АИИСКУЭ Омь

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЛИАЛ  «ТОБОЛЬСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ» 
 

Кафедра «Электроэнергетики»

Специальность: «Электроснабжение» 
 
 
 
 

Курсовая  работа 

на тему: “АИИСКУЭ Омь” 
 
 

            Выполнили                                                                           Лагутенко И.И.

группа  ЭС 
 

    Проверил         Райспич А.А.

Тобольск, 200

СОДЕРЖАНИЕ                                                                                                                                  

Введение ……………………………………………………………………..  3

АИИСКУЭ Омь…………………………….....………………………………....  4

Структурная схема………………………………………………………………  5

Оборудование…..………………………………………………………………..  8

Контроллер ОМЬ-40…………………………………………………………….. 9

Контроллер ОМЬ-1……………………………………………………………..  14

Программное обеспечение……………………………………………………..  21

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ……………………………………………………………… 25

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Линейная схема……………………………………………. 26 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………...………………………………. 30

ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………………. 31

Введение

    АИИС  КУЭ разработки ООО НПО "Мир" предназначена для оперативного контроля и осуществления эффективного коммерческого (технического) учета  выработки / потребления электрической  энергии и мощности. Система обеспечивает формирование отчетных форм, документов по потреблению электроэнергии, хранение информации в базе данных на сервере и передачу отчетных данных в энергоснабжающие организации.

    При внедрении АИИС КУЭ на оптовом  рынке электроэнергии и мощности основное назначение системы - измерение количества электрической энергии, позволяющее определить величины учетных показателей, используемых в финансовых расчетах на оптовом рынке электроэнергии.

    Дополнительно АИИС КУЭ позволяет контролировать параметры качества электроэнергии, считываемые с многофункциональных электронных счетчиков.

    Автоматизированная  информационно - измерительная система  коммерческого учета электроэнергии - иерархическая система, функционально  объединяющая совокупность измерительно-информационных комплексов точек измерений, информационно - вычислительных комплексов электроустановок, информационно - вычислительного комплекса и системы обеспечения единого времени, выполняющая функции проведения измерений, сбора, обработки и хранения результатов измерений, информации о состоянии объектов и средств измерений, а также передающая полученную информацию в интегрированную автоматизированную систему управления коммерческим учетом на оптовом рынке электроэнергии в автоматизированном режиме.  
 
 
 

АСКУЭ Омь 

      Сферы применения

• Городское хозяйство (электрические сети, тепловые сети, сети водоснабжения, наружное освещение);
• Предприятия АО-энерго;
• Предприятия промышленности (нефтедобыча, нефтехимия, угледобыча, металлургия).

    Назначение 

• Автоматизация контроля технического состояния объектов и управление технологическими процессами передачи и распределения энергоресурсов Сбор информации с объектов энергоснабжения, первичная обработка собранной информации, передача ее по каналам связи в пункт управления (ПУ) и представление в удобном виде диспетчеру
• Управление оборудованием объектов энергоснабжения по командам диспетчера

    Автоматический  учет электроэнергии

• Формирование баз данных о текущем состоянии объектов и контролируемых параметров для верхних уровней управления

    Особенности:

• Открытость системы благодаря наличию типовых интерфейсов RS232, RS485, ИРПС
• Простота наращивания информационной емкости контроллера и развития системы в целом
• Высокая помехоустойчивость, отсутствие сбоев, потерь информации и необходимости рестарта системы при кратковременных отключениях сетевого питания и нарушения работы канала связи благодаря наличию блока питания в контроллере, применяемом в системе

    Надежность  программного обеспечения:

• ПО на базе Windows NT и Scada Genesis, SQLServer
• Автоматическая самодиагностика отдельных блоков и системы в целом
• Эффективное телеуправление
• Работоспособность аппаратуры при повышенных температуре и влажности, а также при низких температурах благодаря наличию в контроллере устройства автоматического подогрева.
• Выполнение функций, реализуемых SCADA-системами
• Полное соответствие стандартам и требованиям российской энергетики

Структурные схемы 

    Структурная схема информационно - измерительной  системы с одним центром сбора  информации. Структурная схема информационно-измерительной системы с прямым подключением счетчиков к центру сбора информации. Структурная схема информационно-измерительной системы с несколькими центрами сбора информации.

