до 32 счетчиков, но при определенных условиях их количество может быть увеличено); управление различного рода реле;

работа в комплексе с датчиками движения, дыма, газа, протечек, вскрытия помещения. Выбор оборудования iRZ АТМ2 основан на следующих параметрах: высокое качество и надежность эксплуатации в различных условиях; адекватная стоимость оборудования; квалифицированная техническая поддержка; постоянный мониторинг и прогнозирование рынка. Модемы iRZ ATM2 позволяют обеспечить надежный и быстрый обмен данными, объединяя все удаленные устройства в единую информационную сеть. Эффективная работа такой системы – это значимый вклад в развитие всего сектора жилищно-коммунального хозяйства.

П. В. Маликова, технический писатель, Официальный дистрибьютор iRZ в России Группа компаний «Радиофид», г. Санкт-Петербург, тел.: (812) 318-1819, e‑mail: office@radiofid.ru, www.radiofid.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Программа настройки и диспетчеризации iRZ Collector применяется для первоначальной настройки модемов, сбора статистики по ним, удаленной настройки и удаленного обновления встроенного программного обеспечения модемов системы. Программа поддерживает многопользовательность: ее можно установить на несколько различных компьютеров и работать одновременно на всех этих компьютерах с устройствами системы. Она может быть установлена как в центре сбора данных и диспетчеризации, так и на любом персональном компьютере, операционная система которого поддерживает работу программы. Таким образом, пользователь может организовать работу всей системы наиболее удобно для себя.

Средства автоматизации

ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 – российский калибратор унифицированных сигналов с широкими функциональными возможностями Научно-производственное предприятие «Элемер» разработало многофункциональный калибратор-измеритель унифицированных сигналов со встроенным программным обеспечением. Этот прибор способен стать ядром рабочего места инженера-метролога.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ООО НПП «ЭЛЕМЕР», г. Москва, Зеленоград

В феврале 2014 года научно-производственное предприятие «ЭЛЕМЕР» получило свидетельство об утверждении типа средств измерений (СИ) на новую разработку – калибратор-измеритель унифицированных сигналов прецизионный ЭЛЕМЕРИКСУ‑2012. Прибор внесен в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений с регистрационным номером 56318-14. НПП «ЭЛЕМЕР» – ведущий российский приборостроительный завод с 22‑летним опытом инновационных разработок средств измерений. Поэтому с первых лет деятельности предприятия приоритетной была задача метрологического обеспечения производства. Для ее решения специалистами компании был разработан ряд эталонных средств измерения, многие из которых впоследствии были выведены на рынок. Это и термометр цифровой эталонный типа ТЦЭ‑005/М2, и автоматизированная система поверки термометров АСПТ, и автоматизированный многоканальный комплекс поверочный АМК‑310 на основе эталонного калибратораизмерителя унифицированных сигналов ИКСУ‑2000. Надежный и широко известный прибор ИКСУ‑2000, разработанный НПП «ЭЛЕМЕР» на рубеже веков, конечно, уже неспособен полностью удовлетворить постоянно возрастающие требования метрологов

к функциональным возможностям эталонного оборудования. В новой разработке – калибраторе-измерителе унифицированных сигналов ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 – специалисты постарались учесть все пожелания многочисленных заказчиков компании и сделали ключевым свойством прибора его многофункциональность. Возможности ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑ 2012 выходят далеко за границы представления о привычных генераторах-измерителях сигналов термометров сопротивления (ТС) или термопар (ТП). В основе новой разработки лежит идея о создании прибора, способного стать ядром рабочего места инженера-метролога – специалиста в области теплофизических измерений. Кроме того, в ЭЛЕМЕРИКСУ‑2012 принципиально изменен подход к визуализации результатов измерения и организации управления прибором. Итак, калибратор-измеритель ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 – это прецизионный измеритель и генератор силы и напряжения постоянного тока, сопротивления постоянному току, сигналов ТС и ТП, унифицированных сигналов тока и напряжения, HART-коммуникатор и даталоггер. «И что здесь особенного?» – спросите вы. На первый взгляд все кажется обычным. Но это только на первый взгляд! Особенными являются функции встроенного прог-

раммного обеспечения ЭЛЕМЕРИКСУ‑2012, предназначенные для автоматизации труда метролога и снижения вероятности возникновения ошибки оператора. Прибор способен автоматически накапливать, хранить и применять результаты измерений поверяемых и внешних эталонных преобразователей температуры и давления, автоматически пересчитывать в физические величины унифицированные выходные сигналы приборов как отечественного, так и иностранного производства. Алгоритмы работы ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 в режиме поверки полностью соответствуют современным требованиям Государственных стандартов России. Прибор автоматически определяет соответствие метрологических параметров термопреобразователей сопротивления и термопар присвоенному классу, вычисляет погрешность датчиков давления и вторичных приборов, подготавливает данные для автоматического формирования протоколов поверки во внешнем ПО. Наличие встроенного HART-коммуникатора позволяет калибратору получать измерительную информацию от любых средств измерения, оснащенных цифровым протоколом HART, и управлять ими. В ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 реализованы современные возможности визуализации результатов измерений и вычислений. Цветной сен-

Средства автоматизации

сорный экран прибора с диагональю в 7 дюймов отображает цифровую и графическую информацию об эталонных и поверяемых средствах измерения, значениях измеряемых величин, уровнях входных и выходных сигналов, погрешности поверяемых приборов, состоянии контактов встроенных в приборы реле, служебную и измерительную информацию при работе с HARTсигналом и многое другое. Вводить данные и управлять прибором можно как с помощью сенсорного экрана, так и с использованием внешней клавиатуры и манипулятора мышь. Структура меню прибора проста и интуитивно понятна. Для каждого режима работы ЭЛЕМЕРИКСУ‑2012 разработана специальная экранная форма с индивидуальным цветовым оформлением. Всего можно выделить 4 основных режима работы: «измерение», «эмуляция», «поверка» и «HART-коммуникатор».

В режиме работы «поверка» в ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 передается значение от эталонного цифрового термометра или от эталонного преобразователя давления. Калибратор автоматически измеряет сигнал поверяемого преобразователя температуры и давления (НСХ, унифицированные сигналы силы или напряжения постоянного тока, цифровой сигнал по протоколу HART), сличает его с эталонным значением, автоматически рассчитывает погрешность и тестирует состояние реле (при необходимости). Алгоритм поверки (калибровки) средств измерения температуры реализован в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 8.461-2009 и ГОСТ 8.338-2002. ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 обеспечивает и автоматический расчет допусков для поверяемых термопреобразователей сопротивления и термопар согласно ГОСТ 6651-2009, ГОСТ Р

8.585-2001 в зависимости от заданного класса и эталонного значения температуры. При поверке вторичных приборов или проверке корректности работы какой-либо схемы измерений ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 может быть применен для одновременной эмуляции эталонного сигнала и измерения выходного сигнала вторичного прибора (унифицированный токовый сигнал или цифровой сигнал по протоколу HART). В режиме работы «HART-коммуникатор» ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 считывает значение основной переменной, поддерживает «универсальные» и «распространенные» команды протокола, обеспечивает возможность переконфигурирования, подстройки токового выхода, градуировки сенсора, записи и считывания информации и др. А для средств измерения с цифровым протоколом HART производства НПП «ЭЛЕМЕР» данное устройство

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

SSКалибратор-измеритель унифицированных сигналов ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012

Средства автоматизации

SSЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012: возможности и функциональность

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

поддерживает и специальные сервисные команды. Внешнее программное обеспечение, поставляемое в комплекте с ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑ 2012, способно автоматически формировать и выводить на печать протоколы поверки. Таким образом, калибратор-измеритель унифицированных сигналов прецизионный ЭЛЕМЕРИКСУ‑2012 в комплекте с другими

эталонными средствами измерения способен заменить собой несколько поверочных установок. Автоматизация работы метролога средствами встроенного и внешнего программного обеспечения ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑ 2012 сокращает время на выполнение поверки, объем бумажной работы и существенно снижает вероятность возникновения ошибок. При этом стоимость ЭЛЕМЕР-

ИКСУ‑2012 не превышает стоимости двух приборов отечественного производства, уступающих по своим функ циональным возможностям новой разработке, и в разы меньше стоимости импортных аналогов. НПП «ЭЛЕМЕР» приглашает опробовать новый калибратор-измеритель ЭЛЕМЕР-ИКСУ‑2012 в опытной эксплуатации, для чего может предоставить прибор бесплатно.

Д.Д. Дроборов, ведущий специалист направления «Метрологическое оборудование» ООО НПП «ЭЛЕМЕР», 124489, Москва, Зеленоград, пр-д 4807, д. 7, стр. 1, тел.: (800) 100-5147, (495) 988-4855,  (495) 925-5147, (495) 987-1238, e‑mail: для заявок на продукцию:  elemer@elemer.ru, для вопросов в службу технической поддержки:  vopros@elemer.ru

НОВОСТИ

ЛПА-151 – программируемый нормирующий преобразователь с функцией искрозащиты Прием, преобразование и линеаризация сигнала от термопреобразователей сопротивления (ТС) и термопар в выходной унифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА.

бесплатно. Кроме того, конфигуратор позволяет ознакомиться с базовым функционалом в автономном режиме, без подключения устройства. Загрузить программное обеспечение и документацию на него, а также ознакомиться с различными вариантами схем подключения Вы можете на сайте www.lpadevice.ru. Высокая точность измерений и высокая надежность обеспечивается использованием компонентов от мирового лидера Analog Devices, оригинальными схемотехническими решениями, а также калибровкой и тестированием каждого экземпляра продукции при производстве. Универсальность и, как следствие, легкость применения и согласования с любыми контроллерами обеспечивается, в частности, за счет пол-

ЛПА-151-XY1

Программное конфигурирование ЛПА-151 осуществляется с помощью программного обеспечения (конфигуратора), предоставляемого

1 канал

2 канала

Термопреобразователи сопротивления и термопары

Термопреобразователи сопротивления

ной гальванической развязки по всем сечениям. Полностью независимая работа каналов барьера позволяет подключать к нему датчики в любом сочетании вне зависимости от их типа и НСХ. Как сделать заказ: воспользоваться формой «задать вопрос» на нашем сайте www.lpadevice.ru или искрозащита.рф; `` послать запрос по электронной почте: ba@lpadevice.ru; ``позвонить по телефонам: (812) 448-08-97 (Санкт-Петербург), (495) 215-09-47 (Москва). Контактное лицо: менеджер по продажам Игорь Вадимович Зайцев. Доставка в Санкт-Петербург осуществляется со склада, в Москву – за 2 дня, в другие города – от 3 до 10 дней, в зависимости от региона. ``

OOO «ЛенПромАвтоматика», г. Санкт-Петербург, тел.: +7 (812) 448-0897, e-mail: ba@lpadevice.ru, www.lpadevice.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Поддержка 4-проводной и 3-проводной схемы подключения ТС. ``Компенсация температуры холодного спая. ``Конфигурирование по интерфейсу USB 2.0 без применения специальных адаптеров или переходников. `` Широкие, полностью независимые для каждого канала возможности при конфигурировании: 99 выбор НСХ первичного преобразователя и других его параметров; 99 выбор частоты опроса датчика; 99 выбор границ диапазона измерений; 99 выбор алгоритма и параметров фильтрации сигнала. ``Наличие светодиодной индикации. ``Полное гальваническое разделение. ``

НОВОСТИ

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Открытие склада DEHN в Москве

В декабре 2013 года компания ООО «ДЕН РУС» – официальный представитель DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG на территории РФ – объявила об открытии своего первого склада в Москве! DEHN + SÖHNE (Германия) имеет более чем 100-летний успешный опыт работы (компания была основана в 1910 году) и является всемирно признанным, ведущим предприятием на рынке молниезащиты, чей ассортимент продукции насчитывает около 2500 наименований. Производство всей номенклатуры устройств для молниезащиты и защиты от перенапряжений расположено в городе Ноймаркт (Бавария, Германия). Оборудование DEHN + SÖHNE смонтировано на объектах, относящихся практически ко всем областям экономики и транспорта: в аэропортах, на железных дорогах и трубопроводах, на предприятиях нефтегазового сектора, объектах мобильной связи и телекоммуникаций, на ветряных турбинах, фотоэлектрических системах и других промышленных объектах, а кроме того, на памятниках старины, объектах гражданского и жилищного строительства. Склад находится на юго-востоке Московской области, в 7 км от МКАД между Рязанским и Новорязанским шоссе. Он отвечает всем основным международным стандартам и распола-

гает новейшими технологиями для бесперебойной организации и воплощения логистических решений. 19 декабря 2013 года со склада DEHN + SÖHNE была осуществлена первая отгрузка для ООО «ДЕН РУС». Собственный склад на территории РФ стал закономерным и запланированным этапом развития компании. Сегодня в условиях жесткой конкуренции в отрасли молниезащиты DEHN + SÖHNE стремится сделать все, чтобы ее клиенты видели выгоду в сотрудничестве. Используя собственный склад и постоянно совершенствуя качество предоставляемых услуг, компания участвует в формировании российского рынка молниезащиты и защиты от импульсных перенапряжений. Это также позволяет осуществлять оперативные поставки как по Москве и Московской области, так и в различные регионы России, расширяя тем самым дистрибьюторскую сеть. С открытием склада компания ООО «ДЕН РУС» намерена значительно сократить сроки поставки оборудования марки DEHN своим дистрибьюторам. При наличии оборудования на складе оно будет доставляться на следующий день дистрибьюторам в Москве и Московской области. Дистрибьюторы, находящиеся в регионах, также смогут оперативно получить оборудование. Что останется без изменения, так это качество продукции DEHN! Компания ООО «ДЕН РУС» рада предложить своим клиентам: ``технические консультации по продукции; ``руководство по установке и монтажу систем молниезащиты; ``богатый выбор каталогов, брошюр и других печатных материалов по продукции; ``регулярные технические семинары в Москве, Санкт-Петербурге и регионах России. В основе успеха ООО «ДЕН РУС» — эффективное взаимодействие и поддержка каждого клиента, вне зависимости от его географического местоположения и специфики бизнеса.

