Teoria Reglarii Automate - Sisteme Informatice Industriale

Transcription

Sisteme informatice în energetică
Ș.l.dr.ing. Nicoleta Arghira
Prof.dr.ing. Sergiu Stelian Iliescu
http://shiva.pub.ro/cursuri/sisteme-informatice-in-energetica/
Printer Server 1
Operator's Workstation 1
Engineering Workstation
Operator's W orkstation 2
PTUSK Scope
Global Position
System
to
Central Station
Disturbance Recorder
Evalution Station
132kV FOX
Equipment
11kV analog Ether 132kV analog
Input
net
Input
Printer Server 2
Verbindung zu E4
o/e
Redundant Station LAN TCP-IP
Front-End Station
Computer 1
LAN-Interface
to LV SCMS
11kV Modem
NSK
GPS
Master
Repeater
Front-End Station
Computer 2
Station Alarm Unit
RS232
Station Alarm Unit
Manual
Switch
4 x Star Coupler
RER111 including
redundant
power supply
FO
Fibre optic station bus (LON) in star configuration
Control
Protection
Main 2
SPAJ110C
500RIO11 , 16DI
Analog alarm unit
SACO16A3
Tertiary
Earth fault
Prot.
Analog alarm unit
SACO16A3
EF and OC
SPAJ110C
Main 1
o/e
Siemens 7SD610 für
E19 Verbindung
B69
Überstrom
SPAJ110C
Earth fault
overcurrent
Prot.
SACO64D4 Auxiliary alarm unit
SACO64D4 Auxiliary alarm unit
Pilot wire diff. prot.
SOLKOR R/Rf.
2
Bibliografie
 ILIESCU S.St., Ioana FĂGĂRĂŞAN – Automatizarea centralelor
electrice, Ed. Printech, 2005, Bucuresti.
 ILIESCU S.St., Teoria reglării automate, Ed. PROXIMA, Bucureşti
2006, ISBN 973-7636-15-5
 MIHOC D., ILIESCU S.St., FĂGĂRĂŞAN Ioana, ŢĂRANU Gh.,
Conducerea şi automatizarea instalaţiilor energetice, 110 pagini,
Editura Printech, Bucureşti, ISBN (10) 973-718-497-1, ISBN (13) 978973-718-497-9 , 110 pg., 2006
 MIHOC D., ILIESCU S.St., FĂGĂRĂŞAN Ioana, ŢĂRANU Gh., MATEI
G., Automatizări electro- şi termoenergetice, Ed. PRINTECH,
Bucureşti, ISBN: 978-973-718-936-3, 180 pg., 2008;
3
Cuprins:
Cap.1. Consideratii generale privind aplicatiile
Terminologie. Tipuri de scheme tehnologice
informatice.
Cap.2. Sistemul energetic. Producția, transportul, distribuția și
consumul energiei electrice
Cap.3. Sisteme de comandă și reglare în sistemul energetic,
integrate în sistemul informatic
Cap.4. Principii generale de realizare a sistemelor informatice
4.1 Etapele de realizare a sistemelor (aplicatiilor) informatice
4.2 Etapele de realizare a produselor program
4.3 Aspecte privind evolutia unui sistem informational.
4
Cuprins:
Cap.5. Tehnologia de realizare a unui produs informatic.