    Типовая многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с одним центром сбора информации. В состав типовой многоуровневой структуры АИИС КУЭ на уровне энергообъекта входит промышленный контроллер ОМЬ-40 или устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01, что позволяет контролировать дополнительные параметры качества электроэнергии, увеличить количество счетчиков и объектов в системе. Структура системы показана на рис. 1.

www.mir-omsk.ru

Рис. 1 Типовая  многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с одним центром сбора информации. 

    Использование контроллеров на уровне энергообъектов делает возможным организацию резервных  каналов связи, позволяет организовать эффективный оперативный контроль потребления/выдачи электроэнергии и мощности . Устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01 позволяет дежурному персоналу контролировать непосредственно на объекте параметры потребления благодаря наличию встроенного индикатора и клавиатуры.

    Многоуровневая  структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы  с прямым подключением счетчиков  к центру сбора информации.

    В многоуровневой структурной схеме  АИИС КУЭ с прямым подключением счетчиков  к центру сбора информации на уровне энергообъекта (энергоустановки) отсутствует контроллер или устройство сбора и передачи данных. Структура системы показана на рис. 2.

www.mir-omsk.ru

Рис. 2 Многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с прямым подключением счетчиков к центру сбора информации  

    Прямое  подключение счетчиков к центру сбора информации рекомендуется  в системах с небольшим количеством  энергообъектов и счетчиков с  надежными каналами связи и отсутствием необходимости оперативного (3/5-мин.) контроля потребления/выдачи электроэнергии.

    Многоуровневая  структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы  с несколькими центрами сбора  информации

    Особенностью  крупных потребителей электроэнергии, таких как нефтедобывающие компании или АО-энерго, является наличие больших расстояний между объектами и необходимость организации нескольких центров сбора информации (в составе общего информационно-измерительного комплекса системы).

    Основной задачей, возникающей в таких системах является необходимость организации каналов связи на больших территориях и передачи данных коммерческого учета между несколькими серверами сбора в составе системы. Структура системы показана на рис. 3.

www.mir-omsk.ru

Рис. 3 Многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с несколькими центрами сбора информации 

Оборудование 

    Надежность  и функциональность АИИС КУЭ разработки ООО НПО "Мир" на нижнем уровне обеспечивается применением промышленного контроллера ОМЬ-40. Контроллер ОМЬ-40 внесен в государственный реестр средств измерений RU.C.34.004.A 8189. Сертификат соответствия ГОСТ Р РОСС RU.МЕ72.В00017.  
 
 
 

    Контроллер ОМЬ-40 

    Технические характеристики ОМЬ-40 удовлетворяют основным положениям "Технических требований переходного периода к системам коммерческого учета электроэнергии субъекта оптового рынка электроэнергии". Получено подтверждение от некоммерческого партнерства "Администратор торговой сети" (НП АТС) о возможности использования контроллера ОМЬ-40 в системах коммерческого учета электроэнергии на оптовом рынке электроэнергии.

    Контроллер  обеспечивает сбор информации с цифровых счетчиков о состоянии подключенных нагрузок в режиме реального времени (мгновенные значения токов, напряжений, мощностей и параметров качества электроэнергии).

    Встроенные  архивы контроллера обеспечивают хранение:

• суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждому каналу не менее 35 сут.;
• суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждой группе не менее 3-х мес.

    В контроллере предусмотрена как  программная, так и аппаратная защита от несанкционированного доступа и  изменения метрологических характеристик, ведется журнал событий, в который записывается информация о событиях, влияющих на его работу.

    Питание контроллера ОМЬ-40 осуществляется:

• от сети переменного тока частотой 50 + 1 Гц и напряжением от 127 до 250 В;
• от сети постоянного тока напряжением от 180 до 250 В;
• от резервного источника питания номинальным напряжением 12,0 + 1,2 В в случае пропадания напряжения питающей сети переменного тока или напряжения питающей сети постоянного тока.