ООО «ДЕН РУС», г. Москва, тел.: (495) 663-3122, 663-3573, e-mail: info@dehn-ru.com, www.dehn-ru.com, молниезащита.рф

Открытие склада DEHN (Германия) в Москве! Приглашаем к сотрудничеству дистрибьюторов из регионов

Проводники для молниезащиты по новым выгодным ценам: • круглый проводник Ø 8 мм из оцинкованной стали –

39 руб с НДС * за 1м

• полоса из оцинкованной стали 30*3,5 мм –

84 руб с НДС * за 1м

*рекомендованная цена

Автоматизация на практике

Опыт создания АСУ ТП на базе ПТК «Торнадо-N» (часть 1) Новосибирская компания «Модульные Системы Торнадо» успешно разработала и апробировала программно-технический комплекс «Торнадо-N», на основе которого возможно создание современных распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами с общим количеством каналов контроля и управления от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч. В первой части статьи сравнивается организация ПТК «Торнадо-N» с организацией традиционных программнотехнических комплексов для АСУ ТП.

Введение На базе разработанного компанией «Модульные Системы Торнадо» программно-технического комплекса (ПТК) «Торнадо-N» успешно построены автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) на энергоблоках ряда крупных объектов теплоэнергетики в России. Эти работы выполнены в рамках технологической платформы «Интеллектуальная энергетическая система России», главная цель которой – формирование высокоэффективной, экологически чистой, надежной и безопасной энергетической системы нашей страны на основе внедрения интеллектуальных технологий, обеспечивающих инновационный прорыв в развитии российской энергетики, резкое повышение ее эффективности, надежности и безопасности. ПТК «Торнадо-N» также был успешно применен за рубежом, в Республике Сербской (Босния и Герцеговина), при замене на современную АСУ ТП старой системы контроля и управления энергоблока мощностью 300 МВт тепловой электрической станции «Углевик». О том, как и в какие сроки был осуществлен

этот проект, можно прочесть в № 5 журнала «ИСУП» за 2013 год. Следует подчеркнуть, что ПТК «Торнадо-N» можно использовать не только на крупных объектах энергетики. Есть примеры его успешного применения как универсальной платформы при решении задач автоматизации в других отраслях промышленности, когда нужно было реализовать относительно небольшое количество каналов контроля и управления: от нескольких десятков до нескольких сотен. Но, прежде чем перейти к описанию решений, построенных на базе ПТК «Торнадо-N», сравним его организацию с организацией традиционных программно-технических комплексов для АСУ ТП. Традиционная организация ПТК для АСУ ТП При создании АСУ ТП традиционно используются контроллеры, в которых осуществляется ввод текущих значений контролируемых параметров технологического оборудования, исполняются управляющие программы и формируются сигналы управления. Установленные на контроллерах управляющие программы выполняются в реаль-

ном времени и взаимодействуют через специализированные сети уровня управления, или сети нижнего уровня. Типичный контроллер состоит из процессорного устройства, взаимодействующего с устройствами ввода/вывода через внутреннюю магистраль. Процессорное устройство имеет непосредственный доступ только к собственной подсистеме ввода/вывода, к которой привязано изолированное подмножество каналов сопряжения с технологическим оборудованием. При этом максимально возможное количество подключаемых к контроллеру каналов всегда ограничено в силу физической организации ввода/вывода и из-за ограничений по быстродействию процессорного устройства. В системах управления большими и сложными технологическими объектами приходится использовать не один, а несколько контроллеров (рис. 1), взаимодействующих в реальном времени через сети нижнего уровня (уровня управления). При построении таких сетей применяются специализированные программные и технические средства, которые могут быть дублированы.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ЗАО «Модульные Системы Торнадо», г. Новосибирск

Автоматизация на практике

Серверы

Рабочие станции (АРМ) Сети верхнего уровня

Сети уровня управления

Сетевой адаптер

Контроллер Управляющие программы

Процессор

Контроллеры

Драйверы

Устройства сопряжения с объектом (УСО)

Технологический объект управления

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 1. Система управления крупным технологическим объектом: традиционная организация ПТК

Составляющие верхний уровень системы серверы и рабочие станции (автоматизированные рабочие места обслуживающего персонала) подключаются к сетям верхнего уровня, которые соединяются с сетями нижнего уровня. На всех этапах жизненного цикла АСУ ТП с такой классической многоуровневой архитектурой приходится учитывать ряд присущих им весьма жестких ограничений, обуславливающих высокую стоимость и длительные сроки реализации возможных решений. Например, в тех нередких случаях, когда топология имеющихся кабельных трасс не соответствует функционально-технологической структуре объекта, передаваемые по отдельному кабелю сигналы необходимо вводить не в один, а в несколько контроллеров. Для этого полевой кабель приходится подключать к дополнительным коммутационным элементам, а затем через вторичные цепи подключать сигналы к контроллерам. При этом значительно повышается стоимость решения, одновременно снижается надежность системы и усложняется ее обслуживание. Модификация систем классической архитектуры также затруднена. Например, когда ранее введенный в систему сигнал необходимо подключить к другому контроллеру,

приходится существенно изменять и технические средства, и управляющие программы. Стоимость такой переделки может оказаться весьма высокой. Непростой задачей является и расширение систем классической архитектуры (введение дополнительных функций и/или подключение дополнительных сигналов). При этом практически невозможно избежать потенциально разрушительного вмешательства в ранее отлаженную реализацию технических и программных средств. Часто оказывается, что проще и дешевле добавить в систему новый контроллер, чем модернизировать имеющиеся технические средства.

Серверы

Организация ПТК «Торнадо-N» В ПТК «Торнадо-N» опробована архитектура одноранговой распределенной отказоустойчивой высокопроизводительной среды управления (рис. 2), обладающей новыми свойствами и преимуществами в сравнении с традиционной архитектурой ПТК для АСУ ТП. При разработке ПТК учитывались следующие требования, обязательные для АСУ ТП крупных энергетических объектов: 1) охват всего объекта автоматизации без исключений; 2) устойчивость к любым единичным отказам; 3) отсутствие критических элементов отказа. Также учитывалось, что к ПТК «Торандо-N» в виде отдельных подсистем могут подключаться специализированные программно-техни ческие средства, например для регистрации аварийных ситуаций. Системообразующей основой ПТК служит однородная распределенная среда передачи данных, объединяющая на одном уровне все элементы системы: ``устройства сопряжения с объектом (УСО); ``процессорные устройства, обрабатывающие информацию в реальном времени; `` серверы и рабочие станции для обслуживающего персонала. Любой элемент системы может взаимодействовать с любым другим элементом через общую одноранговую скоростную магистраль передачи данных, которая дублируется.

Рабочие станции (АРМ)

Одноранговая общая высокоскоростная сеть

Управляющие компьютеры (УК)

Устройства сопряжения с объектом (УСО)

Управляющие программы Технологический объект

Рис. 2. ПТК «Торнадо-N»: архитектура одноранговой распределенной среды управления

Автоматизация на практике

Автоматизированные рабочие места (АРМ) персонала Кабели Ethernet

Шкаф коммутаторов и шкаф серверов Кабели Ethernet

Шкафы процессорных блоков (управляющих компьютеров) Кабели Ethernet

Шкафы устройств сопряжения с объектом (УСО) Кабели подключения шкафов клеммников к шкафам УСО

Рис. 3. Организация ПТК «Торнадо-N» для АСУ ТП средних и больших объектов

сеть Fast Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, при построении которой могут использоваться несколько уровней коммутаторов Ethernet. В ПТК для средних и больших объектов применяется следующая компоновка технических средств (рис. 3): модули УСО устанавливаются в отдельных шкафах и подключаются к установленным в тех же шкафах коммутаторам первого уровня. Управляющие компьютеры также устанавливаются в отдельных шкафах и подключаются к установленным там же коммутаторам второго уровня. Для подключения компьютеров верхнего уровня (серверов и АРМ) используются установленные в отдельном шкафу коммутаторы третьего уровня.

Коммутаторы первого уровня подключены к коммутаторам второго уровня, которые, в свою очередь, подключены к коммутаторам третьего уровня. Взаимодействие между модулями УСО и управляющими компьютерами осуществляется через две дублированные сети нижнего уровня 1 и 2. Взаимодействие между УК и компьютерами верхнего уровня осуществляется через две дублированные сети верхнего уровня A и B. Сеть 2 и сеть B сделаны изолированными, а сеть 1 и сеть A связаны друг с другом, образуя единую магистраль ПТК, к которой подключены все его технические средства. Такая компоновка обеспечивает удобство монтажа, наладки и технического обслуживания, а также

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

В качестве общей магистрали в ПТК использована среда передачи данных Fast Ethernet, выбор которой обусловлен следующими ее характеристиками: ``широкая номенклатура сетевых средств, выпускаемых большими сериями и, что существенно для внедрения, относительно недорогих по сравнению со специализированными сетевыми средствами; `` отсутствие проблем совместимости устройств и программного обеспечения различных производителей; ``высокая скорость передачи данных (100 Мбит в секунду); ``использование массово выпускаемого недорогого кабеля типа «промышленная витая пара», который хорошо защищен от индустриальных помех; `` подключения узлов «звездой» сводит к минимуму эффект единичных отказов, в отличие от подключений типа «общая шина» и «от узла к узлу». К общей магистрали ПТК подключаются модули УСО и процессорные устройства (управляющие компьютеры) промышленного исполнения. Модули УСО пассивны: взаимодействие с ними путем сетевого обмена пакетами осуществляется только по инициативе управляющего компьютера. Модули УСО с функциями ввода осуществляют: `` ввод текущих физических значений контролируемых параметров; ``диагностику работоспособности полевых технических средств; `` первичную обработку сигналов (линеаризацию, масштабирование, табличные преобразования и др.); ``частотную фильтрацию; ``определение качества (статуса) измерений; ``формирование пакетов с первично обработанными физическими значениями. Модули УСО с функциями вывода формируют управляющие сигналы, принимая сетевые пакеты с текущими значениями этих сигналов. Связь между управляющими компьютерами (УК) и модулями УСО осуществляется через единую коммуникационную среду – общую для всех технических средств системы

Автоматизация на практике

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

гарантирует устойчивость к единичным отказам сетевых средств. По экономическим соображениям для небольших объектов все технические средства ПТК, кроме АРМ, могут быть установлены в одном шкафу. При этом в ПТК есть только одна пара коммутаторов Ethernet и соответственно реализованы две дублированные сети Ethernet. Каждое техническое средство ПТК подключено к обеим этим сетям, что обеспечивает устойчивость к единичным отказам сетевых средств. Установленное на управляющих компьютерах программное обеспечение (управляющие программы) исполняется в среде ISaGRAF и осуществляет: ``опрос и диагностику работоспособности модулей УСО; `` дополнительную обработку сигналов; ``обмен данными с другими управляющими компьютерами; ``обмен данными с серверами верхнего уровня АСУ ТП; `` исполнение управляющих программ в реальном времени. В ПТК реализована пакетная передача данных между модулями УСО и управляющими компьютерами по протоколу Modbus поверх протокола UDP по сети Ethernet со скоростью 100 Мбит в секунду. Модуль УСО объявляется неисправным, если он не ответил на три запроса подряд через оба реализованных в нем порта Ethernet. Благодаря организации ПТК любая из управляющих программ может взаимодействовать с любым из модулей УСО, что позволяет создавать конфигурации АСУ ТП, устойчивые к единичным и множественным отказам на полевом уровне системы, непо-

средственно взаимодействующем с технологическим оборудованием. Для обеспечения устойчивости к отказам могут быть также дублированы или резервированы основные элементы ПТК. Как правило, в ПТК дублируется информационная магистраль и резервируются управляющие компьютеры. При отказе основного компьютера резервный компьютер автоматически берет на себя функции управления объектом. После восстановления работоспособности основного компьютера к нему автоматически возвращаются функции управления. Для этого на основном и резервном компьютерах устанавливаются идентичные комплекты управляющих программ и специальное программное обеспечение для согласования контекстов исполнения управляющих программ. Контексты передаются между компьютерами в реальном времени через выделенные дублированные линии связи. Такая организация ПТК дает полную свободу в проектировании и эксплуатации АСУ ТП, для нее нет ни топологических, ни конструктивных ограничений, в любой момент можно перераспределить нагрузку, добавить дополнительные недостающие вычислительные мощности и каналы ввода/вывода. Фактически в ПТК «Торнадо-N» реализовано общее «коммутационное поле», через которое от каждого активного элемента системы может быть статически проложен и настроен виртуальный канал связи с любым пассивным элементом системы, с гарантированным временем доставки. В реализации такого виртуального канала используются не специализированные, а широко распространенные

недорогие программные и технические сетевые средства. При добавлении в систему новых технических и программных средств необходимо выполнить только их настройку, но не требуется вносить изменения в ранее установленные средства. Перепривязка сигнала (его переброска от одной управляющей программы к другой) производится только программно, а не программно и технически. Фактически любой сигнал в системе можно привязать к любой управляющей программе. При расширении и модернизации системы можно добавлять только отдельные модули УСО, а не новые контроллеры с вновь разработанными программами. Управляющее программное обеспечение выделяется в полностью обособленный слой системы. Его декомпозиция зависит только от запроектированного функционала системы и никак не зависит от компоновки технических средств. Вместо дорогих решений сложных технические проблем решаются относительно простые задачи по перенастройке и/или перекомпоновке программного обеспечения. Появляется практически ничем не ограниченная свобода в части организации работ по проектам. Для конкретного объекта, конкретных исполнителей и конкретных условий производства можно задать уникальную дисциплину проектирования, разработки и изготовления АСУ ТП, адекватную решаемой задаче. Также кардинально меняются способы и стоимость решения многих задач автоматизации. Примеры таких решений приведем в следующем номере.

О. В. Сердюков, генеральный директор ЗАО «Модульные Системы Торнадо», г. Новосибирск, тел.: (383) 363-3900, e‑mail: info@tornado.nsk.ru, www.tornado.su

Proficy 2014

Просто! Проверено! Профессионально! • Визуализация, контроль, анализ и оптимизация данных обо всех операциях • Анализ узких мест и оптимизация технологического процеса • Организация интеллектуального производства на предприятии • Высокоэффективное оперативное управление • Контроль качества и соответствия стандартам

Интеллектуальные решения GE Intelligent Platforms лучшее для Вашего успеха!