5.1 Consideratii generale
5.2 Strategii de concepere a unui sistem informatic
5.3 Strategii de abordare a procesului de realizare a unei
aplicatii informatice sau produs-program
5.4 Metode de realizare a unui produs informatic
5.4.1. Top – down
5.4.2. Outside – in
5.4.3. Inside – out
5.4.4. Bottom – up
5.5 Tehnici de realizare a unui produs informatic
5.5.1. Interviuri
5.5.2. Chestionarul
5.5.3. Studiul documentar
5.5.4. Analiza diagnostic
5.5.5. Tabele de decizie
5
Cuprins:
Cap.6. Cadrul tehnologic de realizare a unui sistem informatic
6.1 Elaborarea temei de realizare
6.2 Proiectarea de ansamblu
6.3 Integrare si testare
6.4 Aspecte privind sistemul de management (IMS) al
informatiei
Cap.7. Funcții și caracteristici ale sistemelor informatice
utilizate în domeniul energetic
Cap.8. Exemple de sisteme informatice în energetica (DCS)
6
Terminologie
• Proces industrial: ansamblu de fenomene de natura complexa, conceput,
de regula, de om, cu o destinatie functionala precisa ce expliciteaza
transformarile masice si/sau de energie.
v
Ei
u
Ee
x
y
Model: reprezentare matematica a dependentei dintre mai multe
marimi. Daca dependenta corespunde unui proces fizic realizabil se
spune ca avem un model sistemic.
La un model sistemic exista o relatie de cauzalitate intre marimi.
Aceasta relatie imparte marimile ce caracterizeaza un model in doua
clase: marimi de intrare (cauza) si marimi de iesire (efect).
7
Terminologie
• Produs informatic: denumire generica prin care se refera sistemul
informatic, o aplicatie informatica sau produsul program.
• Aplicatie informatica: utilizarea calculatorului in rezolvarea unui grup
omogen de probleme ale unui utilizator individual printre care distingem:
- aplicatii de gestiune;
- aplicatii stiintifice;
- aplicatii de birotica etc.
• Produs program: sistem complet si documentat de programe, livrabil unui
grup de utilizatori care reprezinta:
- implementarea uneia sau mai multor aplicatii informatice la utilizatorii
din grup;
- suportul de realizare si exploatare a produselor program aplicative de uz
general sau dedicat.
8
Terminologie
• Sistem informatic: ansamblu constituit din urmatoarele tipuri de
elemente:
- echipamente, care pot fi: unul sau mai multe calculatoare, memorii,
periferice;
- software compus din: soft de baza, soft de gestionare a bazelor de date,
soft de aplicatie;
- personal de exploatare, utilizatori de specialitate pentru intretinere;
- organizarea activitatilor de pregatire a mediului de achizitiea datelor, de
supraveghere a exploatarii si intretinerii sistemului.
9
Terminologie
• Ciclul de viata al unui produs informatic: perioada de timp intre
momentul aparitiei cererii prin care se solicita realizarea unui produs
informatic si momentul scoaterii lui din exploatare.
• Ciclul de realizare al unui produs informatic: partea din ciclul de viata al
unui produs informatic in cadrul careia se realizeaza respectivul produs.
In ceea ce priveste criteriile, sistemele informatice se pot clasifica dupa:
- nivelul sistemului obiect pe care se grefeaza sistemul informatic: sisteme
destinate proceselor industriale, unitatilor socio-economice, de productie sau de
servicii;
- domeniul de utilizare;
- stadiul atins in evolutia sa de sistemul informatic.
10
Terminologie
• Calculator de proces: echipament numeric de calcul care poate realiza
conducerea unui proces in timp real si care pe langa interfetele clasice
dispune de o interfata industriala prin care se realizeaza o legatura
bilaterala cu procesul condus, precum si de o consola a operatorului de
proces ce permite dialogul operator-calculator.
• Timp real: mod de organizare a prelucrarilor prin care calculatorul trebuie
sa furnizeze, pe baza datelor primite de la un proces, informatii necesare
de comanda si control intr-un timp compatibil cu regimul tranzitoriu din
proces.
11
Terminologie
• Hardware (echipament): echipament fizic folosit pentru prelucrarea
datelor, spre deosebire de programe, proceduri, reguli si documentatia
asociata acestora.
• Software: produs intelectual constand din programe, reguli si
documentatia asociata pentru functionarea unui sistem de prelucrare a
datelor (notiunea de software nu include si suportii fizici utilizati pentru a-l
manipula).
