авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


179

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА,

РЕГУЛИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА РЕЖИМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

Чипулис В.П.

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, г.Владивосток

Аннотация

Представлен опыт разработки, внедрения и сопровождения информационно-

аналитических систем, эксплуатируемых на объектах теплоэнергетического комплекса Приморского края России. Рассмотрены функциональные возможности систем в части ретроспективного анализа результатов измерений.

Внедрение информационных технологий в теплоэнергетике до недавнего времени сдерживалось дефицитом и несовершенством средств измерений, не позволяющих полу чить достаточно полную и достоверную информационную базу. Измерительные приборы нового поколения, пришедшие на смену морально устаревшим в начале 90-х годов, в кор не изменили ситуацию. Они обеспечили возможность не только осуществлять измерения с высокой точностью, но и выполнять их первичную обработку, накопление в архивах (ча совых, суточных, месячных) с последующей передачей в компьютер. Стало реальностью формирование баз данных результатов измерений для большого числа объектов за значи тельные интервалы времени (месяцы и годы). Такого рода информация представляет без условный интерес как для проведения научных исследований, так и для решения конкрет ных практических задач.

Существенный прогресс в решение проблемы повышения энергоэффективности мо жет быть достигнут за счет максимальной автоматизации процессов сбора, накопления и обработки результатов измерений параметров с целью обеспечения энергосберегающих режимов эксплуатации объектов теплоэнергетики (ОТЭ). Наличие современной алгорит мической базы и мощных вычислительных ресурсов открывает большие перспективы ис пользования результатов измерений для решения задач диагностирования технического состояния, анализа и управления ОТЭ.

Появление новых возможностей, связанных с использованием информационных технологий в теплоэнергетике, послужило мощным стимулом к разработке информацион но-измерительных систем. Общим для большинства из них является реализация таких функций, как сбор результатов измерений, передача их в компьютер и накопление базы данных, мониторинг, визуализация данных в виде графиков, таблиц, отчетов. Однако су ществуют другие, не менее интересные, важные и гораздо более сложные задачи. Решение их также опирается на использование БД результатов измерений, но не может быть полу чено с использованием информационно-измерительных систем и требует более глубокого и трудоемкого анализа информации. Выделим наиболее понятные и актуальные из этих задач.

1. Проверка соответствия режимов эксплуатации ОТЭ и установленных на них кон трольно-измерительных приборов требованиям нормативной базы и, при необходимости, определение причин отклонения от этих требований.

Поскольку нарушения требований нормативной базы могут привести к весьма нега тивным последствиям (аварийные ситуации, финансовые потери при коммерческом учете потребляемых ресурсов), эта проблема представляется первоочередной и ей необходимо уделять постоянное внимание.

2. Оценка степени соответствия фактических характеристик теплопотребления нор мативным.

Решение этой задачи требует предварительной выработки критериев, имеющих по нятный пользователю физический смысл и позволяющих количественно оценить пара метры теплопотребления.

3. Выявление базовых зависимостей параметров функционирования ОТЭ с учетом их реального технического состояния.

Необходимость определения зависимостей с учетом реального технического состоя ния объекта определяется тем обстоятельством, что модельные зависимости, закладывае мые в процессе проектирования ОТЭ, с течением времени после ввода объекта в эксплуа тацию (а нередко и сразу) перестают быть адекватными и поэтому не могут использовать ся, по крайней мере эффективно, для управления объектом.

Системы, в которых существенный акцент делается на анализ результатов измере ний, связанный с решением отмеченных выше задач, будем называть информационно аналитическими системами (ИАС).

В качестве примера кратко остановимся на возможностях трех ИАС, разработан ных в ИАПУ ДВО РАН и эксплуатируемых применительно к двум классам ОТЭ – потре бителям и источникам тепловой энергии.

В [1] описана рабочая версия ИАС оперативного наблюдения и ретроспективного анализа режимов функционирования потребителей тепловой энергии (СОНА), эксплуа тируемой с 2000 года в г. Владивостоке. Система предназначена для широкого круга поль зователей – технических специалистов, представителей администрации, финансовых служб, а так же полезна при проведении научных исследований. Основное практическое применение системы связано с сервисным обслуживанием тепловых узлов и установлен ных на них приборов учета тепловой энергии.