191024, Санкт-Петербург Полтавская ул., д. 8Ж +7 (812) 717-27-75 +7 (812) 717-40-96

198097, Санкт-Петербург ул. Трефолева, д.2БН +7 (812) 331-58-30 +7 (812) 331-58-31

115551, Москва Шипиловский пр., д. 47/1 +7 (495) 343-43-88 +7 (495) 343-43-88

www.technolink.spb.ru

623280, Свердловская обл. Ревда, ул. Клубная, д.8 +7 (34397) 2-11-62 +7 (34397) 2-18-56

Источники питания S8VK Стабильное напряжение при эксплуатации в жестких условиях

• Эксплуатация в жестких условиях - работа от -40°C до 70°С • Компактный размер - экономия места в шкафу • Увеличенный ресурс - расчитан минимум на 10 лет эксплуатации ООО "Омрон "Электроникс" ул. Правды, д.26 Москва, Россия Тел.: +7 (495) 648-94-50 Факс: +7 (495) 648-94-51 omron_russia@eu.omron.com industrial.omron.ru

Автоматизация на практике

S8VK – в сердце систем автоматизации

ООО «Омрон Электроникс», г. Москва

ционирования может привести как к внеплановой остановке техноло‑ гического процесса, так и к порче оборудования, что повлечет за собой значительные материальные затраты. И если мы не в состоянии вы‑ брать для себя сердце, то вполне можем выбрать «сердце» для своей электронной системы – надежный и функциональный источник пи‑ тания серии S8VK, производимый компанией Omron. Пять ключевых критериев выбора источника питания 1. Функциональность. Источники S8VK отвечают требованиям и осо‑ бенностям большинства развитых стран:

SS«Сердце» электронной системы – источник питания серии S8VK

Функциональность

Встроенная защита

Стоимость

Качество

Устойчивость к внешним факторам

SSКлючевые критерии выбора источников питания ``питание от переменного на‑ пряжения 100…240 ~B; ``питание от постоянного на‑ пряжения 90…350 =В; ``питание от двух фаз трехфаз‑ ной сети; ``параллельное включение для увеличения мощности; ``функция форсирования мощ‑ ности. 2. Встроенная защита. В источ‑ никах питания серии S8VK реализо‑ вана как функция защиты от пере‑ грузки, так и функция защиты от по‑ вышенного напряжения. Первая позволяет защитить пита‑ емые компоненты и сам блок питания от перегрузок по току. Защита вклю‑ чается, если ток на выходе поднимает‑

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Для поддержания любой систе‑ мы, биологической или электрон‑ ной, требуется энергия. Энергия нужна каждой клетке для сохранения и развития жизни, каждому устрой‑ ству или компоненту для функцио‑ нирования. Ток течет по проводам, как кровь по сосудам, заставляя оживать мозговой центр ПЛК, за‑ гружаться – панель оператора, функ‑ ционировать – коммутационные устройства. Но что будет, если сердце оста‑ новится? Тогда система перестанет функционировать. Для биологиче‑ ской системы процесс в большин‑ стве случаев необратим и фатален. Что касается электронной системы, то внезапное прекращение ее функ‑

Автоматизация на практике

SSРазличные модели источников питания серии S8VK

ся выше 105 % от номинального. Ког‑ да ток возвращается в рамки стандарт‑ ного диапазона, защита от перегрузок автоматически снимается. Защита от повышенного на‑ пряжения гарантирует, что даже в случае повреждения цепи обрат‑ ной связи источника питания к на‑ грузке не будет приложено недопу‑ стимо высокое напряжение. Если напряжение на выходе источника питания достигает уровня прибли‑ зительно 130 % или больше от но‑ минального напряжения, то выход источника питания обесточивается.

3. Устойчивость к внешним факторам. Не секрет, что воздействие внешних факторов подчиняется принципу суперпозиции: общее воз‑ действие представляет собой сумму воздействий отдельных факторов. Для своих устройств Omron гаран‑ тирует сохранение полной функ‑ циональности даже при суммарном воздействии сразу всех заявленных неблагоприятных факторов окружа‑ ющей среды: ``температуре воздуха от –40 до 70 °C; ``высокой влажности (до 90 %);

``сильных вибрациях и электро‑ магнитных помехах. 4. Качество. Качество источни‑ ков питания S8VK является беском‑ промиссным и подтверждено 80‑лет‑ ней историей существования ком‑ пании. 5. Стоимость. При наличии ог‑ ромного числа преимуществ S8VK обладает более чем выгодной ры‑ ночной ценой. Подробнее узнать об условиях покупки и приобрести данное оборудование можно на сай‑ те Omron или у одного из партнеров компании в России.

C.И. Апанасенко, к. т. н., менеджер по продукции «Промышленные компоненты», ООО «Омрон Электроникс», г. Москва, тел.: (495) 648-9450, www.industrial.omron.ru

Эффективная реклама за разумные деньги Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Стоимость размещения баннера (468 х 60) или текстовой информации в новостной рассылке сайта журнала «ИСУП» с прямой ссылкой на сайт рекламодателя:

Количество рассылок 1 4 8 24

Период Стоимость (руб.) Любой 2500 В течение месяца 8500 В течение месяца 14 000 В течение года 32 000

(495) 542-03-68, reklama@isup.ru

Автоматизация на практике

CODESYS. История, итоги и планы

Приглашаем вас принять участие в Десятой ежегодной международной конференции по CODESYS. Она состоится 27–28 мая 2014 г. в Смоленске.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ООО «ПК Пролог», г. Смоленск

В настоящее время CODESYS является лидирующим универсальным комплексом для программирования ПЛК на языках стандарта МЭК 61131-3. Разработчиком CODESYS является немецкая компания 3S-Smart Software Solutions GmbH. В этом году она отмечает свое двадцатилетие. Компания была основана двумя одаренными инженерами – Дитером Хессом и Манфредом Вернером, которые по сей день с неизменным энтузиазмом продолжают свое дело. Первая версия CODESYS V1.0 вышла в 1996 году. Она представляла собой набор редакторов для языков МЭК 61131‑3 на персональном компьютере и традиционный для подобных систем интерпретатор промежуточного кода в ПЛК. Следующим шагом стала разработка генератора кода на языке Си. На практике такой подход не позволял обеспечить удобство отладки и вызывал многочисленные проблемы совместимости различных платформ. Практически сразу разработчики приняли решение спроектировать собственные интегрированные компиляторы для нескольких видов популярных микропроцессоров. Цель состояла в том, чтобы в контроллерах экономкласса обеспечить быстродействие прикладных программ не ниже чем в дорогих системах. Воплощение данной философии оказалось исключительно

привлекательным для изготовителей оборудования и привело к стремительному росту популярности CODESYS. Вторым судьбоносным решением стало решение сделать среду программирования бесплатной. Оно вызвало бурное негодование со стороны конкурентов, обвинения в подрыве рынка и сложившейся модели бизнеса. Несмотря на это, разработчики CODESYS остаются верны описанным базовым принципам и сегодня. Лицензируются только системы исполнения, среда программирования распространяется бесплатно. На выходе

CODESYS дает быстродействующий машинный код, оптимизированный под конкретный тип процессора целевой платформы. При создании версии V2 главной целью стала разработка единого стандартного инструмента программирования для разных аппаратных платформ. Была обеспечена самая полная поддержка стандарта МЭК 61131‑3. CODESYS V2 приобрел широкое признание и стал инструментом номер один в машиностроении и мобильных приложениях. К 2006 году для разработчиков CODESYS стало очевидным, что

SSНа конференции CODESYS: посетители у выставочного стенда

SSУчастники конференции CODESYS слушают доклад

если постоянно ждать утверждения стандартов и следовать за ними, то технологическое отставание неизбежно. Компания, претендующая на роль лидера, обязана не следовать за новыми технологиями, а создавать их. Для этого придется проводить собственные научные исследования и прогнозировать, в каком направлении пойдет развитие рынка и какие потребности будут возникать у пользователей. В результате двух лет труда на свет появились рабочие спецификации CODESYS V3. Главная идея состояла в создании универсальной компонентной платформы CODESYS Automation platform, на основе которой строится гибко адаптируемая среда программирования и любые другие необходимые пользователям инструменты. Второй значимой идеей стало фундаментальное расширение языков МЭК 61131‑3 для использования парадигмы объектно-ориентированного программирования с одновременным сохранением совместимости со стандартом. Сделать это путем

доработки V2 оказалось нереально. Новую версию пришлось создавать практически заново. Постепенно она обрастала новыми современными инструментами. Среди них множество стеков и конфигураторов полевых сетей, 3D-графический редактор перемещений, сертифицированный комплекс инструментов для программирования систем безопасности (SIL2, SIL3), систем с резервированием, инструментарий контроля версий, тестирования прикладных программ, UML-диаграммы, OPC UA, МЭК 61850 и многое другое. К 2014 году выпущено более трех миллионов изделий с CODESYS «на борту». Сотни компаний в мире выпускают самые разнообразные виды оборудования, программируемые в среде CODESYS. Комплекс продолжает активно развиваться. Что же нового появилось в нем за прошедший год и что делается сейчас? Об этом мы расскажем на Десятой ежегодной международной конференции по CODESYS, которая будет проходить в Смо-

ленске 27 и 28 мая. Основные темы конференции: ``Практические применения CODESYS в различных областях автоматизации: реализация, поддержка и эволюция версий. ``Программирование конечных автоматов в CODESYS: применяем ST, SFC, ООП и UML. ``CODESYS-визуализация: использование стилей для создания «умного» интерфейса оператора. ``CODESYS-заместители и пространства имен: простая техника создания сложных библиотек. `` Делаем свой программный продукт инструментами CODESYS: от разработки до продвижения на рынок. `` Новые функции CODESYS, полезные каждый день. `` CODESYS-менеджер тестирования: программы без ошибок реальны. `` CODESYS SoftMotion: быстрое решение задач управления движением. `` CODESYS Application Composer в работе: от разработки модулей до готового проекта автоматизации производства. ``ПЛК и специализированные контроллеры, программируемые в CODESYS: концепты и промышленные новинки ведущих российских и зарубежных компаний. Конференция открыта для всех. Это традиционное место встречи пользователей и разработчиков. Большая часть материалов не требует специальной подготовки. Вы сможете получить актуальную информацию из первых рук, обменяться мнениями, предложить и обсудить приоритеты развития комплекса с разработчиками. Организаторы конференции: 3S-Smart Software Solutions GmbH и ООО «ПК Пролог». Официальный язык: русский. Получить подробную информацию и записаться для участия вы можете на сайтах www.users-conference. com, www.codesys.ru или по телефонам: 8 (4812) 65-81-71, 38-29-31. ООО «ПК Пролог», г. Смоленск, тел.: (4812) 382-931, e‑mail: info@prolog-plc.ru, www.prolog-plc.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Автоматизация на практике

Ситуационное восприятие. Новый подход к дизайну человеко-машинных интерфейсов Конечные пользователи современных промышленных систем постоянно ищут пути повышения эффективности эксплуатации этих систем без ущерба для качества продукции или безопасности персонала. Одна из наиболее перспективных для этого областей находится у них буквально перед глазами: человеко-машинный интерфейс, применяемый для контроля и управления этими системами. Используя более совершенные средства контроля и управления, эксплуатирующий персонал может значительно повысить как эффективность бизнеса, так и безопасность производства.

Непрерывное развитие За последние несколько десятилетий способы взаимодействия людей с промышленными системами существенно изменились. Эти перемены обусловлены потребностью в оптимизации использования, управления и обслуживания систем эксплуатационным персоналом, а также развитием технологии, делающей такие перемены возможными. В течение ближайших десятилетий подобные изменения будут продолжаться естественным путем – под давлением рынка в сочетании с дальнейшим технологическим прогрессом. В настоящее время на реализацию приложений человеко-машинного интерфейса (HMI) воздействует несколько тенденций, определяющих особенности их дизайна: ``укрупнение систем; ``увеличение объемов данных; ``повышение уровня автоматизации; ``зависимость от уровня квалификации работников;

``все более широкое распространение удаленного управления. Каждая из этих тенденций влечет за собой новые проблемы, способные существенно снизить эффективность и безопасность работы персонала.

Укрупнение систем и расширение зон ответственности Количество единиц оборудования в современных промышленных системах продолжает увеличиваться по мере снижения стоимости подключаемых устройств. Системы управления способны контролировать все больше оборудования, при этом растут надежность и пропускная способность сетей, а требования к промышленным системам диктуются потребностями крупных мировых рынков. Но в то время как развитие технологий позволяет подключать к системам все больше единиц оборудования, их пользовательские интерфейсы отстают в развитии и не справляются с таким ростом. Численность обслуживающего персонала современных

систем ниже, поэтому зоны ответственности операторов сегодня гораздо шире, чем раньше, тогда как применяемые методы управления не рассчитаны на столь значительный объем оборудования. Другой ключевой особенностью такого укрупнения является объ единение в системы гораздо более обширных географических зон, чем было возможно или целесообразно в прошлом. Укрупнение систем позволяет их пользователям принимать управленческие решения в реальном времени, например определять, какое из производственных подраз делений сможет произвести услугу или продукцию с меньшими затратами. Сегодня такие крупные системы уже стали обычным явлением, в том числе благодаря повышению экономичности и надежности объединяющих их сетей. Но вне зависимости от коммерческих соображений одним из результатов такого укрупнения является перегрузка операторов возросшими объемами данных, снижающая эффективность их работы.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Wonderware Russia (ЗАО «Клинкманн СПб»), г. Санкт-Петербург

Автоматизация на практике

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рост объемов данных и повышение нагрузки на операторов Даже простое увеличение числа единиц оборудования уже приводит к росту объема генерируемых данных. Например, в прошлом один датчик мог генерировать только одно значение, которое и поступало в систему мониторинга. Но современные датчики передают данные диагностики и встроенного контроля, а также множество параметров отладки, которые в совокупности повышают плотность данных на единицу оборудования на несколько порядков. Зачастую пользовательские интерфейсы, на которые поступает вся эта информация, неспособны отображать ее оптимально для оператора и лишь еще больше повышают нагрузку на его восприятие.