    Мощность, потребляемая контроллером ОМЬ-40:

• от питающей сети переменного тока - не более 50 В А;
• от питающей сети постоянного тока - не более 50 Вт.

    Основой контроллера является субблок ЦП2.01, реализующий функции центрального процессорного модуля (рис. 4).

www.mir-omsk.ru

Рис.4 Субблок  ЦП-2. Технические характеристики 

    Интерфейсы RS-232 и RS-485 контроллера ОМЬ-40 могут  быть использованы для подключения  как оборудования связи (Hayes-совместимые  модемы, радиомодемы, преобразователи  интерфейсов, различная каналообразующая аппаратура), так и не посредственно счетчиков электрической энергии с цифровыми интерфейсами.

    Передача  информации с контроллера может  осуществляться по различным каналам  данных в зависимости от выбранного конечного оборудования (рис. 5).

• выделенные и коммутируемые телефонные каналы связи;
• спутниковые каналы связи;
• сотовые каналы связи;
• локальные вычислительные сети;
• радиоканал.

www.mir-omsk.ru

Рис.5 Контроллер ОМЬ-40. Коммуникационные и измерительные  возможности 

    Протоколы обмена между контроллером и верхним уровнем - ГОСТ Р МЭК 870-5-101 (по ЛВС - ГОСТ Р МЭК 870-5-104).

    Контроллер  ОМЬ-40 устанавливается в шкаф производства ООО "НПО "Мир" совместно с  дополнительным оборудованием (рис. 6).

    Основные  функции, выполняемые данным устройством:

• защита измерительной информации и метрологических характеристик
• АИИС КУЭ от несанкционированного доступа или изменения;
• защита канала передачи данных от импульсных помех;
• обеспечение бесперебойного питания (есть специальный отсек для
• установки необслуживаемого аккумулятора);
• преобразование интерфейса передачи данных;
• климат-контроль и защита оборудования от пыли и влаги.

www.mir-omsk.ru

Рис.6 Контроллер ОМЬ-40 

    В шкафу объединяются отдельные компоненты АИИС КУЭ: мультиплексоры, преобразователи интерфейсов, средства связи, устройства синхронизации системного времени, оборудование для резервного питания и обогрева) в функционально законченный модуль. Состав и назначение шкафа может изменяться в широких пределах и определяться требованиями к конкретной АИИС КУЭ. В шкаф устанавливается необслуживаемый аккумулятор емкостью до 30 А/час, работающий в буферном режиме и обеспечивающий бесперебойную работу контроллера и средств связи при пропадании питания на время от 2 до 4 часов (с сохранением возможности передачи данных по радиоканалу). Срок службы используемых аккумуляторов - не менее 5 лет.

    Назначение Контроллер "ОМЬ-40" предназначен для создания автоматизированных систем коммерческого и технического учета электроэнергии и мощности на энергетических объектах коммунального хозяйства и промышленности. Контроллер "ОМЬ-40" в автоматическом режиме осуществляет:

• Сбор информации со счетчиков электрической энергии и интеллектуальных датчиков по цифровым интерфейсам RS-485, RS-232;
• Сбор информации со счетчиков электрической энергии, оснащенных импульсными телеметрическими выходами;
• Обработку, запоминание, архивирование и передачу обработанной информации в центр сбора информации по протоколу МЭК 870-5-101 (последовательный канал) и по протоколу МЭК 870-5-104, используя TCP/IP;
• Самодиагностику. 