12
Terminologie
• Software critic: componenta software a unui produs informatic a carui
functionare eronata produce efecte negative foarte mari in mediul
utilizator.
• Software de operare (sistem de operare): software care controleaza
executia programelor si poate sa asigure functiuni ca: alocarea resurselor,
planificarea resurselor, controlul intrarilor, al iesirilor si gestiunea datelor.
• Software suport: software care constituie suport pentru realizarea si
exploatarea produsului informatic si care va fi incorporat in componentele
software ale produsului final; cuprinde: software-ul de baza, software-ul
de gestionare a colectiilor de date, software-ul de comunicatie.
13
Tipuri de scheme tehnologice
Scheme tehnologice cu automatizări (P&ID)
Process/Piping and Instrumentation Diagram (P&ID): în care sunt
reprezentate atât elementele instalaţiei automatizate, legăturile lor
funcţionale, cât şi elementele şi circuitele instalaţiei de automatizare.
Exemplu P&ID
14
Simbol
3H
an
Semnificaţie
comandă de la
distanţă
(închis,
deschis, stop)
aparat local
XX
Simbol
2H
an
XX
Semnificaţie
comandă de
la distanţă
(pornit/oprit,
creşte/scade)
traductor,
detector
an
XX
an
aparat montat
în panou local
XX
an
Simbol
A-M
an
XX
an
aparat montat
în dulap
neoperativ
A(B)
Semnificaţie
element de comutare automat-manual
(pentru reglarea referinţei în bucla de
reglare: A-referinţa culeasă din proces;
M-referinţă modificată manual)
aparat montat pe panou sau pupitru în
CCT – camera de comandă tehnică
(contur operativ)
semnal analogic (binar) transmis la
calculatorul de proces
Sursa: ISA – www.isa.org
prima literă (primele litere) reprezintă simbolul parametrului măsurat
XX
an
a doua literă (ultimele litere începând cu a doua) reprezintă simbolul funcţiei aparatului
cifră reprezentând numărul aparatului în buclă
litere având următoarea semnificaţie : b = buton; g = aparat indicator; f = traductor; u = aparat calcul
15
Cele mai utilizate simboluri ale parametrilor şi funcţiilor sunt :
A
F
L
P
T
Y
Z
V
U
X
simboluri parametri
calitate (pH, S) I
debit
R
nivel
Q
presiune
A
temperatură
S
turaţie
Y
poziţie
T
vibraţii
E
deplasare
C
dilatare relativă
W
K
simboluri funcţii
indicare
înregistrare
contorizare
semnalizare
protecţie
calcul
transmitere la distanţă
element sensibil (detector)
reglare
priză pentru măsurători de probă
referinţă
16
Scheme desfăşurate
Scheme desfăşurate: reprezintă legăturile dintre aparate sau dintre
elementele componente ale acestora, care permit înţelegerea şi
urmărirea funcţionării efective a circuitelor electrice;
Partea de forță
Partea de comandă
R
L1
L2
L3
K
Sp
Q
K
S0
K
M
3~
S
17
•Semne conventionale IEC folosite pentru schemele instalațiilor electrice
Buton normal deschis actionat prin impingere cu revenire
Buton normal deschis actionat prin rotire cu mentinerea
pozitiei
Buton normal inchis actionat prin impingere (apasare) cu
revenire
1k
Contact de releu sau contactor normal deschis
Contact de releu sau contactor normal inchis
Bobina de contactor principal sau releu intermediar
Contactor
Contactor asociat cu relee de suprasarcina
18
•Scheme de montaj
Scheme sau tabele de conexiuni interioare: pe baza cărora
se execută legăturile dintre aparate, precum şi legăturile
dintre aparate şi şirurile de cleme din interiorul tablourilor sau
pupitrelor de comandă.
Schemele sau tabelele de conexiuni exterioare: pe baza
cărora se execută legăturile dintre echipamente şi aparatele
locale (traductoare, butoane de comandă, acţionări, etc.)
