СМ1820М В АСУ ТП

ОАО «Институт электронных управляющих машин» в 1999 - 2005 г.г. разработал и серийно производит широкий спектр технических и программных средств семейства СМ1820М.
СМ1820М - функционально-полный комплекс технических и программных средств, обеспечивающий возможность создания многоуровневых автоматизированных систем управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.
Технические средства СМ1820М сертифицированы Госстандартом России как средства измерения и рекомендованы Госатомнадзором России для использования на объектах использования атомной энергии в системах важных для безопасности.
Программные средства модели СМ1820М включают в себя системное программное обеспечение с использованием операционных систем Windows 2000, Linux, QNX, программные пакеты SCADA, программное обеспечение автоматизированных рабочих мест, средства дистанционного управления, тесты.
В состав технических средств семейства СМ1820М входят:

управляющие вычислительные комплексы, позволяющие создавать автоматизированные рабочие места и сетевые серверы;
контроллеры, обеспечивающие сбор и предварительную обработку информации, формирование управляющих воздействий.

Технические и программные средства СМ1820М использованы на атомных станциях и предприятиях топливно-энергетического цикла в ряде систем контроля и управления, таких как:

Система общестанционного мониторинга (ТСОМ) и система химического мониторинга (СХМ)для АЭС. Внедрены на Тяньваньской АЭС в Китае. Выполнены на базе четырнадцати СМ 1820МВУ, выполняющих функции машин верхнего уровня. Системы введены в эксплуатацию на первом энергоблоке АЭС.
ТСОМ предназначена для получения и отображения оперативной информации о состоянии АЭС, представления обобщенной информации о состоянии безопасности АЭС и аварийной сигнализации. ТСОМ получает исходные данные от СКУ блочного уровня: более 500 дискретных и более 200 аналоговых параметров для каждого энергоблока.
В состав ТСОМ входят резервированное серверное устройство и рабочее место начальника смены.
СХМ предназначена для сбора, обработки и отображения данных химико-технологического контроля внутриконтурных процессов и состояния систем поддержания водно-химического режима. Информационная надежность СХМ обеспечивается сочетанием информации, получаемой по каналам непрерывного контроля от датчиков АХК (по первому контуру - 330 параметров, по второму контуру - 490) и результатов лабораторных анализов (по первому контуру - 190 параметров, по второму контуру - 250).
В состав СХМ входят: рабочее место оператора-технолога и рабочие места лаборантов химических лабораторий.
Рабочие станции систем и сервер объединены в кольцевую оптоволоконную сеть с повышенной надежностью. Наиболее ответственные элементы систем резервированы. (ОАО «ИНЭУМ», 2005г.)

Система радиационного контроля АЭС. Внедрена на Тяньваньской АЭС в Китае. Выполнена на базе семи СМ 1820МВУ, выполняющих функции машин верхнего уровня. Связь с аппаратурой сбора информации осуществляются по 32 каналам интерфейса RS485. (ОАО «ИНЭУМ» и НИТИ им. А.П. Александрова, 2004 г.).

Система контроля электроснабжения. Внедрена на ряде электрохимических заводов России и Китая. Включает пункт управления и три локальных сети, обеспечивающих связь по стандарту RS-485, к каждой из которых подключается до 31 контроллера СМ 1820М КП. Число подключаемых аналоговых, дискретных и число-импульсных сигналов от датчиков объекта ?17000. Число сигналов телеуправления ?10000. (ОАО «ИНЭУМ», 2001г.).

Автоматизированная система радиационного контроля территории АЭС. Создана для Бушерской АЭС в Иране. Выполнена на базе двух СМ 1820МВУ, выполняющих функции дублированного автоматизированного рабочего места, и трех контроллеров СМ1820М КП, выполняющих функции коммуникационных процессоров. Коммуникационные процессоры осуществляют сбор информации от интеллектуальных датчиков радиационной обстановки, распределенными по территории АЭС, ее предварительную обработку, промежуточное хранение и передачу в СМ1820МВУ. Связь с датчиками и автоматизированными рабочими местами осуществляется по каналам интерфейса RS485. В процессе выполнения данной работы были созданы новые конфигурации управляющих вычислительных комплексов верхнего уровня и контроллеров, функционирующие в условиях повышенной температуры и в атмосфере, насыщенной сульфатами и хлоридами, характерной для побережья Персидского залива.
(ОАО «ИНЭУМ» и КБ «Проминжиниринг», 2005 г.).