Первоначальным источником информации для работы системы являются тепловы числители, хранящие результаты измерений, поступающие с датчиков расхода, темпера туры и давления и осуществляющие их первичную обработку (в частности, вычисление потребляемой тепловой энергии). Система предназначена для реализации следующих ос новных функций:

• считывание с архивов тепловычислителей результатов измерений с последующей передачей в компьютер (с помощью оптической головки, модемной телефонной или сото вой связи);

• своевременное обнаружение нештатных и критических ситуаций;

• мониторинг с отображением на карте текущего технического состояния наблю даемых объектов;

• экспресс-анализ результатов измерений и выработка рекомендаций для корректи ровки режимов функционирования объектов;

• визуализация результатов измерений на задаваемом пользователем интервале вре мени (графики, таблицы, отчеты);

• сравнительный анализ фактических и нормативных режимов эксплуатации объек тов;

• получение и визуализация интегральных характеристик теплоснабжения для групп объектов-потребителей тепловой энергии, выделяемых пользователем по ведомст венному, административному, географическому признакам, источнику теплоты и т.д.;

• фильтрация результатов измерений и формирование зависимостей между изме ряемыми и вычисляемыми системой параметрами с учетом реального технического со стояния объекта;

• выработка рекомендаций по корректировке эксплуатационных режимов объекта.

С 2004 г. новая версия ИАС СОНА, обладающая расширенными функциональными возможностями и ориентированная на работу с более широкой номенклатурой интеграто ров, внедрена и используется при сервисном обслуживании объектов социальной сферы г. Артема. ИАС СОНА является основной интеллектуальной составляющей информаци онно-аналитического центра (ИАЦ) теплоэнергетического комплекса, развиваемого в ИАПУ ДВО РАН совместно с инжиниринго-внедренческой компанией ВИРА.

ИАЦ базируется на использовании взаимосвязанного комплекса программных, тех нических средств и информационного обеспечения и включает:

• телекоммуникационные средства сбора и дистанционной передачи в компьютер ную сеть результатов измерений основных параметров ОТЭ;

• компьютерную сеть автоматизированных рабочих мест с различным набором функциональных пользовательских возможностей;

• средства накопления и ведения базы данных - информационное обеспечение ИАЦ;

• программные средства мониторинга, оценки технического состояния, анализа ретроспективной информации, выработки управляющих решений.

На рис.1 представлена архитектура системы сбора и обмена данными ИАЦ. К на стоящему времени функционирует первая очередь локального ИАЦ г.Артема и основного ИАЦ г.Владивостока. При этом в ИАЦ г.Артем выполняется лишь экспресс-анализ ре зультатов измерений с выработкой рекомендаций по нормализации режимов эксплуата ции тепловых узлов, а более детальный анализ осуществляется в ИАЦ г.Владивостока.

Рис. 1. Архитектура системы Подобного рода задачи, связанные с информационно-аналитическим обеспечением теплоэнергетических объектов, но более масштабные, сложные и функционально разно образные, возникают при техническом обслуживании источников теплоты – ТЭЦ, котель ных, бойлерных. При этом не только в значительной степени возрастает и усложняется информационная база результатов измерений, обусловленная широким спектром и боль шим количеством измерительного оборудования, устанавливаемого (причем, как правило, на значительном расстоянии друг от друга) на источниках теплоты, но и возникает еще один существенный, усложняющий разработку информационно-измерительных и анали тических систем аспект. Он связан с необходимостью создания совокупности автоматизи рованных рабочих мест с различным набором пользовательских функций. Естественно, что все эти автоматизированные рабочие места должны быть объединены в локальную компьютерную сеть, источником обрабатываемых данных для которой являются архивы контрольно-измерительных приборов. Программное управление такого рода системным объектом, включающим совокупность разнотипных (в том числе и по форматам архиви руемых данных) контрольно-измерительных приборов, коммуникационных средств пере дачи данных в базовый компьютер и распространения их по локальной сети, является, безусловно, нетривиальной задачей.

В конце 2001 г. коллектив сотрудников и ИАПУ и компании ВИРА завершил работы по созданию рабочей версии информационно-аналитической системы источников теплоты – ИСМА-ОКЕАН. Система внедрена и эксплуатируется в котельной Всероссийского дет ского центра «Океан» в пригороде г. Владивостока. Общая функциональная схема котель ной приведена на рис. 2.