Повышение уровня автоматизации и нежелательные последствия Для снижения вероятности человеческих ошибок все больше производственных функций автоматизируется с помощью систем управления и стандартизации производства. Это несколько облегчает труд операторов, но имеет и нежелательные побочные эффекты. Поскольку операторы редко участвуют в разработке и реализации систем управления, они плохо понимают логику их работы, что порождает оторванность от рабочего процесса. Это ведет к чрезмерной зависимости операторов от системы. Они начинают действовать лишь в ответ на ее события, например аварийные сигналы или сообщения о нарушениях технологического процесса. Нередко приходится слышать о том, что функции операторского персонала сводятся лишь к устранению неполадок или реагированию на аварийные сигналы. В такой среде операторы действуют реактивно, то есть неспособны предотвращать проблемы, а могут только реагировать на них. Кадровые проблемы и их воздействие на уровень профессионализма Продолжающееся развитие производственных систем на фоне практически неизменных принципов дизайна пользовательских интерфейсов заставляет тратить все больше времени на подбор и обучение нового персонала. Часто на приобретение

необходимых навыков операторы затрачивают не менее двух лет, поскольку им необходимо стать настоящими экспертами, способными компенсировать недостатки самих систем. Однако ситуация на рынке приводит к сокращению средней продолжительности работы сотрудников на одном месте. Сегодня эксплуатационный персонал чаще меняет место работы, продвигается по служебной лестнице внутри своей организации и т. д. В результате этих и других причин средняя продолжительность работы на одном месте составляет лишь около двух лет. Это означает, что оператор редко успевает достичь максимального уровня профессионализма. Еще одной проблемой почти во всех сегментах рынка является выход на пенсию наиболее квалифицированных сотрудников и необходимость их скорейшей замены. Поэтому необходимо каким-то образом сократить как время, затрачиваемое персоналом на приобретение достаточной профессиональной подготовки, так и разброс качества работы между отдельными операторами. Удаленное управление и связанные с ним проблемы С развитием и удешевлением сетевых технологий операторам все чаще приходится работать вдали от мест, где протекают производственные процессы. Это зачастую диктуется такими соображениями, как безопасность, повышение эффективности труда персонала за счет расширения зон ответственности или необходимость развертывания деятельности именно в месте сосредоточения основных специалистов. Каковы бы ни были конкретные причины такого удаления операторов от производственных процессов, оно создает для них дополнительные сложности, поскольку в этом случае они уже не могут использовать для оценки ситуации весь набор своих чувств. Многие операторы уверяют, что при работе в непосредственной близости от оборудования они способны оценить его состояние даже по звуку, вибрациям и запаху, что невозможно при удаленном управлении. Поэтому эксплуатационный персонал попадает в еще большую зависимость от эффективности человеко-машинного интерфейса, отображающего

состояние системы или процесса. К сожалению, нередко пользовательские интерфейсы реализуются просто в виде анимированных диаграмм, изображающих трубопроводы и контрольно-измерительные приборы (англ. Piping and Instrumentation Diagrams – P&ID). Но интерфейсы P&ID никогда не были рассчитаны на решение описанных выше проблем, поэтому их операторы плохо понимают, как работает система и как ею нужно управлять. Влияние человеческих ошибок Описанные выше тенденции увеличивают границы ответственности операторов, результатом чего являются сбои и нарушения технологического процесса из-за человеческих ошибок. Ошибки операторов в промышленных системах вызывают до 42 % аварийных ситуаций [1], непосредственно ведущих к экономическим потерям и создающих угрозу безопасности. Экономические потери Аварийные ситуации в производственных процессах неизбежно влекут за собой экономические потери в результате полной или частичной утраты работоспособности систем, снижения эффективности производственных процессов или качества готовых продуктов или услуг. Исследования показывают, что утрата работоспособности отдельных систем приводит к снижению производительности на 3–8 % [2]. При пересчете на весь срок службы систем потери в результате снижения эффективности процессов будут, очевидно, еще большими вследствие снижения производительности или качества готовых продуктов или услуг. Эти потери можно предотвратить, но если не принимать никаких мер по улучшению дизайна HMI, то очевидно, что они будут только возрастать. При этом слишком часто операторы не обращают внимания на коммерческую сторону процесса, которая полностью игнорируется в ходе разработки дизайна человеко-машинного интерфейса. Риски для безопасности Многие производственные процессы сопряжены с серьезным ри-

Автоматизация на практике

ие

Надежный успех Проекция воздействия на наши цели

Осознание информации

Принятие решений

Оценка

Восприятие

Восприятие новой информации

Рис. 2. Три уровня ситуационного восприятия

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Целенаправленный дизайн Выше мы уже говорили о необходимости решения проблем безопасности и экономичности для достижения целей бизнеса. Однако если эти проблемы не учитывать на этапе разработки интерфейсов, через которые система управляется и эксплуатируется, то вероятность их успешного решения будет невелика. Поэтому описанным целям необходимо уделять внимание еще на этапе разработки приложений HMI. Одним из методов, позволяющих при разработке определить цели прило-

ият

Результативно ориентированный подход Краеугольным камнем улучшения общих принципов дизайна HMI является обеспечение ситуационного восприятия (англ. Situational Awareness – SA). Лишь обладая необходимым ситуационным восприятием, операторы могут принимать эффективные решения, гарантирующие успешность бизнеса. На рис. 2 показано разделение ситуационного восприятия на три уровня: собственно восприятие (перцепция), осознание и проекция. Большинство приложений HMI помогают операторам достичь только первого уровня, то есть перцепции [4]. Обычно HMI лишь отображает числовое значение, отмечающее текущий сигнал от датчика, в установленном месте экрана, позволяющем оператору определить место происхождения сигнала. Как оператор распорядится этой информацией, в большой степени зависит от его опытности. Но HMI может также предоставлять информацию, позволяющую достичь второго уровня ситуационного восприятия – осознания. Кроме текущего значения сигнала датчика, HMI может отображать и ожидаемые значения. Обычно разница

пр

димо при разработке этих систем принимать во внимание и коммерческую сторону. Необходим анализ процесса, который помог бы определить, какие решения должен принимать оператор для достижения требуемых коммерческих показателей. После определения круга этих решений необходимо разработать пользовательский интерфейс таким образом, чтобы он поддерживал принятие этих решений и стимулировал выполнение оператором нужных действий.

вос

Рис. 1. Типовая коммерческая модель производственного процесса

ое

Продукция / услуги

нн

ио

Процесс

уац

Сырьё

между неопытными и опытными операторами заключается в том, что последние хорошо помнят параметры системы и ориентируются в ожидаемых значениях. Поэтому непосредственное предоставление оператору информации об ожидаемых значениях позволит неопытным операторам приблизиться по эффективности работы к опытным. Но в большинстве случаев даже опытные операторы не вполне достигают наивысшего уровня ситуационного восприятия – проекции. Для достижения этого уровня система должна помочь оператору определить, должен ли он что-то предпринять, а также осознать возможные последствия его действия или бездействия. К счастью, существуют инструменты и технологии, позволяющие повысить эффективность работы операторов за счет целенаправленного дизайна: эффективной структуры окон, оптимального использования цветов, рационального характера аварийной информации и эффективных элементов мнемосхем.

Сит

Отходы

Коммерческая модель Экономическую эффективность почти любого производственного процесса можно описать с помощью простой модели (рис. 1). При том, что во время различных производственных процессов создаются разные продукты и услуги, почти каждый процесс имеет на входе сырье и энергию, а на выходе – продукт или услугу и отходы. Ключевой задачей в отношении самого процесса является повышение его устойчивости при минимальных затратах (сырье, энергия и отходы) и максимальном качестве и количестве производимых продуктов и/или услуг. Однако, к сожалению, современные HMI, используемые для управления большинством процессов, ориентированы на поддержание определенного рабочего состояния, а не на оптимизацию эффективности бизнеса. Для достижения более высокого экономического эффекта необхо-

Энергия

ском для здоровья или даже жизни персонала. Для обеспечения надежной работы системы необходимо учитывать множество факторов, в том числе управление аварийной сигнализацией, качество работы контуров управления и дизайн HMI. В этом материале мы рассмотрим лишь аспекты безопасности, связанные с HMI, хотя, конечно, это гораздо более широкая тема. Во время расследования множества производственных аварий дизайн человеко-машинного интерфейса был назван в качестве одной из их причин. Одним из наиболее распространенных в HMI способов уведомления об угрозах безопасности являются аварийные сообщения или сигналы. Однако в ходе недавнего опроса пользователей промышленных систем около 70 % респондентов заявили, что перегрузка аварийными сигналами мешает им управлять производственным процессом [3]. Традиционно используемая в HMI технология аварийных сообщений не позволяет оператору быстро оценивать серьезность многих из них и принимать правильные решения. Без улучшения способов передачи и обработки этой важнейшей информации невозможно обеспечить надежность работы системы в целом.

Автоматизация на практике

1.0 Основная задача

1.1 Подзадача

1.2 Подзадача

1.3 Подзадача

Решение

Требование SA:

уровень 3: проекция уровень 2: осознание уровень 1: перцепция

Требование SA:

уровень 3: проекция уровень 2: осознание уровень 1: перцепция

Требование SA:

уровень 3: проекция уровень 2: осознание уровень 1: перцепция

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 3. Структура «цель – решение – требование SA»

жения, является целенаправленный анализ задач (англ. Goal Directed Task Analysis – GDTA) [5]. Как показано на рис. 3, процесс GDTA начинается с определения основных коммерческих ориентиров для системы. Например, это может быть минимизация энергозатрат. На основе этих главных задач проводится анализ системы для определения подзадач. Подзадачи – это более конкретные задачи, непосредственно связанные с процессом, например сокращение расхода пара в процессе очистки. Подзадачи создают основу для дальнейших действий. Необходимо понять, какие решения должен принимать оператор, и на основе этого разработать человеко-машинный интерфейс таким образом, чтобы оператора можно было легко обу чить принимать правильные решения и таким образом обеспечить достижение поставленных целей. Для каждой подзадачи требуется уяснить, как оператор будет достигать восприятия на уровне 1, осознания на уровне 2 и, наконец, проекции на уровне 3. И только после того как будет достигнуто четкое понимание коммерческих задач системы, можно разрабатывать саму систему, позволяющую решать эти задачи. Эффективная структура окон Самым широко распространенным методом разработки структуры окон промышленных HMI является воспроизведение структуры P&ID и обеспечение навигации между ее различными представле-

ниями. При использовании P&ID трудозатраты на дизайн интерфейсов невелики, но проблема этого подхода заключается в том, что он изначально не направлен на достижение операторами ключевых целей бизнеса, в силу чего, как правило, и не позволяет достичь их. Другим подходом, часто используемым в тех случаях, когда в системе содержится очень много информации, является как можно более плотное ее размещение. На первый взгляд это кажется логичным, но на самом деле лишь перегружает операторов. Исследования показали, что среднестатистический человек способен обработать лишь около четырех блоков данных одновременно [4]. С учетом этого нужно выбрать подход, который позволял бы оператору,

оценивая необходимость действий, изучать как можно меньше информационных элементов. Наилучший вариант – представление системы в виде 4‑уровневой иерархической модели. Окна в этой структуре будут эффективно ориентировать пользователя в отношении восприятия, действий или детальной информации – в зависимости от уровня наблюдаемого окна. Уровень 1: обзор уровня предприятия Окна высшего в иерархии уровня 1 содержат все основные элементы дизайна, которые призваны доводить до оператора информацию, позволяющую в рамках ситуационного восприятия достигнуть уровня проекции для основных подзадач, идентифицированных в ходе GDTA (в рамках целенаправленного дизайна). Окна уровня 1 редко воспроизводят структуру реального рабочего процесса, а напоминают скорее информационные панели, пример которых показан на рис. 4. Основная задача окон уровня 1 – стимулировать восприятие оператора, помочь ему принять решение о необходимости каких-либо действий или о дальнейшем определении ситуации, а также предоставить доступ к окнам уровня 2. Уровень 2: обзор уровня цеха После того как с помощью окон уровня 1 информация воспринята и на ее основе принято решение о необходимости принять меры или глубже определить ситуацию, следующим шагом является переход к ок-

Рис. 4. Пример окна уровня 1

Автоматизация на практике

Рис. 6. Пример окна уровня 3

Рис. 7. Пример окна уровня 4

нам уровня 2, позволяющим оператору выполнить это действие или оценить ситуацию. Ввиду широкого разброса требований к человеко-машинным интерфейсам разделение

уровней «восприятия» и «действия» зависит от потребностей конкретной системы. Стандартным подходом является создание окон уровня 2 как основных рабочих окон. При

Уровень 3: подробная рабочая информация Окна уровня 3 близко напоминают интерфейсы P&ID большинства систем и поэтому с большой степенью вероятности уже созданы для реальных систем. Пример окна уровня 3 показан на рис. 6. Из него видно, что в окнах необязательно показывать каждый физический элемент, например трубопровод, так как подобные элементы редко передают сколько-нибудь значимую информацию. Эти окна обычно используются в качестве поддержки для экранов уровня 2. Например, если на экранах уровня 2 показаны стартовые точки последовательностей процесса, то экраны уровня 3 можно использовать для выявления и устранения узких мест в производстве. Окна уровня 3 обеспечивают доступ к информации о статусе всего оборудования, охватываемого соответствующим экраном уровня 2. Для каждого экрана уровня 2 может существовать несколько экранов уровня 3. Уровень 4: дополнительная информация Из окон уровня 3 можно выполнять самые разнообразные дейст-

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 5. Пример окна уровня 2

создании окон уровня 2 основное внимание следует уделять предполагаемым действиям оператора. Как показано на рис. 5, окна уровня 2 могут содержать элементы, которые считаются частями процесса, но при этом не обязаны отражать абсолютно все подробности. Например, если оператор выполняет процедуру запуска на уровне всей системы, то необходимо создать специальное окно уровня 2, в котором были бы объединены вся информация и все действия, необходимые для такого запуска. Очень часто при выполнении процесса оператору приходится перемещаться между множеством окон, что замедляет его работу и ведет к ошибкам. Описанная выше методика может существенно повысить успешность и эффективность сложных процедур. Для каждого окна уровня 1 может существовать несколько экранов уровня 2. При необходимости более детального анализа состояний оборудования и подробных данных процесса оператор должен иметь непосредственный доступ к окнам уровня 3.