19
Funcţii ale sistemelor informatice utilizate în energetică
SUPRAVEGHERE
Bloc
amplificare şi
execuţie
REGLARE
COMANDA
Bloc culegere şi prelucrare
primară a informaţiilor din
proces
PROTECTIE
PROCES
20
SUPRAVEGHEREA
Functionare periculoasa
PROTECTIE
Functionare anormala
COMANDA
Functionare normala
REGLARE
Prin supraveghere se intelege
achizitia datelor provenite din
proces (masuratori), prelucrarea si
afisarea informatiilor, arhivare si
semnalizare.
In cazul sistemelor complexe
supravegherea se poate face pe
mai multe nivele, ingloband in acet
caz si functiile de reglare,
comanda si protectie.
Functiile sistemului de conducere a
proceselor pe domenii de functionare a
instalatiilor
21
SUPRAVEGHEREA
Functionare periculoasa
PROTECTIE
Functionare anormala
COMANDA
Functionare normala
REGLARE
Semnalizarea
consta
in
indicarea optica si acustica:
 a schimbarii modului de
functionare a unei instalatii
(semnalizare de pozitie sau
functionare),
 a aparitiei unei functionari
necorespunzatoare care poate
conduce la avarii (semnalizare
preventiva)
Functiile sistemului de conducere a
proceselor pe domenii de functionare a
instalatiilor
 sau la aparitia propriu-zisa a
avariei
(semnalizare
de
avarie).
22
Sistemul energetic
Acesta este constituit din elemente
generatoare de energie electrică, retea de
transport, de distribuţie a energiei electrice
si consumatori. Aceste elemente sunt
grupate zonal constituind subsistemele unui
SE.
23
Sistemul energetic
Rețeaua de transport
Nivele de tensiune: 400kV, 220kV, 110 kV
Operatorul de Transport si Sistem din Romania:
https://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta//harta_WAR_SENOperareHartaportlet
https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduri
Verificarea și acceptarea în funcționare a centralelor eoliene din punct de vedere
al respectării cerințelor Codului Tehnic RET
24
Sistemul energetic
Rețeaua de distribuţie
Nivele de tensiune: 110kV, 20 kV, 10 kV, 6 kV
Operatori de distribuție din Romania:
25
Reteaua electrica de transport
Centru de conducere
International
SS
Statii
Centru de conducere
National
SS
Centrul de comanda
Local
Centrul de comanda
Local
SS
SY
Posturi de
transformare
PP
SS
PP
Centrale electrice
PP
SS
Statii electrice
PP
SY
Număr foarte mare de "puncte" (centrale electrice, transformatoare, întreruptoare, stații)
situată la 2000 de km 2 km distanță.
Toate operațiunile critice de timp executate la nivel local în stațiile și unități de producere
a energiei.
26
Stații electrice
protectie (Linii, transformatoare, generatoare) cu viteză de răspuns f mare
control (la distanță sau local) pentru a asigura circulația de puteri, operarea în condiții de
siguranță (interblocări)
Măsurare (local and la distanță), factura de energie electrică, circulația de puteri în rețea
27
Centru de conducere - dispecerizare
28
Dispecerul energetic national
• Starea Sistemului Energetic National in timp real:
http://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet
29
Conducerea unei statii electrice
unit controllers
Reglare
Comanda
Monitorizare
Alarmare etc
30
Linkuri
• - Eurel Young Engineers Seminar:
• http://www.eurel.org/home/Events/YES/Pages/Y
ES.aspx
• - IEEE Power and Energy Society, Control
Systems Society
• http://www.ieee-pes.org/
• http://www.ieeecss.org/
• - ENTSOE: European Network of Transmission
System Operators for Electricity:
https://www.entsoe.eu/
31

Teoria Reglarii Automate - Sisteme Informatice Industriale

Transcription

Similar documents

Laborator 1