Здание котельной Административное Кабинет начальника котельной здание Преобразователь ВКТ- RS- Кабинет главного Телефонная инженера RS- ВКТ- пара ISDN ISDN ТМ- RS- Концентратор Место оператора LAN Рис. 2. Локальная компьютерная сеть системы ИСМА-ОКЕАН.

Задачи, решаемые системой, концентрируются в двух направлениях – мониторинг (наблюдение в реальном времени за параметрами функционирования объекта, сопровож даемое выявлением нештатных и критических ситуаций с последующим оповещением пользователя об их возникновении) и ретроспективный анализ накапливаемых и храни мых системой результатов измерений.

На объекте установлены датчики расхода ультразвуковые Ultraflow II, SONO 2500, SKU (холодная и сетевая вода, горячее водоснабжение - ГВС, подпитка, мазут);

датчики расхода вихревые V-BAR 7OO (пар);

датчики давления КРТ-СТ и КРТ-1 (сетевая вода, ГВС, мазут);

датчики уровня (баки-аккумуляторы, резервуары с мазутом,);

термометры сопротивления РТ 500, 100 П (вода, пар, мазут, наружный воздух).

Сигналы с датчиков передаются на многоканальный термометр ТМ 5231 и на два интегратора ВКТ-5, имеющих почасовой архив, а с них по интерфейсным линиям связи данные считываются в компьютер. Период считывания задается пользователем и варьиру ется в диапазоне от 0,5 мин. до 1 час. с интервалом 0,5 мин. База данных системы попол няется из почасовых архивов интеграторов каждый текущий час. Для тех температурных параметров, которые не отражены в архивах ВКТ-5, системой формируется свой почасо вой архив.

Система установлена на трех компьютерах – главного инженера, начальника тепло вого цеха и оператора. Компьютеры объединены в локальную сеть. На каждом из компь ютеров в реальном времени можно наблюдать динамику функционирования объекта по каждому из измеренных (или вычисленных интеграторами ВКТ-5) параметров. Кроме то го, на дисплее отражаются другие, вычисляемые системой параметры – уровни мазута и воды в соответствующих резервуарах, а также объемы их заполнения. Общий вид отобра жаемой на дисплее информации в режиме мониторинга представлен на схеме рис. 3.

Рис. 3. Общий вид экрана дисплея в режиме мониторинга Одна из основных, наиболее ответственных функций системы – обнаружение не штатных и критических ситуаций и своевременное оповещение об их возникновении.

Пользователю предоставлена возможность настройки диапазона нормативных и допусти мых значений для каждого из измеряемых параметров. При выходе измеренной величины параметра за пределы нормативной включается предупредительная сигнализация – по же ланию пользователя либо статическая визуальная (значение параметра обрамляется крас ной рамкой), либо динамическая (мигающая красная рамка). При возникновении критиче ской ситуации, могущей привести к аварии, включается аварийная сигнализация – дина мическая, сопровождаемая для усиления восприятия звуковой.

Помимо этого, для каждого из контролируемых параметров пользователем задается допустимый интервал «устаревания» данных – период времени, в течение которого изме ренные значения параметра не обновляются. Превышение интервала свидетельствует о том, что результатам измерения нельзя доверять. Такая ситуация возникает обычно при нарушении канала связи «прибор-компьютер», либо неисправности локальной сети, либо в том случае, когда один из компьютеров-источников информации для другого выключен.

Реализовано программное диагностирование такого рода дефектов и для каждого из них предусмотрена соответствующая визуальная сигнализация.

В режиме ретроспективного анализа результатов измерений система предоставляет пользователю ряд возможностей, основные из которых сводятся к следующему.

Во все последующие после ввода в эксплуатацию ИСМА-ОКЕАН выполнялись ра боты, связанные с расширением функциональных возможностей системы и распростране нием ее на всю инженерную инфраструктуру объекта.

Построение и визуализация графиков. Графики подразделяются на стандартные и заказные. Стандартные графики реализуются через выпадающее меню, содержащее набор параметров и их сочетаний, подлежащих (по заданию пользователя) графическому пред ставлению. Формирование и отображение заказных графиков предполагает предваритель ное задание пользователем функции (от параметров архивных переменных, констант и времени), подлежащей программной интерпретации с последующим графическим пред ставлением.