Автоматизация на практике

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

вия. Окна, содержащие вспомогательную информацию для подобных задач, располагаются на уровне 4. Обычно эти окна обеспечивают анализ трендов, событий и аварийных сигналов, настройку контуров управления, справочную/процедурную информацию и другой контент. На рис. 7 показан пример комбинированного окна уровня 4, содержащего сводку и хронологию аварийных сигналов. Для каждого экрана уровня 3 может существовать несколько экранов уровня 4.

Использование цвета и анимации На заре применения компьютеров для управления производственными процессами они имели лишь самые базовые графические возможности. Со временем графические функции ЭВМ становились все более мощными, и их стали широко использовать в приложениях HMI, не особенно задумываясь о правильности такого выбора. Стало модно превращать приложения HMI в некий демонстрационный элемент, эмулирующий процесс в очень наглядной манере. Зачастую это эффектное визуальное представление использовалось для оправдания инвестиций в системы автоматизации перед ключевыми акционерами. Однако такой внешне впечатляющий интерфейс зачастую ухудшал способность оператора оценивать текущую ситуацию и, как следствие, принимать правильные решения для достижения максимальных коммерческих результатов. На рис. 8 показан экран с трехмерными изображениями трубопроводов и фланцев, не несущими для оператора никакой полезной информации, а также измерительных приборов с наложенными искусственными бликами. При этом красный цвет имеет несколько различных значений. В другой версии графического интерфейса, показанной на рис. 9, цвет используется гораздо более эффективно. Нередко люди считают графику, специально разработанную для улучшения ситуационного восприятия, скучной. Дело в том, что графика, эффективно передающая состояние производственного процесса оператору, действительно внешне

скучна. Но зато ограниченное использование цвета позволяет привлекать внимание оператора именно к тем точкам, где наблюдается отклонение процесса от нормального или ожидаемого состояния. Когда же состояние системы полностью соответствует нормам, графика процесса не должна это подчеркивать и привлекать внимание оператора, так как это будет перегружать его зрительное восприятие. Анимация тоже должна применяться лишь в той мере, в какой это необходимо для привлечения внимания оператора, а не просто для эффектной визуализации. Если операторы будут отвлекаться на созерцание вращающихся насосов или плавное изменение цвета, вместо того чтобы следить за тем, не отклоняются ли значения параметров от допустимых величин, то такой HMI вряд ли обеспечит реализацию коммерческих задач или безопасную эксплуатацию оборудования. Цвет никогда не должен служить единственным способом индикации значения или состояния,

Рис. 8. Пример неудачного использования цвета

но он может эффективно использоваться для привлечения внимания. Для создания оптимального дизайна HMI очень важно установить стандарты цвета и строго следовать им. При разработке стандартов цвета для приложения HMI крайне важно исключить его неоднозначное толкование. Если один цвет будет иметь несколько значений, то оператор не сможет однозначно идентифицировать информацию. При выборе цветов также следует учитывать, что целых 8 процентов мужчин и 0,5 процента женщин страдают дальтонизмом. Очень эффективным способом преодолеть вызванные дальтонизмом ограничения является использование цветов разной насыщенности. У дальтоников нарушена способность различать оттенки цвета, но они различают изменения цветовой насыщенности. Одним из вариантов цветовой палитры является использование исключительно серого цвета до тех пор, пока не требуется сообщить о ненормальной ситуации. Можно также использовать альтернативные палитры, но при этом очень важно, чтобы оператор мог без труда однозначно отличить нормальное состояние от аварийного. Не существует какой-то одной цветовой палитры, которая бы универсально подходила всем приложениям, но если соблюдать эти простые рекомендации, то выбранные цвета будут работать на вас, а не против вас. Рациональная аварийная сигнализация Аварии – это по своей сути события, требующие принятия ка-

Рис. 9. Пример более оптимального использования цвета

Автоматизация на практике тоды, позволяющие оператору идентифицировать те аварии, которые требуют принятия мер. Рамки индикации аварийных сигналов Чтобы облегчить процесс выделения аварийных сигналов, требующих принятия мер, каждой степени серьезности необходимо присвоить уникальный вариант визуализации, то есть уникальные цвет, форму и идентификатор. На рис. 10 показан принцип использования рамок индикации аварийных сигналов. В случае критического аварийного сигнала он отображается красным цветом (при этом красный цвет не используется больше ни с какой другой целью!) в форме ромба с цифрой «1» внутри. Такое тройное кодирование гарантирует однозначное распознавание критических аварийных сигналов. Подобные рамки можно использовать вокруг любых графических элементов для привлечения к ним внимания оператора. Поскольку к одному элементу может относиться несколько аварийных сигналов, эти рамки также обеспечивают суммирование аварийных сигналов, показывая наиболее срочный из них. Агрегирование аварийных сигналов Обычно в дизайне HMI для сообщения оператору о текущих аварийных сигналах используются крупные контрастные надписи (баннеры). Но при одновременном отображении множества баннеров сигналы меньшей степени Критический уровень а.с. (неподтвержд.) Высокий уровень а.с. (неподтвержд.) Средний уровень а.с. (неподтвержд.) Низкий уровень а.с. (неподтвержд.)

2 3

Рис. 10. Рамки для индикации аварий всех степеней серьезности

серьезности могут мешать восприятию более серьезных. Если агрегировать все аварийные сигналы в ту же иерархическую систему, что использовалась для построения структуры навигации, то появляется возможность визуально отображать общее состояние аварий в виде значков справа от навигационного элемента, как показано на рис. 11. На этом рисунке изображено три кнопки: одна из них – это Gravity Filters Overview (обзор гравитационных фильтров), еще одна – Filter 100, и последняя – Filter 200. Из рисунка видно, что в системе имеются две аварии: одна критической серьезности и одна – высокой. Авария критической степени серьезности связана с Filter 100, а высокой степени серьезности – с Filter 200. Чтобы непосредственно перейти к соответствующему графическому элементу для обработки аварийного сигнала, оператору достаточно щелкнуть мышью по нужной кнопке. Эффективные элементы дизайна При разработке и компоновке человеко-машинного интерфейса, обеспечивающего наилучший уровень ситуационного восприятия, важно начинать со стандартизованного набора элементов дизайна, которые будут использоваться во всем приложении. Такими элементами дизайна могут быть символы или экраны, эффективно передающие оператору ключевую информацию – при этом требующие лишь минимального обучения и не создающие высокой когнитивной нагрузки. Эти элементы дизайна затем предстоит оптимизировать для достижения необходимого для управления процессом уровня ситуационного восприятия (перцепции, осознания или проекции). Объем данной статьи, безусловно, не позволяет нам рассмотреть все возможные элементы дизайна. Для иллюстрации приведенных тезисов рассмотрим примеры индикации измерений с трендами и элементами информационных панелей.

Рис. 11. Значки аварийных сигналов на навигационных кнопках

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ких-либо мер. Поэтому аварийные сигналы являются основным механизмом, инициирующим выполнение оператором неких действий. Однако большинство систем генерируют такой большой объем аварийных сигналов, что операторы просто не в состоянии его обработать. В ходе недавнего опроса 52 % респондентов заявили, что они не проводят анализа своих систем аварийной сигнализации для выявления их достоинств и недостатков [6]. Очевидно, что нужно какимто образом улучшить порядок обработки аварийных сигналов. Для начала необходимо провести ревизию всех сконфигурированных в системе аварийных сигналов для оценки их серьезности. Нередко используется очень большое количество (тысячи) степеней серьезности аварий, но такая практика требует от оператора четкого понимания каждой из них, что практически нереально. А в критических ситуациях недостаток понимания напрямую ведет к ошибочным решениям. Передовые методики управления аварийной сигнализацией рекомендуют использовать максимум четыре градации серьезности аварийных сигналов: критическая, высокая, средняя и низкая. Максимальное время реагирования на сигналы этих четырех степеней серьезности составляет 5, 30, 60 и 120 минут соответственно. Это ориентировочные величины, которые можно корректировать согласно реальным особенностям процесса. Если некое «аварийное» событие не требует выполнения каких-либо действий в течение времени, отведенного для аварий низкой степени серьезности, то его статус следует изменить на «событие» и исключить его из списка аварий. Необходимо проверить конфигурационные параметры каждого аварийного сигнала, чтобы убедиться, что он активизируется только в том случае, когда от оператора требуется выполнение каких-либо действий, таким образом, сведя к минимуму вероятность бессодержательных, раздражающих аварийных сигналов. Но и после этого количество аварийных сигналов может по-прежнему превышать объем, который способен обработать оператор. Поэтому следует использовать специальные ме-

Автоматизация на практике

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Индикация измерений с трендами Наиболее распространенный подход к дизайну промышленных HMI заключается в построении схематического изображения процесса в стиле P&ID и дополнении его числовыми значениями, указывающими параметры датчиков в местах работы оборудования. Эти числовые значения обычно сопровождаются указанием имени тега и единиц измерения датчика. Такой метод представления информации имеет множество недостатков, снижающих способность оператора воспринимать эти данные и конвертировать их в полезную информацию, позволяющую принимать обоснованные решения. Как показано на рис. 12, при отображении основных аварийных точек, рабочих ограничений, пределов оптимального диапазона, уставок и текущего значения в контексте такая индикация измерений дает намного больше информации и гораздо более эффективна для повышения уровня ситуационного восприятия оператора. При таком представлении оператор может с первого взгляда заметить отклонение значения от нормы. В комбинации с элементом «тренд» можно сообщить не только текущее значение, но и тенденцию и скорость его изменения, что позволит оператору спрогнозировать будущее значение (то есть осуществить проекцию) и определить, требуется ли предпринять какие-либо меры. Тренды являются одним из наиболее эффективных методов достижения уровня проекции в отношении значений данных, поэтому их следует как можно шире использовать в промышленных приложениях HMI.

Элементы информационных панелей Одной из самых больших сложностей, с которыми сталкиваются операторы, является необходимость быстрой комплексной оценки множества изменяющихся в реальном времени значений с целью выявления определенных паттернов или проблемных зон, а также сопоставления их с коммерческими ориентирами. На рис. 13 таблица с числовыми значениями сопоставляется с теми же данными в виде различных графиков. Мы

Рис. 12. Обеспечение различных уровней ситуационного восприятия с помощью различных элементов дизайна

видим, что табличная форма очень неэффективно передает ключевые тенденции изменения значений. Но при использовании таких элементов информационных панелей, как графики и диаграммы, эта информация воспринимается гораздо легче, так как она уже предварительно обработана. Это означает, что вместо отдельных значений, взаимосвязи между которыми оператору приходилось бы мысленно высчитывать в уме, на экран выводятся готовые графические представления этих взаимосвязей, легко понятные даже самому неопытному сотруднику. Для сравнения отметим, что при использовании традиционных методов визуализации HMI даже самые опытные операторы редко могут выделить такую информацию из имеющихся данных. Современные производственные системы продолжают укрупняться, генерируют все большие объемы данных и переходят на все более высокие уровни автоматизации. Они зависят от квалификации персонала и при этом нередко управляются из удаленных центров. Эти изменения, характерные для промышленности в целом, требуют применения новых подходов к визуализации производственных

процессов. Систематический подход к обеспечению ситуационного восприятия способен значительно повысить надежность реализации коммерческих задач. Исследования показали, что указанные методики в 5 раз повышают вероятность своевременного обнаружения аварийных ситуаций по сравнению с традиционными способами [7]. Такое заблаговременное реагирование позволяет добиться существенного повышения экономической эффективности и безопасности. По мере развития производственных процессов совершенствуется и дизайн человеко-машинных интерфейсов, используемых для управления ими. Вместо того чтобы заставлять операторов отслеживать огромное множество параметров, данные приводятся в контексте, обеспечивающем ситуационное восприятие. Операторы уже не являются просто рабочими – они становятся специалистами по обработке информации, оперативно принимающими важные для бизнеса решения. Системы управляются уже не в реактивном (реакция на событие), а в упреждающем (проактивном) режиме, позволяющем извлечь максимальную коммерческую выгоду. И наконец, основная задача эксплуатационного

Рис. 13. Демонстрация взаимосвязей данных с помощью различных элементов дизайна

Автоматизация на практике

Рис. 14. Пример окна уровня 1 с использованием средств ситуационного восприятия

персонала меняется с простого обслуживания процесса на управление бизнесом в реальном времени. Wonderware System Platform и InTouch Начиная с версий HMI-интерфейса InTouch 2014 и системы диспетчерского управления Wonderware System Platform 2014, все описанные в данном документе методики доступны пользователю по умолчанию в виде набора очень простых в использовании продуктов. Эти методики можно встраивать в существующие системы или использовать при разработке новых. В тех случаях, когда для существующей системы уже имеются окна типа P&ID, их можно

просто дополнить соответствующими окнами уровней 1 и 2, что позволит добиться необходимой степени ситуационного восприятия при любом имеющемся бюджете. Используя средства обеспечения ситуационного восприятия, предоставляемые InTouch HMI и системой диспетчерского управления Wonderware System Platform, любой бизнес сможет вывести свое производство на мировой уровень эффективности при минимальных затратах и с быстрой окупаемостью. Источники 1. Sources // ASM : [сайт]. URL: https://www.asmconsortium.net/defined/

sources/Pages/default.aspx (дата обращения: 10.03.2014). 2. Abnormal Situation Manage men – Effective Automation to Improve Operator Perfomance [Электронный ресурс]. URL: http://www.asmconsortium.net/Documents/ 2007%20ASM%20Overview%20--%20 MKO%20Symposium.pdf (дата обращения: 10.03.2014). 3. Why Nuisance Alarms Just Won’t Go Away [Электронный ресурс] // Automation World Magazine. February, 2012. URL: http://www.automationworld. com/operations/why-nuisance-alarmsjust-wont-go-away (дата обращения: 10.03.2014). 4. Working memory [Электронный ресурс] // Wikipedia. URL: http:// en.wikipedia.org/wiki/Working_memory (дата обращения: 10.03.2014). 5. Mica R. Endsley. Designing for Sit uation Awareness // An Approach to UserCentered Design, Second Edition. 6. Dave Greenfield. Alarm Manage ment Opinions [Электронный ресурс] // Automation World Magazine. May, 2012. URL: http://www.automationworld.com/ alarm-management-opinions (дата обра щения: 10.03.2014). 7. J. Errington, D. V. C. Reising, P. Bul lemer, T. DeMaere, D. Coppard, K. Doe, Ch. Bloom. Establishing Human Performance Improvements and Economic Benefit for a Human-centered Operator Interface: an Industrial Evaluation: [Электронный ресурс]. URL: https:// www.asmconsortium.net/Documents/ HFES2005BusinessJustificationforHFI nterfaces-v100b.pdf (дата обращения: 10.03.2014).

