Программно-технический комплекс «Торнадо-N» для объектов теплоэнергетики

Новое в российской электроэнергетике Ежемесячный электронный журнал № 9 сентябрь 2011

Программно-технические комплексы (ПТК), или Distributed Control Systems (DCS), для теп- лоэнергетики на сегодняшний день представлены рядом разработок отечественных и зарубеж- ных компаний. Практически все существующие ПТК и общепромышленные средства автома- тизации используют контроллеры в качестве основного функционального элемента системы управления. Контроллер выполняет функции ввода-вывода, обработки, обмена по сетевым и периферийным интерфейсам. Эти функции выполняются различными устройствами или модулями, включенными в контроллер и взаимодействующими внутри него каким-то опреде- ленным способом. В крупных системах функционирует большое число контроллеров. Полу- чение одним контроллером информации от датчика, подключенного к другому контроллеру, осуществляется через вышестоящую сеть, объединяющую контроллеры. Понятно, что такое взаимодействие значительно медленнее, чем получение данных от собственного ввода-вывода (устройств сопряжения с объектом – УСО). Кроме того, передача между контроллерами сете- вых переменных, используемых в алгоритмах управления технологическим объектом управ- ления (ТОУ), должна осуществляться строго детерминировано, т.е. в «реальном времени». Часто в ПТК для межконтроллерного взаимодействия организуют сеть, отдельную от других сетей. Для эффективного обмена данными между контроллерами в реальном времени конт- роллеры необходимо тщательно компоновать, с тем чтобы основные переменные, относя- щиеся к одному функциональному узлу ТОУ, попадали в один контроллер, и таким образом минимизировать межконтроллерное взаимодействие.

Современное развитие сети Ethernet создает базис для перехода на совершенно новый уро- вень – от традиционной контроллерной архитектуры к одноранговой мультипроцессорной среде управления (ОМСУ). Система в этом случае представляет собой одноранговую сеть, обеспечивающую прямое взаимодействие всех элементов системы: как устройств сопряжения с объектом (УСО), так и элементов обработки информации (процессорные устройства – ПУ). Контроллеры в традиционном понимании в такой архитектуре не существуют. Любое ПУ в ОМСУ имеет непосредственный доступ к любому УСО и соответственно любым данным от ТОУ. Контроллеры становятся виртуальными, то есть представляют собой программы, испол- няемые в ПУ, ведущие опрос и получение данных от УСО для выполнения программ управ- ления. Таким образом, на базе одного ПУ может быть организовано несколько виртуальных контроллеров (управляющих программ), обрабатывающих любые необходимые им данные разных УСО. И наоборот, одно УСО может опрашиваться одновременно несколькими ПУ.

Применение стандартных сетевых технологий обеспечивает возможность построения ПТК на основе любых ПУ и УСО, поддерживающих необходимый стандарт взаимодействия.

Были проведены испытания ПТК «Торнадо-N» по длительности опроса модулей УСО. Они проводились на реальном комплексе управления энергоблоком – ПТК для ПГУ-410 Краснодарской ТЭЦ. Методика испытаний разработана совместно со специалистами ОРГРЭС, программа испытаний утверждена при сертификации в системе Энсертико. Условия испы- таний: ПТК полностью развернут, загружено все прикладное программное обеспечение. При помощи специальной тестовой программы проводились испытания для цикла 50 мс и 10 мс.