Стандартные графики подразделяются на две группы (примеры двух из них приве дены ниже):

• графики параметров (и их сочетаний) во времени;

• графики параметров (и их сочетаний), усредненные за каждый час суток заданно го интервала времени – «среднее по часам».

Стандартные графики второй группы (среднее по часам) реализуются для тех же па раметров и их сочетаний, которые были перечислены выше. Использование таких графи ков многообразно и весьма полезно на практике. Так, график «среднее по часам» расхода подпиточной воды в закрытой системе теплоснабжения позволяет с большой достоверно стью выявлять несанкционированный (систематический) водозабор потребителей. Этот же график применительно к расходу горячей воды позволяет установить динамику по требления горячей воды в течение суток и должным образом управлять технологическим процессом ГВС. Знание статистической зависимости суточного расхода пара создает предпосылки для оценки загруженности котлов и облегчения процесса регулирования их производительности.

Другие возможности системы в части ретроспективного анализа сводятся к следую щему.

1. Формирование таблиц значений параметров с различными интервалами времени (1 час, 6 часов, 12 часов, сутки, 7 суток и т.д.). В таблицах отражается тот же набор пара метров, что и в стандартных графиках. Предусмотрен автоматический переход от таблиц к графикам и наоборот.

2. Формирование отчетов о потребляемых и вырабатываемых теплоисточником ре сурсах. Система ориентирована на формирование и вывод на печать произвольных отче тов, т.е. отчетов с различным содержательным наполнением. При этом подразумевается, что бланк отчета с указанием отражаемых в нем значений измеряемых и вычисляемых па раметров указывается пользователем.

В 2004-2005 годах была разработана система АИСТ для двух котельных г. Арсеньев.

При этом было решено, учитывая опыт предыдущей разработки, не идти по пути ее адап тации к новым объектам, а создать принципиально новую систему на базе современных технологий в области инструментального обеспечения и разработки программных средств.

Объектами автоматизации являлись котельная «Курс», работающая на твердом топ ливе и покрывающая потребности одной трети тепловой нагрузки города Арсеньев, и ко тельная «Интернат», работающая на жидком топливе (мазут) и отапливающая небольшой район на окраине города. Информационной базой для работы системы АИСТ являются результаты измерений контрольно-измерительного оборудования, установленного на объ ектах, с возможностями архивирования и/или передачи данных в компьютер. Выбор кон трольно-измерительных приборов осуществлялся в соответствии с существующей схемой технологических процессов и с учетом получения требуемых технико-экономических по казателей, а так же последующей автоматизации локальных контуров. Система охватыва ет различные технологические процессы, такие как потребление холодной воды, деаэра ция, выработка тепловой энергии, работа котлов, подогревателей, аккумулирование теп ловой энергии для нужд горячего водоснабжения с последующим отпуском в теплосеть и др. Подбор оборудования осуществлялся с позиций обеспечения надежности, а также ми нимизации стоимости монтажных и пуско-наладочных работ, так как при больших тепло вых нагрузках существенно возрастает трудоемкость установки оборудования. В соответ ствие с этим для каждого котла при учете выработки пара было принято решение исполь зовать погружные вихревые расходомеры. Для учета расходов воды на водогрейных кот лах и в техпроцессах подготовки воды были использованы ультразвуковые и электромаг нитные расходомеры, что позволило увеличить точность измерений при большем дина мическом диапазоне. Вследствие этого появилась возможность обнаружения утечек теп лоносителя в ночные часы, которые нельзя было определить с использованием сущест вующей диафрагмы вследствие нечувствительности в нижнем диапазоне измерений. Ана логичная ситуация прослеживалась и по второй котельной, где некоторые средства изме рения просто отсутствовали.

На объектах было установлено следующее оборудование:

• датчики расхода ультразвуковые SKU-01, UltraflowII (сетевая вода, подпитка, ма зут);

• датчики расхода электромагнитные ПРЭМ (расход воды через котлы, подпитка, деаэрация);

• датчики расхода вихревые V-BAR 700 (пар);

• датчики расхода механические ВСХ (холодная вода);

• датчики давления и уровня Метран-100 (напор воздуха, разрежение, зоны котла, конденсатные баки, баки-аккумуляторы запаса горячей воды, барабаны котлов, деаэрато ры, редукционно-охладительная установка, питательные линии, мазут);

• термометры сопротивления 100П (вода, пар, мазут, воздух, дымовые газы);

• газоанализаторы O2 и СО серии WDG-HPII компании Termox (дымовые газы).