Джон Краевски (John Krajewski), Директор по управлению продуктами, Invensys Wonderware, Wonderware Russia (ЗАО «Клинкманн СПб»), г. Санкт-Петербург, тел.: (812) 327-37-52, e-mail: info@wonderware.ru, www.wonderware.ru Одновременно с выставкой: 2014

Http://www.electrotrans-expo.ru

2014

Москва, ВВЦ 8-я МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА ТЕМАТИКА:

Информационные технологии для транспорта и транспортной инфраструктуры

Системы диспетчеризации и управления транспортным парком (грузовые автоперевозки, пассажирский транспорт, такси, спецтранспорт) Комплексы навигации и связи Системы безопасности и видеонаблюдения Системы контроля пассажиропотока и оплаты проезда Технологии снижения расхода топлива Рекламно-информационные комплексы Автоматика, телемеханика Измерительные и диагностические приборы Силовая электроника для транспорта Электронные, электротехнические компоненты

КОНФЕРЕНЦИИ: “Практические особенности внедрения информационно-навигационных технологий на современном транспортном предприятии” “Электронные модули для транспортного приборостроения и машиностроения” “Технологии оплаты проезда и учета пассажиропотока” “Развитие систем АЛС-АРС и АСДУ на метрополитене и ГЭТ “

П О Д Д Е Р Ж К А:

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

22-24 мая 2014 г.

К О Н Т А К Т Ы:

тел.: +7(495) 287-4412 E-mail: info@e-transport.ru

http://www.e-transport.ru

Автоматизация на практике

Специализированный контроллер для управления термической обработкой изделий с алгоритмом «разогрев – выдержка – охлаждение» Специализированный контроллер МЕТАКОН‑6305 фирмы «КонтрАвт» мак‑ симально учитывает особенности управления температурно-временными режимами при термообработке изделий по алгоритму «разогрев – выдерж‑ ка – охлаждение».

НПФ «КонтрАвт», г. Нижний Новгород обработке порошковых покрытий в камерах полимеризации, в прессах резинотехнических изделий и т. п. Ярким примером процесса, протекающего по графику, отраженному на рис. 2, может служить термообработка металлов в вакуумных печах. Своеобразие ситуации заключается в том, что, несмотря на очевидные особенности этих процессов, как в большинстве случаев старое, так часто и современное электротермическое оборудование содержит в своем составе системы управления, которые не учитывают этих особенностей. Рассмотрим типичную камерную печь, предназначенную для термической обработки металлических изделий. Система управления построена

на регуляторе, который обеспечивает непрерывное поддержание температуры (будем далее называть его «обычным регулятором»). График температуры в отсутствие загрузок изделий при использовании позиционного и ПИД-регуляторов показан на рис. 3. Как видим, график ПИДрегулятора после выхода на режим после разогрева представляет собой ровную линию (для позиционного регулятора наблюдаются колебания температуры). Казалось бы, регуляторы выполняют свою задачу идеально. Видимо, исходя из подобных соображений, производители печей их и применяют. Однако посмотрим, как реально должен протекать процесс термической обработки в такой

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Описание процессов Среди огромного множества технологических процессов термической обработки материалов (изделий) можно выделить два, которые особенно распространены. Это процесс термической выдержки материала (изделия) при определенной температуре заданное время, а также его разновидность – процесс разогрева, выдержки и охлаждения изделия вместе с термическим оборудованием. Графики температуры, характерные для этих двух процессов, показаны на рис. 1 и 2. Термообработка в соответствии с графиком на рис. 1 часто применяется к металлическим изделиям в шахтных и камерных печах, при сушке материалов в камерах сушки, при

Рис. 1. График температуры непрерывного процесса при многократной загрузке

Рис. 2. График температуры конечного процесса при однократной загрузке

Рис. 3. График температуры позиционного и ПИД-регулятора при непрерывном управлении

печи (рис. 4). На графике можно выделить ряд характерных этапов, на каждом из которых от регулятора требуется наличие специфических функций. Этап 1. Предварительный разогрев печи и выход на режим в отсутствие садки (изделий). В принципе с этим прекрасно справляется «обычный регулятор», за исключением одной особенности. Дело в том, что процесс разогрева промышленной печи, как правило, весьма долог и может составлять несколько часов. Если печь включается в начале смены, то это время можно считать потерянным. Очевидно, нужен контроллер температуры, выполняющий функции таймера предварительного пуска, который позволил бы запускать процесс нагрева в нужное время до начала смены. На рис. 4 показан этап работы таймера пуска. Этап 2. Дверь открыта, осуществляется загрузка печи. На этом этапе открывается дверь печи, что и предопределяет ряд осо-

бенностей данного этапа. Очевидно, что открытие двери печи охлаждает рабочее пространство, и температура печи не соответствует заданному температурному режиму обработки изделия. Еще одна особенность связана с поведением регулятора в охлажденной печи. Охлаждение датчика температуры заставит «обычный регулятор» температуры (даже если применяется ПИД-алгоритм) установить максимальную мощность нагревателей, что приведет к их перегреву. Это, в свою очередь, может привести и к недопустимому перегреву в объеме печи после закрытия дверцы. Было бы правильнее на время открытия дверцы фиксировать мощность нагрева на уровне, который был до открытия двери. Еще правильнее было бы поддерживать мощность на несколько более высоком уровне (но не максимальном), чтобы частично компенсировать охлаждение печи. В этом случае после закрытия двери печь выходила бы на заданный уровень максимально быстро, но без пере-

Рис. 4. Основные этапы непрерывного процесса с многократной загрузкой

грева (как это бывает при «обычном регуляторе»). Однако могут быть и другие требования к управлению мощностью нагревателей во время открытия двери. В ряде случаев нагреватели выполняют в виде открытых спиралей. Тогда из соображений безопасности их требуется обесточивать. Итак, необходим контроллер температуры, который особенным образом управлял бы мощностью нагревателей при открытой двери. Поскольку эти особенности управления мощностью привязаны к открытию двери, то контроллер должен считывать факт открытия двери с помощью соответствующего сигнала, поступающего, например, от прикрепленного к ней контактного выключателя. «Обычный регулятор», как правило, даже не содержит таких входов управления. Этап 3. Дверь закрыта, выход на температурный режим. Несмотря на то что изделие находится в печи, еще нельзя считать, что оно подвергается термообработке в нужном режиме. Отсчет времени следует начинать только с того момента, когда температура выйдет на заданный уровень, точнее, войдет в заданный технологический коридор. При «обычном регуляторе» фиксировать этот момент предоставляется термисту. Появление человеческого фактора сразу создает угрозу качественному отсчету времени процесса. Кроме того, чтобы отследить этот момент, термист должен находиться около «обычного регулятора» в режиме ожидания, что резко снижает эффективность использования персонала, особенно если таких печей много. Конечно, необходим контроллер, который самостоятельно, без участия термиста, фиксировал бы нужный момент и запускал таймер выдержки. Как уже отмечалось в описании этапа 2, именно в момент выхода на заданную температуру может произойти нежелательный выброс температуры, который обусловлен перегревом нагревателей при открытой двери и перерегулированием. Перегрев устраняется особым алгоритмом управления мощностью на этапе 2 при открытой двери.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Автоматизация на практике

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 5. Основные этапы конечного процесса с однократной загрузкой

Этап 4. Собственно термическая обработка изделия в течение заданного времени выдержки. На этом этапе в случае использования «обычного регулятора» на термиста возлагаются функции таймера. Он должен все время следить за временем и в нужный момент выгрузить изделия. Надо учитывать, что при нормальной организации работ термист обслуживает много печей, поэтому он может быть занят другими делами и просто пропустить момент окончания термообработки. А представьте себе, как он должен выполнять одновременно функции 5–10 таймеров, запущенных в разное время и отсчитывающих разные временные интервалы. Ситуация осложняется еще и тем, что термообработка может занимать значительное время и захватывать разные смены. В этом случае функции таймера передаются вместе с дежурством другим термистам. Какова же при этом вероятность ошибки? Всё это – из области влияния пресловутого человеческого фактора на качество технологического процесса. Конечно же, отсчет времени должен взять на себя контроллер, а для того чтобы термист не пропустил выгрузку изделия, контроллер должен подать сигнал готовности. В данном примере автоматика не позволяет полностью заменить действия термиста по автоматической выгрузке изделий из-за отсут-

ствия средств выгрузки, но помогает действовать безошибочно и избавляет его от ненужных и непроизводительных усилий по контролю за временем выдержки. Этап 5. Открытие двери, выгрузка изделия и загрузка следующего. С этого этапа цикл термообработки изделий повторяется. Описанный процесс термообработки можно назвать непрерывным с многократной циклической загрузкой. В отличие от него назовем процесс, показанный на рис. 5, конечным с однократной загрузкой. Есть целый ряд процессов, когда изделие загружается в охлажденную печь и проходит вместе с ней весь цикл разогрева, термообработки, а затем и охлаждения. Ярким примером здесь может служить обработка титана в вакуумной печи с последующим охлаждением. В этом случае производится загрузка изделия в охлажденную печь, затем осуществляется откачка воздуха, нагрев, выдержка и последующее охлаждение до определенного уровня, только после этого можно снять вакуум и открыть дверь. Указанные особенности процесса обусловлены тем, что титан не допускает нагрева в воздушной среде. Поэтому перед нагревом сначала создается вакуум, а на стадии охлаждения сперва должно произойти охлаждение, а затем снимается вакуум. Для ускорения процесса охлаждения в вакуумную

печь запускают азот, который забирает на себя тепло изделия и увеличивает теплопередачу. В вакууме процесс охлаждения протекает медленно, поскольку оно происходит в основном только за счет излучения. Рассмотрим основные этапы термообработки в этом случае. Этап 1. Дверь открыта, загрузка изделия в охлажденную печь. На этом этапе необходимо только обеспечить отсутствие нагрева. Этап 2. Дверь закрыта, откачка воздуха до требуемого уровня вакуума. Запускается вакуумный насос, который обычно работает непрерывно в течение всего цикла. Его задача – поддерживать разряжение на уровне не ниже допустимого значения. Для контроля вакуума применяются соответствующие измерители с сигнализацией. При достижении заданного уровня ваку ума срабатывает компаратор и запускает контроллер температуры. Этап 3. Стадия разогрева. Как правило, техпроцесс предписывает разогрев с заданной контролируемой скоростью. Нагрев должен происходить настолько медленно, чтобы изделие успевало равномерно прогреваться. Это, во‑первых, исключит коробление, а во‑вторых, обеспечит равномерную термообработку при заданной температуре по всему объему изделия. При быстром разогреве внутренние части изделия достигнут требуемой температуры с задержкой, а следовательно, будут подвергаться термообработке недостаточно долго. Этап 4. Стадия выдержки (собственно термообработка). Здесь также таймер выдержки включается автоматически в тот момент, когда температура в печи войдет в необходимый технологический интервал температур. Этап 5. Охлаждение. Возможны разные варианты охлаждения. Первый вариант – полное отключение и естественное охлаждение преимущественно за счет излучения. Конвекционное охлаждение и охлаждение за счет теплопередачи здесь сведено к минимуму из-за достаточно высокого разряжения. Второй вариант – плавное охлаждение в течение определенного времени, большего, чем при есте-

Автоматизация на практике

Специализированный контроллер температуры МЕТАКОН‑6305 Итак, мы описали два характерных технологических процесса термической обработки материалов, которые проходят через ряд схожих этапов. При описании мы попытались сформулировать требования к контроллеру температуры, который бы управлял температурно-временными режимами таких процессов с учетом всех упомянутых особенностей.