    Преимущества

• Поддержка работы с различными типами счетчиков (Альфа, ЕвроАльфа, ПСЧ-3ТА, ПСЧ-4ТА, СЭТ4-ТМ.01, СЭТ4-ТМ.02, ЦЭ6850);
• Обеспечение формирования двух интервалов усреднения мощности по одному каналу (3/5 мин. и 15/30 мин.);
• Обеспечение сбора дополнительных параметров качества электроэнергии с цифровых счетчиков;
• Возможность дополнительной установки модулей аналогового ввода (для подключения датчиков мощности, тока и напряжения), и модулей телесигнализации (для контроля состояния коммутационного оборудования);
• Возможность подключения оборудования связи (в том числе радиостанций), а также переключения с основного питания на резервное, зарядки аккумулятора и управления обогревом с помощью встроенного блока питания;
• Возможность работы в локальной сети Ethernet (Ethernet 10 BASE-T);
• Обеспечение хранения суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждому каналу учета не менее 35 сут.;
• Обеспечение хранения суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждой группе каналов учета не менее 3 мес.

    Габаритные  размеры, мм, не более 331 х 240 х 401 рис. 7.

www.mir-omsk.ru 

Рис. 7. Габаритные размеры 

Контроллер ОМЬ-1

www.mir-omsk.ru

    Назначение

    Предназначен  для построения автоматизированной системы диспетчерского управления и коммерческого учета электроэнергии АСДУ/АСКУЭ в энергетике: на предприятиях промышленности, АО энерго, в городском хозяйстве, на транспорте. Обеспечивает телеуправление исполнительными механизмами, телесигнализацию о дискретном состоянии объектов, телеизмерение текущих значений параметров, телеизмерение интегральных значений параметров.

    Осуществляет сбор данных с устройств по интерфейсам RS-485, RS-232, ИРПС (счетчики электроэнергии, теплосчетчики, расходомеры, блоки микропроцессорные релейной защиты). 

    Преимущества

• Возможность обнаружения инициативной информации (изменение состояния объектов ТС, выход ТИТ заданных уставок);
• Возможность хранения инициативной информации с привязкой по времени и передачу ее в пункт управления;
• Контроль наличия напряжения питания оперативных цепей;
• Сигнализация при открывании двери шкафа.

    Модификации

    Контроллер  ОМЬ-1 выпускается в шкафах навесного и напольного исполнений.

    Показатели  безопасности

    По  способу защиты от поражения электрическим  током контроллер ОМЬ-1 относится  к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0.

    Электрическая изоляция цепей контроллера ОМЬ-1 выдерживает в нормальных условиях в течение 1 мин действие испытательного напряжения значением:

• 2100 В постоянного тока - между цепями 220 B и корпусом контроллера;
• 1500 В переменного тока - между цепями ТУ и цепями 220 B;
• 1500 В переменного тока - между цепями ТУ и корпусом контроллера;
• 1500 В переменного тока - между цепями 220 B и цепями ТИТ, ТС, ТИИ, RS-485, ИРПС;
• 1500 В переменного тока - между цепями ТУ и цепями ТИТ, ТС, ТИИ, RS-485, ИРПС;
• 500 В переменного тока - между цепями ТИТ, ТИИ, RS-485, ИРПС и корпусом контроллера.

    Электрическая изоляция цепей контроллера ОМЬ-1 выдерживает в условиях повышенной относительной влажности в течение 1 мин действие испытательного напряжения значением:

• 1260 В постоянного тока - между цепями 220 B и корпусом контроллера;
• 900 В переменного тока - между цепями ТУ и цепями 220 B;
• 900 В переменного тока - между цепями ТУ и корпусом контроллера;
• 900 В переменного тока - между цепями 220 B и цепями ТИТ, ТС, ТИИ, RS-485, ИРПС;
• 900 В переменного тока - между цепями ТУ и цепями ТИТ, ТС, ТИИ, RS-485, ИРПС;
• 300 В переменного тока - между цепями ТИТ, ТИИ, RS-485, ИРПС и корпусом контроллера.

    Электрическое сопротивление изоляции между соединенными вместе цепями переменного тока с  номинальным напряжением 220 В и  корпусом контроллера составляет не менее:

• 20 МОм - нормальных климатических условиях;
• 5 МОм - при максимальной повышенной рабочей температуре окружающего воздуха;
• 1 МОм - в условиях повышенной относительной влажности.

    Контроллер  ОМЬ-1 удовлетворяет нормам индустриальных помех для оборудования класса А по ГОСТ Р 51318.22 (СИСПР 22).