Автоматическое поддержание постоянного давления в теплосети осуществляется частотным преобразователем FDU40-031-54CE фирмы Emotron, встроенным в шкаф управления насосами АЭП-40-031-54Ч-22А компании ADL. Установка необходимой ве личины давления возможна как непосредственно со шкафа управления, так и дистанцион но с компьютера, при этом в системе учитывается потребляемая насосом электрическая энергия.

Вторичные приборы представлены контроллерами фирм Mitsubishi FX2N, OWEN TPM-138, модулями УСО ICP DAS I-7015, а также платами ввода аналоговых и импульс ных сигналов AD-32L и TMC-10 производства ICP DAS, встроенными в промышленный компьютер. Данные от измерительных датчиков с помощью соответствующих контролле ров и драйверов системы TRACE-MODE отображаются средствами Монитора Реального Времени и записываются в базу данных реального времени, встроенную в Trace Mode. С использованием разработанных средств репликации полученные результаты измерений попадают в общую базу данных системы, реализованную на основе СУБД MySQL.

Согласно ТЗ создана сеть автоматизированных рабочих мест с требуемым для каж дого АРМ набором функциональных возможностей. На рис. 4 приведена функциональная схема компьютерной сети системы АИСТ. АРМ’ы операторов котлов и оператора бойлер ной котельной «Курс» реализованы на базе промышленных компьютеров ES-161-Fanless (обеспечивающих повышенную надежность, защищенность от воздействий окружающей среды и непрерывную круглосуточную работу в течение длительного времени) и выпол няют только функции удаленных консолей мониторинга. Для АРМ начальников смен обеих котельных использованы промышленные компьютеры ROBO-2000. Эти АРМ по мимо функций мониторинга позволяют выполнять анализ ретроспективной информации.

Остальные АРМ (инженерно-технического и управляющего персонала) с полным набором функциональных возможностей системы реализованы на базе Pentium IV-2800. Все ком пьютеры системы объединены в локальную сеть, обеспечивающую передачу данных меж ду ними и доступ к общей базе данных. Общая база данных позволяет не только отслежи вать работу всех объектов мониторинга, но и проводить анализ ретроспективной инфор мации параметров функционирования технологического процесса различными математи ческими методами, получать генерализированные (обобщенные) характеристики режимов работы, подготавливать необходимую отчетную информацию.

Функциональная схема компьютерной сети системы АИСТ АРМ ПТО Арсеньевского филиала АРМ ПТО Примтеплоэнерго производства № ИАЦ ЗАО ВИРА и Сервер КУРС, ИАПУ ДВО РАН АРМ начальника смены Сервер ЮЖНАЯ, АРМ начальника смены АРМ АРМ АРМ оператора оператора оператора котлов №3, бойлерной котлов №1, Измерительное оборудование - датчики давления, температуры и расхода Рис. 4. Функциональная схема компьютерной сети системы АИСТ В процессе эксплуатации разработчики системы при помощи средств VPN (Virtual private network) получают возможность удаленного доступа к компьютерам системы через сеть Интернет для оперативного устранения сбоев в эксплуатации, внесения изменений в программные средства и их реконфигурации без выезда к заказчику.

Программно-аппаратный комплекс АИСТ представляет собой территориально рас пределенную систему со значительным удалением узлов, сочетающую в себе свойства системы реального времени и системы обработки ретроспективной информации.

Для передачи данных между удаленными узлами системы используется протокол TCP/IP, а в качестве физической среды передачи данных – оборудование ADSL, работаю щее по стандартной телефонной линии. Для защиты информации, передаваемой по от крытым каналам сети Интернет, была построена виртуальная частная сеть (VPN) с ис пользованием шифрованного протокола IPSEC.

Программные средства для сбора информации с измерительных приборов и опера тивного мониторинга технологического процесса были разработаны, в соответствии с отечественным и мировым опытом построения подобных систем, с использованием SCADA-системы Trace Mode 5 компании AdAstra, являющейся ведущим производителем SCADA-систем в России.