Рис. 7. Управление уставками и скоростями нагрева/охлаждения

Примером подобного устройства может служить специализированный контроллер температуры МЕТАКОН‑6305, предназначенный для решения описанных задач (рис. 6). МЕТАКОН‑6305 относится к разряду конфигурируемых контроллеров, выпускаемых научно-производственной фирмой «КонтрАвт». Эти контроллеры не требуют программирования – все функции и необходимые параметры и характеристики задаются с помощью настройки (конфигурирования). Расскажем более детально о тех функциональных возможностях специализированного контроллера температуры МЕТАКОН‑6305, которые упоминались выше и которые необходимы для полномасштабного управления температурно-временными режимами с алгоритмом «нагрев – выдержка – охлаждение». Алгоритм регулирования и автонастройка Контроллер температуры МЕТАКОН‑6305 предназначен для прецизионной термической обработки. Это обеспечивается как высокой точностью измерения (класс 0,1), так и точным регулированием температуры за счет применения ПИД-ал-

Рис. 6. Специализированный контроллер температуры МЕТАКОН‑6305

горитма управления. Функция автоматической настройки облегчает настройку параметров ПИД-алгоритма и позволяет получать отличные результаты даже персоналу, не имеющему специальной подготовки в области регулирования. В контроллере формируются два вида сигналов управления: дискретный сигнал с широтно-импульсной модуляцией и аналоговый токовый. Кроме режима автоматического регулирования, в контроллере пре дусмотрен режим ручного управления. Переход между ними осуществляется безударно. Управление уставками и скоростями нагрева/охлаждения Наряду с основной в регуляторе может быть задана дополнительная уставка – предуставка. Переключение с уставки на предуставку осуществляется по внешнему сигналу, кнопками с панели прибора или по интерфейсу (рис. 7). Такая возможность быстрой смены уставки «одним движением пальца» исключает хлопотный и долгий набор нового значения уставки. Скоростями нагрева/охлаждения можно управлять. Скорости перехода на уставку и на предуставку задаются раздельно и выдерживаются регулятором в процессе работы. Таким образом, контроллер температуры МЕТАКОН‑6305 позволяет не только поддерживать температуру на заданном постоянном уровне, но и управлять ею во времени по линейному закону с заданной скоростью. Таймер пуска Контроллер МЕТАКОН‑6305 имеет таймер пуска, который запускает нагрев через заданное время

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ственном охлаждении. Контроллер температуры должен в этом случае плавно снижать мощность нагрева. При каждом из этих двух вариантов подача воздуха в печь возможна, только если температура в ней опустилась ниже порогового уровня Тпорог. В контроллере температуры за подачу такого сигнала разрешения (и управления) должен отвечать соответствующий компаратор. Обратим внимание на особенность работы этого устройства. Дело в том, что, как видно из рис. 5, на графике есть две точки, когда должен сработать компаратор – на этапе разогрева и на этапе охлаж дения. Но в компараторе в конт роллере для этого случая должна быть предусмотрена функция так называемой отложенной сигнализации, когда компаратор игнорирует первое условие срабатывания после подачи сигнала «старт», а реа гирует только на последующие. Вот еще один яркий пример функциональных возможностей, которыми должен обладать этот специализированный контроллер. Этап 6. Отключение печи. После охлаждения и запуска воздуха контроллер температуры должен полностью отключить нагреватели.

Автоматизация на практике после подачи сигнала «старт». Функция очень полезна, когда разогрев оборудования занимает много времени и желательно начать его заранее, до выхода персонала на работу.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Таймер выдержки Таймер выдержки в контроллере МЕТАКОН‑6305 может быть запущен несколькими разными способами. `` Безусловный запуск. Осуществляется по внешнему сигналу (или с помощью кнопок с панели прибора, или по интерфейсу) без привязки к измеренной температуре. ``Условный запуск. Осуществляется после подачи внешнего сигнала (или с панели прибора, или по интерфейсу) при выполнении заданного условия на измеренную температуру. Чаще всего условием запуска считается попадание измеренной температуры в заданный интервал около уставки. `` Запуск внутренним компаратором. Несмотря на сходство с предыдущим, такой способ дает пользователю новые возможности. Например, для компаратора можно задать режим задержки срабатывания, при котором он срабатывает, только если условие срабатывания компаратора выполняется в течение определенного заданного времени. Тем самым, мы исключаем запуск таймера выдержки от случайных кратковременных колебаний температуры.

Таймер готовности Когда истекает заданное время выдержки и термическая обработка заканчивается, контроллер позволяет управлять некоторыми действиями. В простейшем случае требуется подать сигнал готовности (сигнал окончания термообработки). Его подает таймер готовности, который автоматически запускается по окончании времени выдержки. Вторым наглядным примером использования таймера готовности может служить формирование сигнала включения на заданное время вентилятора в камере полимеризации. Отсчет времени для всех трех таймеров можно оперативно проконтролировать, при необходимости отсчет можно досрочно завершить, нажав кнопку на панели прибора.

Управление с помощью внешних сигналов, кнопок с панели прибора, по интерфейсу При разработке контроллера за основу была принята следующая концепция: оперативное управление работой контроллера (а значит, и электротермическим оборудованием) должно проводиться с помощью пультовых кнопок, расположенных на панели шкафа управления, а управление с помощью кнопок, расположенных на передней панели самого прибора, должно быть сведено к минимуму. Во‑первых, пультовые кнопки надежнее, что очень важно в тяжелых промышленных условиях. Во‑вторых, в зависимости от выполняемой задачи пультовые кнопки имеют строго определенное функциональное назначение. Конкретное назначение кнопки может быть указано в ее идентификаторе. Все это упрощает работу операторов. Вместо пультовых кнопок в качестве источников сигналов управления могут быть использованы дискретные сигналы программируе мых контроллеров, концевых выключателей, контактов реле и т. п. Для обработки этих сигналов управления в контроллере предусмот рены четыре дискретных входа: «старт/стоп», «пуск таймера», «пауза», «предуставка». Ретрансляция измеренного сигнала Если аналоговый токовый сигнал не используется для управления, то он может быть применен для ретрансляции измеренного сигнала на регистрирующие устройства. Компараторы, отложенная и задержанная сигнализация Контроль за протеканием процесса осуществляют компараторысигнализаторы. Их число в приборе может достигать четырех. Компараторы могут выполнять 16 разновидностей функций. Каждая функция характеризуется определенной зависимостью выходного сигнала от соотношения измеренного сигнала и уставок («больше», «меньше», «попадание в интервал», «попадание вне интервала»), а также способом задания порогов срабатывания компараторов, в том числе порогов, «скользящих» вдоль изменяющихся уставок.

Сигналы компараторов могут быть использованы и для управления вспомогательными устройствами. Контроль контура управления В приборе предусмотрены различные варианты функциональной сигнализации. Например, он обнаруживает обрыв в линии связи с датчиком. Кроме того, в нем реализован алгоритм контроля обрыва контура управления (LBA). Алгоритм LBA обнаруживает любые нарушения в контуре управления, например: перегорание термоэлектрических нагревателей (ТЭНов), неисправность силовых коммутаторов, отсутствие питания в силовой сети, обрыв сигнала управления, размещение датчика температуры за пределами рабочей зоны нагрева. Конфигурирование оперативного меню Контроллер отличает многофункциональность и гибкость. Путем конфигурирования его можно настроить на выполнение широкого круга задач. Создателям устройства важно было максимально облегчить работу оператора с прибором. С этой целью во всех новых приборах, разрабатываемых НПФ «КонтрАвт», предусмотрена такая функция, как выбор состава оперативного меню. Дело в том, что в зависимости от решаемой задачи оператору нужно контролировать, а при необходимости и изменять набор параметров. Часто состав этого набора определяется не только задачей, но и полномочиями, которые предоставлены оператору. Приведем несколько примеров настройки, ограничиваясь значением только одного параметра, который доступен для просмотра в режиме основной индикации на втором (нижнем) дисплее (на верхнем дисплее всегда отображается измеренное значение). Вариант 1. Оператору важно наблюдать измеренное значение и уставку. Вариант 2. Оператору важно наблюдать измеренное значение и его отклонение от уставки. Вариант 3. Оператору важно наблюдать измеренное значение и его максимальное значение с момента последнего сброса (показания максимального логгера). Вариант 4. Оператору важно наблюдать измеренное значение и оставшееся время выдержки.

Автоматизация на практике

Это только часть вариантов, иллюстрирующих возможности по отображению информации в режиме основной индикации. Аналогично дело обстоит и с составом оперативного меню: в него можно включить только те параметры и в том порядке, который наиболее часто используется оператором. Кроме того, с помощью пароля можно ограничить возможность изменения параметров оперативного меню.

он установлен (естественно, при условии, что питание контроллера и оборудования включается одновременно).

Функция логгера В контроллере МЕТАКОН‑6305 реализована функция логгера. Прибор фиксирует минимальное и максимальное значения измеренного сигнала за период с момента последнего сброса (рис. 8). Эти значения доступны для просмотра с панели прибора, а также по сети RS‑485.

Обмен данными по сети RS‑485 В сети, построенной на интерфейсе RS‑485, контроллер выполняет роль ведомого устройства (slave). Набор параметров, которые доступны для чтения и записи по сети RS‑485, составляет так называемую регистровую модель контроллера. В нее входят, например, измеренные значения, значения уставок, состояние дискретных входов, функции компараторов, состояние выхода компаратора и многое другое. Параметры регистровой модели можно не только считывать, но и устанавливать. Это значит, что по сети можно не только собирать данные о процессе и работе контроллера, но и управлять его работой.

Счетчик моточасов Контроллер фиксирует суммарное время нахождения во включенном состоянии, то есть выполняет функции счетчика моточасов. Это позволяет оценивать время наработки как самого контроллера, так и оборудования, на котором

Встроенный источник 24 В Встроенный источник стабилизированного напряжения 24 В можно использовать для питания датчиков, реле, индикаторов. Наличие такого источника упрощает систему и снижает ее стоимость, особенно когда речь идет о простых системах.

А. Г. Костерин, генеральный директор, Д. В. Громов, технический директор, НПФ «КонтрАвт», г. Нижний Новгород, тел.: (831) 260-0308, e‑mail: sales@contravt.nnov.ru, www.contravt.ru

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Рис. 8. Логгер фиксирует минимальное и максимальное значение параметра процесса после сброса

Заключение В данной статье вашему вниманию был представлен специализированный контроллер, который оптимизирован для управления температурно-временными режимами в электротермическом оборудовании с реализацией алгоритма «разогрев – выдержка – охлаждение». При его разработке были максимально учтены особенности протекания технологических процессов в реальных промышленных условиях. Важно отметить, что данный прибор оптимизирован не только с точки выполняемых функций и особенностей процесса. Он оптимизирует и системное решение. Например, чтобы получить законченный шкаф для управления камерой полимеризации порошковой покраски, достаточно всего лишь следующего оборудования: ``конструктивная оболочка – собственно сам шкаф; ``контроллер МЕТАКОН‑6305; ``датчик температуры (термопара и термопреобразователь сопротивления); ``силовой коммутатор – контактный пускатель или тиристорный/симисторный блок; ``автомат защиты; ``пультовые кнопки и индикаторы. И всё! При этом схемотехническое решение получается предельно простым, соответственно и монтажные работы будут сведены к минимуму. В дальнейшем мы планируем рассказать о применении контроллера МЕТАКОН‑6305 в системах не только измерения и регулирования, но и регистрации, видеографического ото бражения и архивирования данных в составе измерительно-вычислительного комплекса «ИНТЕГРАФ».

Connecting Global Competence

Новый раздел выставки: обслуживающие роботы

ОПТИМИЗИРУЙТЕ СВОЕ ПРОИЗВОДСТВО «Mессе Mюнхен Консалтинг» | Москва Тел. (495) 697 1670, 697 1672 info@messe-muenchen.ru

6-ая Международная выставка по автоматизации и мехатронике 3–6 июня 2014 | Messe München www.automatica-munich.com

События и комментарии

За 20 лет своего существования санкт-петербургская компания «СИНТО» прошла немалый путь и сегодня является одним из преуспевающих системных интеграторов России, работающих как в сфере ЖКХ, так и в промышленности. Об автоматизации инженерных систем, необходимом для этого оборудовании, о дистрибуции, конкуренции и многом другом мы беседуем с Евгением Григорьевичем Китайчиком – руководителем направления отдела приводной техники компании «СИНТО».

ЦИТАТА: Каждый год мы реализуем свыше 100 проектов ИТП, порядка 100 насосных станций и около 300 систем управления и диспетчеризации различной сложности.

торая первоначально расшифровывалась как «Сервис. Инжиниринг. Научно-техническое обслуживание», поскольку компания занималась разными работами, в том числе и научно-исследовательскими разработками в области термоядерной энергетики будущего. В настоящее время профиль компании довольно четко сформировался, чистой наукой мы не занимаемся, и теперь « СИНТО» можно расшифровать скорее, как «Системы инженерные.

Новации. Технологии. Оборудование». Поэтому пишется это слово заглавными буквами. А подробнее о компании можно прочесть на сайте www.cinto.ru.

Компания ЗАО «СИНТО» проектирует и производит модульные решения, в состав которых входят как системы контроля и диспетчеризации, так и инженерное оборудование.

ИСУП: К какой области относятся системы, которые вы предлагаете заказчикам? Это, скорее, инженерное оборудование или контролирующие системы, собирающие данные с удаленных устройств? Е. Г. Китайчик: Компания ЗАО «СИН-

ТО» проектирует и производит модуль-

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ИСУП: Прежде чем мы начнем разговор об автоматизации, хочется задать вопрос из совершенно другой области. Почему у вашей компании такое название? Это как-то связано с традиционной религией Японии? Е. Г. Китайчик: Это аббревиатура, ко-

События и комментарии

стоты от компании «Данфосс». Вы приобретаете эту продукцию на каких-то особых условиях? Е. Г. Китайчик: Да, наша компания является генеральным дистрибьютором департамента силовой электроники компании «Данфосс». Многие свои решения мы реализуем с помощью частотных преобразователей VLT Danfoss. С этой компанией мы сотрудничаем уже около 20 лет и за это время сумели построить взаимовыгодные, доверительные партнерские отношения. И следовательно, можем предложить нашим заказчикам весьма выгодные условия сотрудничества.

ИСУП: В вашей компании есть доля «Данфосса»? Е. Г. Китайчик: Нет, мы независимая

Е. Г. Китайчик, руководитель направления отдела приводной техники ЗАО «СИНТО»

ные решения, в состав которых входят как системы контроля и диспетчеризации, так и инженерное оборудование. Основные комплексные продукты компании, представленные на рынке, – это индивидуальные тепловые пункты, насосные станции и шкафы управления.

ИСУП: На каких ответственных объектах вы выполнили работы и какое количество решений предложили на рынке?

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Основное наше конкурентное преимущество – в нашем инжиниринге, а не в используемом для решения задач оборудовании.

Е. Г. Китайчик: Каждый год мы реализуем свыше 100 проектов ИТП, порядка 100 насосных станций и около 300 систем управления и диспетчеризации различной сложности. Самые значимые объекты и реализованные проекты можно увидеть на нашем сайте, не думаю, что сейчас имеет смысл их все перечислять. ИСУП: Вы используете в своих системах компоненты автоматики крупных западных компаний, например преобразователи ча-

инжиниринговая компания, связаны с «Данфосс» только дистрибьюторским и сервисным договорами. В своих проектах и решениях мы, учитывая интересы наших заказчиков, осуществляем подбор оптимального оборудования для конкретной задачи, а не просто продаем оборудование каких-либо производителей.