    Контроллер  ОМЬ-1 не является источником вибрации, шума и других вредных факторов, отрицательно влияющих на человека.

    Устройство  и принцип работы

    Контроллер  ОМЬ-1 является проектно-компонуемым  изделием. Состав и информационная емкость (количество каналов) контроллера по каждой функции, а также тип и количество интерфейсов определяются типом и количеством субблоков, входящих в состав контроллера, и зависят от характеристик объекта, на котором контроллер будет установлен.

    Контроллер "ОМЬ-1" выполнен в едином корпусе, состоит из модульных устройств (субблока центрального процессора, функциональных субблоков, блока питания, элементов  коммутации, оборудования связи (радиостанция, модем и др.), аккумуляторного модуля и монтируется в шкафу, состоящем из двух отсеков без принудительной вентиляции.

    В первом отсеке шкафа контроллера "ОМЬ-1" размещаются оборудование связи, компоновочный  каркас, элемент обогрева, аккумуляторный модуль.

    Во  втором, коммутационном, отсеке размещаются: клеммные колодки, предназначенные для подключения контрольного кабеля, идущего от датчиков и объектов управления; лампочка освещения; автоматический выключатель питания контроллера; панель, на которой установлены тумблер включения освещения, сетевые розетки, кнопка вызова диспетчера.

    В каркасе компоновочном размещаются  функциональные субблоки. На лицевых  панелях функциональных субблоков  расположены соединители, к которым  подключаются ответные части, соединяемые  жгутами с клеммными колодками.

    Взаимодействие  между функциональными субблоками осуществляется по интерфейсу И41 или  по параллельному интерфейсу.

    Принцип действия контроллера ОМЬ-1 заключается  в сборе и обработке полученной в результате измерений информации, которая может передаваться контроллером на верхний уровень по различным каналам связи, в соответствии с типом используемого оборудования связи. Дальность связи между контролируемым пунктом и пунктом управления в условиях города - до 30 км, в условиях открытой местности - до 40 км.

    Работа  контроллера «ОМЬ 1»

    Конструктивно контроллер выполнен в виде навесного  шкафа с одним общим отсеком. На боковой стенке шкафа имеется  люк, закрываемый крышкой, на которой  в держателях укрепляется микротелефонная  трубка радиостанции. Через люк осуществляется доступ к кнопке вызова диспетчера.

– субблок  ТИТ;

– субблок  ТИТ2;

– субблок  ТИИ2;

– субблок  ТС2;

– субблок  ТУ;

– субблок  АПИ1;

– субблок  АПИ2;

– модуль аккумуляторный. 

    Взаимодействие  между функциональными субблоками (в дальнейшем – субблоки) контроллера осуществляется по параллельному интерфейсу И-41 или по последовательному интерфейсу RS-485, расположенному на интерфейсной плате. Обмен информацией по интерфейсам И-41 и RS-485 производится по инициативе ведущего устройства, которым является субблок АРК2 (или субблок ЦП2.01). Обмен данными между субблоком АРК2 и субблоками ТС, ТУ, УСО2 осуществляется по параллельному интерфейсу, а с субблоками ТИТ, ТИТ2, ТИИ2, АПИ1, АПИ2 – по последовательному интерфейсу.

    Субблоки, входящие в состав контроллера, выполняют следующие функции:

– субблоки питания БП6 и БП8 обеспечивают питающими  напряжениями функциональные субблоки, радиостанцию и датчики;

– субблоки АРК2 и ЦП2.01 выполняют функции  центрального процессора (в каждом исполнении контроллера может быть установлен либо субблок АРК2, либо субблок ЦП2.01). Субблоки АРК2 и ЦП2.01 управляют работой субблоков, входящих в контроллер, поддерживают протоколы связи, преобразуют сигналы для передачи по радиоканалу и при приеме из радиоканала, хранят результаты опросов субблоков;

– субблок  ТИИ2 подсчитывает импульсы, формируемые  датчиками (счетчики электрической  энергии, расходомеры и т. п.), и  передает накопленные значения, эквивалентные  измеряемой величине, в субблок АРК2;