Автоматизированная система управления движением поездов метрополитена.
Реализована на станциях «Бульвар Дмитрия Донского», «Парк Победы», на Бутовской линии легкого метро. Главной целью создания АСУ является:

повышение безопасности перевозки пассажиров;
повышение пропускной способности линий метро;
повышение надежности и управляемости процесса пассажироперевозки;
предотвращение аварийных и нештатных ситуаций;
обеспечение адаптивного диспетчерского управления поездами в зависимости от изменяющегося потока пассажиров.

АСУ движением поездов метрополитена создана с целью получения нового качества в отображении и управлении объектами как на верхнем уровне - в диспетчерском пункте линии метрополитена, так и на всех станциях с путевым развитием, где устанавливаются двухуровневые АСУ движением поездов на станции (АСУ ДПС). АСУ ДПС предоставляет диспетчеру станции метрополитена информацию о положении поездов и номеров маршрутов на станционных путях на всем контролируемом участке, о положении и токах стрелок, о состоянии светофоров, обеспечивает выдачу сигналов ТУ с клавиатуры или с трекбола для задания маршрутов, автооборота, автоприема, установки стрелок на резерв и на макет.
Средства АСУ ДПС дают возможность пользоваться большим объемом дополнительной информации: подстрочными инструкциями, подсказками, предупреждениями о неправильных действиях, авариях, получать номера рельсовых цепей, схемы, инструкции, приказы и т.д.
Одним из главных достоинств АСУ ДПС является наличие в его составе автоматизированного рабочего места телеуправления движением поездов (АСУ АТДП), обслуживающего автоматику и телемеханику движения поездов метрополитена. Количество сигналов ТС, фиксируемых АРМ АТДП в 4 - 5 раз превышает количество сигналов, поступающих на АРМ диспетчера станции метрополитена. Это позволяет обеспечивать постоянный мониторинг состояния технических средств, отвечающих за безопасность пассажирских перевозок. Тестовые программы позволяют в графической оболочке давать информации о состоянии принимаемых сигналов ТС и передаваемых сигналов ТУ. Электронный архив за 15 суток позволяет воспроизводить с фиксацией по времени на всех АРМах системы даже те ситуации, которые ранее невозможно или очень трудно было обнаружить.
Верхний уровень системы, располагающийся в диспетчерском пункте линии метрополитена, принимает по ВОЛС весь объем информации, собираемый контролируемыми пунктами нижнего уровня со всех станций линии метрополитена. Таким образом, АСУ ДПС имеет на линии метрополитена для каждой станции с путевым развитием по два АРМ, каждый из которых, в свою очередь, имеет резервный комплект оборудования. Это позволяет обеспечить высокую надежность работы системы в условиях, когда интенсивность движения подвижного состава может составлять до 60 пар поездов в час. (ОАО «ИНЭУМ» и ОАО «НИИВК им. Карцева», 2002-2004 г.).