Несоответствие архива измеренных данных системы Trace Mode 5 требованиям под системы ретроспективного анализа (ограниченный объем архива, сложность программно го интерфейса доступа к данным архива, усеченная реализация SQL), а также необходи мость организации сложной структуры конфигурационной информации потребовали ис пользовать в качестве информационного ядра подсистемы полнофункциональную СУБД среднего класса. В качестве такой СУБД была выбрана СУБД MySQL с открытым кодом, которая является одним из лидеров по скорости работы, гибкости и простоте использова ния. Для обеспечения переноса информации из архива Trace Mode в базу данных ретро спективного анализа системы на сервере сбора была разработана программа автоматиче ского конвертирования данных. На рис. 5 в качестве примера представлена мнемосхема мониторинга котельной «Курс».

Рис. 5. Мониторинг котельной «Курс»

Система ретроспективного анализа включает в себя набор независимых программ ных модулей, ориентированных на решение требуемых прикладных задач и обладающих определенной функциональной направленностью. Взаимосвязь программных модулей осуществляется на уровне базы данных с использованием стандартных протоколов обмена данными ОС Windows. Ниже кратко описаны основные модули ретроспективного анали за.

Графики. Пользователю предоставляется широкий набор возможностей графиче ского отображения значений измеряемых и вычисляемых на их основе параметров. Среди них выделим следующие: до шести осей ординат (по три с каждой стороны), интерактив ное масштабирование по каждой оси в отдельности с помощью мыши («приближение удаление», сжатие-растяжение, сдвиг), усреднение по времени (среднечасовые, среднесу точные, среднемесячные и т.д.), групповое усреднение (по часам суток, по дням недели), показ-скрытие отдельных графиков с помощью мыши. Промежутки времени по оси абс цисс для удобства могут быть размечены цветными полосами (дни недели, недели, меся цы, годы). Области значений тех или иных графиков (динамический, критический и др.

диапазоны) размечаются цветными горизонтальными полосами. Графики можно распеча тать на принтере и сохранить в графический файл. Вид графиков (цвет, ось, которой он принадлежит, единицы измерения и др.) настраивается.

Отметим, что для систематизации хранимых в базе данных результатов измерений используется система трёхуровневой группировки: данные группируются в группы, груп пы — в наборы, а наборы — в конфигурации. Например, в конфигурации «Котельная Курс» имеются такие наборы, как «Котёл №1», «Котёл №2», «Теплосеть» и т.д. Далее в наборах по котлам имеются группы графиков и таблиц такие, как «Выработка тепла», «Параметры воды» или «Параметры пара» и т.д. А уже в группах находятся собственно соответствующие параметры (теплота, расходы, температуры и т.д.).

В предыдущей разработке (система «ИСМА-ОКЕАН») так же использовалась такая трёхуровневая группировка данных. Однако лишь в последней версии системы появилась возможность настраивать конфигурации без внесения изменений в программу (настройки хранятся в базе данных).

Таблицы. Таблицы достаточно просты, но эффективны для анализа числовых рядов данных. Группы параметров, отображаемых в таблицах, не совпадают с группами пара метров графиков. В таблицу можно одновременно поместить гораздо больше параметров, чем одновременно отображаются на графиках. Как уже было сказано выше, группы для таблиц (равно как и для графиков) настраиваются.

В таблицах предусмотрено усреднение по времени, как и на графиках. Таблицы можно распечатать на принтере и сохранить в текстовый файл специального формата, ко торый можно открыть в любой электронной таблице.

Отчеты. Модуль формирования отчётов обладает определенной универсальностью:

формы отчётов настраиваемы, механизм представления данных в этих формах позволяет выполнять их математическую обработку. Так можно, например, создавать отчёты в виде сводных данных за отчётный период, в виде ряда усреднённых данных (посуточные, по часовые отчёты) и т.д. Отчёты формируются за такие отчётные периоды, как сутки и ме сяц либо с начала суток и с начала месяца (по текущий час или дату).

Температурный график. Модуль предназначен для построения фактического тем пературного графика источника теплоты по результатам измерения температуры в по дающем и обратном трубопроводах теплосети. Модуль позволяет производить сравни тельный анализ утвержденного для источника теплоты температурного графика и рассчи танного на основе измеренных данных за выбранный временной период.