ИСУП: Тогда почему был выбран именно «Данфосс»? Е. Г. Китайчик: Потому что мы убеди-

лись в надежности и качестве этого оборудования. Компания «СИНТО» является наикрупнейшим дистрибьютором таких компаний, как шведская «Альфа Лаваль», датские GRUNDFOS и BROEN. Но я еще раз делаю акцент на том, что основное наше конкурентное преимущество – в нашем инжиниринге, а не в используемом для решения задач оборудовании.

ИСУП: Вы применяете комплектующие только зарубежных производителей или отечественных компаний тоже? Если в ваших системах используется отечественное оборудование, то какое именно и каков его процент? Е. Г. Китайчик: Приоритетом являет-

ся надежность и работоспособность систем, соответственно для нас не имеет значения, отечественный или зарубежный производитель комплектующих, – мы несем ответственность за наш продукт и сервисные обязательства. Но, к сожалению, если уж говорить честно,

События и комментарии в большинстве случаев мы используем зарубежные комплектующие самых распространенных на рынке производителей, так как стараемся создавать качественные и недорогие решения, легкие в обслуживании.

ИСУП: Какими собственными разработками занимается компания «СИНТО»? Ведется ли какая-то научно-техническая работа? Е. Г. Китайчик: Я бы не назвал ее на-

учной, мы в большей степени практики или производственники, если хотите. Мы проводим аудит инженерных и технологических систем, разрабатываем технические решения и предоставляем технико-коммерческое обоснование по внедрению энерго- и ресурсосберегающих решений на базе систем частотного регулирования. Большинство наших продуктов идет с разработанным нами же программным обеспечением. Все свои модульные решения и системы мы изготавливаем на своем производстве на основе собственных ресурсов.

себе, что это такое и зачем оно нужно. Ну а топ-менеджеры компаний, конечно, понимают, что сертификация – это определенный знак качества. Продукция и услуги компании ЗАО «СИНТО» в 2011 и 2013 годах были удостоены почетных дипломов «Лидер строительного качества» на конкурсах, проведенных Комитетом по качеству и безопасности строительства при Координационном совете по развитию строительной отрасли СЗФО при поддержке Национального объединения строителей России.

Модернизация у нас происходит постепенно и постоянно – этот процесс, как хороший ремонт, никогда не заканчивается.

ИСУП: На рынке существует два варианта построения систем. Одни системы крепко связаны с каким-то конкретным производителем, и, если потребуется модернизация, ремонт или расшиИСУП: А как давно вы модернизирение, нужно обращаться вновь ровали производство оборудовав ту же самую компанию. Другие ния и насколько оно соответствусозданы из типовых комплектуюет современным стандартам? щих, поэтому при необходимости Е. Г. Китайчик: В прошлом году мы получили сертификат Системы менедж- можно воспользоваться услугами мента качества, подтверждающий соот- любой другой компании из этой ветствие требованиям ИСО 9001-2008 сферы. Какого подхода придер(ISO 9001:2008). В этом году планируем живаетесь вы? расширить производственные площади Продукция и услуги компании ЗАО «СИНТО» в 2011 и 2013 годах были удостоены почетных дипломов «Лидер строительного качества» на конкурсах, проведенных Комитетом по качеству и безопасности строительства при Координационном совете по развитию строительной отрасли СЗФО при поддержке Национального объединения строителей России.

ИСУП: А что вы можете сказать о сертификате ИСО? Насколько он важен в России и обращают ли на него внимание ваши клиенты? Может быть, это просто дань моде? Е. Г. Китайчик: Мы всегда предлагаем Е. Г. Китайчик: Сертификация – это заказчику варианты на выбор. По воз-

престижно для компании. Если бы это не было важно, зачем тратить на процесс получения сертификата столько времени и сил? Хотя, если вы хотите знать лично мое мнение, мне кажется, что у нас в России клиенты сертификатам уделяют не слишком много внимания. Возможно, не все хорошо представляют

можности мы стараемся все-таки не привязывать его к себе. Если, конечно, ему не требуется космический корабль или нетиповое программное обеспечение. Наши решения построены на типовых комплектующих, которые при необходимости легко можно заменить, не обращаясь к нашим услугам. И если можно

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

в несколько раз. А модернизация у нас происходит постепенно и постоянно – этот процесс, как хороший ремонт, никогда не заканчивается.

События и комментарии сти, где мы в данный момент уже работаем, очень широк – металлургическая, металлообрабатывающая, химическая, нефтеперерабатывающая, пищевая, целлюлозно-бумажная и другие.

ИСУП: В каких городах вами созданы инженерные системы? Только ли в России или еще за рубежом? Планируете ли вы расширять свое влияние? Е. Г. Китайчик: Мы работаем на всей территории России. Основной объем проектов реализуется в Северо-Западном федеральном округе России. В зарубежных проектах пока участия не принимаем.

SSНаладка учебнодемонстративного стенда системы теплоснабжения в Колледже городского хозяйства

построить типовую насосную станцию на базе частотного преобразователя «Данфосс», мы всегда предложим это решение. Однако когда требуется создать более сложную систему, то волей-неволей заказчик оказывается связан с нами надолго.

Спектр отраслей промышленности, где мы в данный момент уже работаем, очень широк – металлургическая, металлообрабатывающая, химическая, нефтеперерабатывающая, пищевая, целлюлозно-бумажная и другие.

ИСУП: Где у вас больше всего заказчиков – на предприятиях или в сфере ЖКХ? Или, может быть, в других областях? Е. Г. Китайчик: Компания «СИНТО»

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

работает на строительном рынке уже 20 лет. Поэтому многие наши клиенты – из сферы ЖКХ. Однако в последние годы разви-

Сегодня мы создаем насосные станции, теплопункты, другие инженерные системы. Два года назад был налажен выпуск шкафов управления для систем пожаротушения.

100

вается сотрудничество с промышленными предприятиями, даже создан специальный отдел, занимающийся этим направлением. Причем спектр отраслей промышленно-

ИСУП: У вас на сайте можно найти информацию об очистке технологических жидкостей. Пожалуйста, расскажите подробнее об этом процессе. Е. Г. Китайчик: Очистка технологиче-

ских жидкостей – основа безопасной работы оборудования и предприятия в целом, и для этого процесса тоже создается инженерная сеть. Возможны различные варианты очистки технологических жидкостей, но среди них выделим два основных метода: химический (дозирование различных химических реагентов) и механический (фильтрация, сепарация). Так вот, наряду с другим оборудованием, мы продаем и оборудование для очистки технологических жидкостей – главным образом, механической: например, декантерные центрифуги Alfa Laval, сепараторы, фильтры.

ИСУП: Расскажите немного о том, как все начиналось, когда была образована ваша компания. Это были сразу инженерные проекты или сначала вы продавали отдельное оборудование? Е. Г. Китайчик: Мы начинали с про-

дажи импортного оборудования – это было почти 20 лет назад, в 1993 году. Но уже три года спустя стали вести работы по реконструкции систем теплоснабжения. Например, в 1996 году нас было два крупных проекта – реконструкция парового теплового пункта завода «Петросталь» и системы теплоснабжения завода «ЭРА-Хенкель». А еще через два года мы уже начали производить модуль-

События и комментарии

ИСУП: Сейчас на рынке особенно сильно чувствуется конкуренция, многие компании начали предлагать свои услуги по автоматизации, причем, заметим, достаточно недорогие услуги. Не пугает ли вас конкуренция, кого вы можете назвать своим главным конкурентом? Е. Г. Китайчик: Конкуренция нас не пу-

гает. Наоборот, конкуренция позволяет делать свою продукцию только лучше и качественнее, и работать так интереснее. Многие предлагают услуги по автоматизации, но насколько они грамотно разработаны, это вопрос.

ИСУП: А главным конкурентом кого вы можете назвать? Или назовите хотя бы признаки главного конкурента. Е. Г. Китайчик: На рынке много фирм,

предлагающих аналогичные услуги и продукцию. Но назвать компанию, которую можно сравнить c нашей в полном объеме предлагаемых услуг и товаров, я затрудняюсь. В каждой области есть свои конкуренты, и их достаточно много, но компаний, которые профессионально осуществляют инжиниринг, проектирование,

комплектацию, производство, монтаж и авторизованное сервисное обслуживание, на рынке инженерных систем очень мало. Широкий спектр оборудования и услуг – одно из главных конкурентных преимуществ «СИНТО».

ИСУП: Говорят, у вас небольшая текучка кадров. Поделитесь опытом, чем вы удерживаете людей, как стимулируете, как мотивируете? Конкуренция нас не пугает. Наоборот, конкуренция позволяет делать свою продукцию только лучше, и работать так интереснее.

Е. Г. Китайчик:

На самом деле, нельзя сказать, чтобы ее совсем не было, текучка кадров есть, как и везде. Да это и естественно: люди стремятся развиваться, приумножать свои навыки. Мы стараемся удержать сотрудников, давая им возможность для самореализации, открывая новые направления и, следовательно, позволяя людям разрабатывать и продвигать решения в новых сферах. Коллектив ЗАО «СИНТО» очень разносторонний, много молодых и перспективных сотрудников работает в компании. Но мы – единая команда, и, наверное, именно в этом секрет успеха.

ИСУП: Что бы вы хотели пожелать читателям? Е. Г. Китайчик: Хотелось бы поже-

лать не останавливаться на достигнутом. Идти вперед, совершенствоваться. И тогда успех обязательно придет.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

ные тепловые пункты СиТерМ. Сегодня мы создаем насосные станции, теплопункты, другие инженерные системы. Два года назад был налажен выпуск шкафов управления для систем пожаротушения. У нас есть представительства в Петрозаводске и в Москве.

101

НОВОСТИ

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

«Родник» начинает поставки оборудования для контроля и управления компании Acromag

102

Компания «Родник» представляет на российском рынке оборудование ввода/вывода данных американской компании Acromag. Эта компания уже более 50 лет специализируется на выпуске устройств для ответственных применений. Первоначально ориентируясь на нефтехимические и аэрокосмические приложения, Acromag значительно расширила линейку продукции и теперь выпускает устройства сбора данных и управления практически для всех отраслей промышленности. Компания Acromag выпускает широкий спектр устройств ввода/вывода для применения в производстве, военной и научной отраслях, в коммунальном хозяйстве и на транспорте. Среди них более 100 видов конвертеров аналоговых сигналов, модулей гальванической изоляции, аварийной сигнализации, дискретных вычислителей и т. п. Устройства оснащены наиболее популярными в промышленности интерфейсами передачи данных на верхний уровень, такими как Ethernet, Modbus, Profibus. Для систем управления реального времени Acromag предоставляет полную линейку высокопроизводительных устройств ввода/ вывода аналогового и цифрового сигнала, а также плат последовательного интерфейса для компьютеров на шинах VMEbus, PCI и CompactPCI, включая мезонинные модули IndustryPack и PMC. В производственной программе есть также коммутаторы Ethernet. Важнейшим свойством продукции Acromag является расширенный температурный диапазон работы: в линейке продукции есть модели, способные функционировать как при –40, так и при +85 °C. Устройства выполнены в корпусах как из пластмассы, так и из алюминия, они предназначены для установки на DIN-рейку. В продукции Acromag стандартно применяются меры для предотвращения электрических, электромагнитных и радиопомех, что повышает точность работы в агрессивных средах. Большинство устройств поддерживают технологию I2O (Peer-to-Peer Communication) связи между равноправными устройствами, что

позволяет, например, непосредственно соединять выходы одного модуля со входами другого без использования сетевых контроллеров. Для конфигурирования подавляющего большинства устройств достаточно стандартного браузера. Более подробную информацию о продукции компании Acromag вы можете получить у специалистов отдела промышленной автоматизации компании «Родник», а также на сайте www.rodnik.ru. О НПП «Родник» ЗАО «НПП «Родник» (www.rodnik.ru) – системный интегратор с 1991 года. Поставляет законченные программно-аппаратные решения в трех основных областях: системы автоматизированного проектирования электронных устройств, промышленная автоматизация, информационные технологии и специальные проекты на основе технологий передачи данных по радиоканалу. Компания прошла сертификацию системы менеджмента качества на соответствие требованиям стандартов ГОСТ Р ISO 9001-2011 и ГОСТ РВ 0015-002-2012. О компании Acromag, Inc. Компания Acromag (www.acromag.com) – международная корпорация, которая более 50 лет разрабатывает и производит оборудование для мониторинга и управления технологическими процессами. Сегодня Acromag – признанный лидер по производству цифровых и аналоговых устройств ввода/ вывода для рынка промышленной автоматизации.

НПП «Родник», г. Москва, тел.: (499) 613-7001, e-mail: info@rodnik.ru, www.rodnik.ru

Журнал зарегистрирован в Министерстве РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации ПИ № 77-17690 Оригинал-макет подготовлен в ООО «Издательский дом «Мысль». Журнал выходит шесть раз в год. © ИД «Мысль», 2014

Главный редактор Зам. главного редактора Старший редактор Интернет-проект Корректор Администратор Редакционная коллегия

Телефон: Факс: Почтовый адрес: WEB-сайт: E-mail:

С.В. Бодрышев А.И. Зинченко М.И. Клим А.В. Бодрышев А.М. Глицкина Н.М. Яковлева В.А. Веревкин Ф.Н. Костомаров С.П. Фельдман А.С. Соколов В.В. Кулешов С.В. Гореев С.А. Дмитриев (495) 542-03-68 (499) 191-68-07 115432, Москва, Лобанова ул. 2/21-152 www.isup.ru red@isup.ru

Подписано в печать 20.04.14. Формат 60 х 88 1/8. Бумага кн.-журн. Печать офсетная. Заказ № 92531 Отпечатано в типографии ООО «Издательский дом «Мысль» Материалы, опубликованные в настоящем журнале, не могут быть полностью или частично воспроизведены без письменного разрешения редакции. Мнение редакции не всегда совпадает с мнением авторов материалов. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей и рекламодатели. Все упомянутые в публикациях журнала наименования продукции и товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев.

Журнал “ИСУП” № 2(50)_2014

Издательский дом «Мысль»

103