Тепловой режим. Модуль предназначен для объективного анализа эффективности отпуска тепловой энергии в тепловую сеть посредством сравнения нормативных (расчет ных) значений показателей функционирования источника теплоты, как производителя те пловой энергии в системе теплоснабжения с фактическими данными, полученными в ре зультате измерений. Сравнивая фактические и расчетные параметры работы системы теп лоснабжения, выявляют основные причины некачественного теплоснабжения.

Исходными данными для расчета нормативных показателей являются климатиче ские данные региона, расчетные тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение и утвержденный для источника на данный сезон температурный график.

Пересчет нормативных показателей ведется в зависимости от фактической температуры наружного воздуха измеряемой на объекте автоматизации. В дополнение к графическому отображению параметров теплового режима реализована возможность визуализации сравнительных характеристик фактических и нормативных значений параметров (равне ние абсолютных значений параметров;

определение относительного (в процентах) рассо гласования между нормативным и фактическим значениями параметра;

определение ко эффициента превышения (занижения) фактического значения параметра над норматив ным).

Зависимости. Модуль предназначен для выявления тенденции изменения измеряе мых параметров с учетом их взаимосвязи. Регрессионный анализ основан на построении так называемой линии тренда (аппроксимации и сглаживания). Линии тренда позволяют графически отображать тенденции данных и прогнозировать их дальнейшие изменения.

Результаты анализа впоследствии могут быть использованы для составления прогнозов, оценки качества технологического процесса и решения задач диагностики измерительного оборудования. Программный модуль поддерживает два режима работы:

• простая регрессия;

• множественная регрессия.

Простая регрессия предполагает построения элементарной зависимости одного па раметра от другого, причем это могут быть как измеряемые, так и рассчитываемые по формулам, задаваемым пользователем, величины. При работе в этом режиме на графике отображается набор данных, характеризующий распределение значений выбранных пара метров, и линия тренда и значение критерия достоверности аппроксимации.

Множественная регрессия позволяет формировать модели, отображающие фактиче скую зависимость одного параметра от множества других. Получаемые с его помощью эталонные зависимости, определенные по заведомо «правильной» информации, в даль нейшем используются для решения задач диагностирования физических и поведенческих дефектов объектов. Модуль позволяет графически сопоставлять на временной оси изме ренные и вычисленные значения параметра, соответствующего функции, аппроксими рующей сформированную зависимость.

Основной эффект от внедрения системы АИСТ заключается в том, что ее использо вание позволяет обеспечить качественно новый уровень управления технологическими процессами котельных с использованием измерительного оборудования нового поколения и современных информационных технологий. Возможности ситтемы ориентированы на обеспечение бесперебойного и качественного теплоснабжения, поддержание оптималь ных (энергоэффективных) эксплуатационных режимов котельных, а так же получение реального экономического эффекта и, как следствие, сдерживание роста тарифов на теп ловую энергию и горячую воду.

В настоящее время ведутся работы по проектированию, разработке и внедрению ин формационно-аналитических систем мониторинга и анализа котельной г. Большой Камень (вторая очередь, первая завершена в 2007 г.), инженерной инфраструктуры спорткомплек са «Спартак», г.Владивосток и системы теплопотребления ОАО «Радиоприбор», г.Влади восток (17 тепловых узлов).

Список литературы 1. Бабенко В.Р., Кузнецов Р.С., Орлов С.И., Чипулис В.П. Система мониторинга и анализа режимов функционирования потребителей тепловой энергии // Информатизация и системы управления в промышленности. 2005. № 7. С. 23-28.

2. Бабенко В.Н., Виноградов А.Н., Малышко А.В., Михальцов А.С., Орлов С.И., Чи пулис В.П. Автоматизация процессов мониторинга, регулирования и анализа режимов функционирования источников теплоты // Информатизация и системы управления в про мышленности. 2004. № 1. С. 5-8.

3. Виноградов А.Н., Гербек Ф.Э., Раздобудько В.В., Кузнецов Р.С., Чипулис В.П.

Учет и анализ параметров технологических процессов выработки тепловой энергии // Ин форматизация и системы управления. 2006. № 7. С. 4-9.

Чипулис Валерий Павлович – докт. техн. нааук, профессор, заведующий лабораторией Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, г.Владивосток, тел.: 8-4232 310221, e-mail: chipulis@vira.dvo.ru.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.