Автоматизированная система управления энергоснабжением поездов метрополитена.
Реализована на станциях «Бульвар Дмитрия Донского», «Парк Победы» «Маяковская», на Бутовской линии легкого метро, на линии мини-метро.
АСУ службы энергоснабжения метрополитена выполнена на тех же технических средствах, что и АСУ ДПС. Отличия состоят в том, что она выполнена по двухуровневой схеме и база данных, прикладное программное обеспечение, набор электронных схем, инструкций, журналов, приказов выполнены с учетом специфики обслуживаемого оборудования и требований специалистов службы энергоснабжения.
В развитие данного направления в настоящее время в ОАО «ИНЭУМ» ведутся работы по созданию специализированного контроллера, обеспечивающего интеграцию в АСУ управления энергоснабжением интеллектуальной аппаратуры защиты электрических цепей типа «Сириус», АЗМ и им подобной. (ОАО «ИНЭУМ» и ОАО «НИИВК им. Карцева», 2003-2005 г.).
В настоящее время ОАО «ИНЭУМ» ведет работы по созданию автоматизированного комплекса программно-технических средств для мониторинга водно-химического режима атомных и тепловых станций, осуществляющего постоянное измерение физических параметров водно-химических процессов в трактах мощных энергоблоков, системах химподготовки и водоочистки. Комплекс строится на основе совместимых конструктивных элементов и включает в себя приборы, измеряющие параметры водно-химического режима, устройства подготовки проб, коммуникационный процессор на базе контроллера СМ1820М КП, дополненного средствами отображения и управления. Применение такого комплекса на атомных и тепловых станциях минимизирует затраты на поддержание оптимального воднохимического режима энергоблоков.
Другим перспективным направлением развития технических и программных средств семейства СМ1820М является создание бортовых систем для управления тяговым электроприводом, мобильными функциональными устройствами и установками.

Перспективные разработки программного обеспечения в составе комплексов СМ1820М.

Основываясь на опыте использования SCADA систем, полученном при выполнении ряда проектов, которые были осуществлены в период с 1999 по 2005 гг, были выявлены некоторые недостатки в использовании SCADA системы WinCC, производства фирмы SIEMENS. Основными проблемами является недостаточная открытость и возможность применения только в среде операционной системы Windows 2000. Анализируя возможности решения данной проблемы было принято решение о разработке собственной многоплатформенной SCADA системы, которая не должна уступать по своим характеристикам уже существующим системам других разработчиков и решит проблемы, выявленные при использовании покупных систем. Таким образом, с января 2005 года была начата разработка собственной SCADA системы.

Разрабатываемая система включает в себя следующие базовые компоненты:

Модуль управления переменными (как внутренними - логическими, так и внешними, подключенными к оборудованию нижнего уровня).
Развитая и надежная система архивирования значений процесса с функциями резервирования.
Система контроля за аварийными ситуациями с подробными журналами событий и удобным пользовательским интерфейсом для доступа к этим журналам и быстрого поиска источника аварии.
Графическая система, позволяющая быстро и легко создавать мнемосхемы на основе библиотеки графических объектов, связывать их с переменными, а в режиме исполнения отображать эти мнемосхемы в структурированном виде.
Система разработки алгоритмов взаимодействия переменных в режиме исполнения, основанная на построении логических схем на базе библиотечного набора элементов.
Скриптовый язык высокого уровня для описания более сложных алгоритмов взаимодействия переменных, а также для взаимодействия с внешними приложениями.
Система генерации отчетов, позволяющая выводить протоколы и графики на печать, как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Служба резервирования для повышения надежности системы в режиме исполнения при сборе и архивировании информации с возможностью синхронизации архивов при простое одного из серверов.
Совместимость с системами нижнего уровня других производителей по стандартным протоколам, таким как MODBUS.
Служба сохранения архивов процесса и сообщений на долгосрочных носителях с возможностью последующего восстановления и графического представления данных для изучения.
Внешний программный интерфейс для предоставления пользователям дополнительных возможностей по связи системы с их источниками данных.

Система должна функционировать под управлением операционных систем типа Windows и Linux.
Каждый модуль выполняется в виде отдельной программы и все они могут быть запущены на различных узлах сети, что позволяет сделать систему распределенной для объектов с большой нагрузкой. И наоборот, при использовании данной системы на небольших объектах существует возможность компоновки всех модулей на одной машине.
Учитывая различные требования заказчиков к надежности и быстродействию при автоматизации различных объектов, система адаптирована к использованию в комплекте с разными СУБД. Базовая версия основана на СУБД FireBird. Более масштабное исполнение может работать с такими СУБД как Microsoft SQL Server, Sybase, Oracle. Кроме того, при построении высоко надежных и производительных систем управления важна возможность использования системы в различных операционных системах семейства Windows и Linux.
Наборы используемых компонентов могут быть выбраны пользователем при конфигурации проекта, что позволяет создавать не только большие системы управления, но и встраивать SCADA систему непосредственно в промышленные контроллеры. Пробная версия такой сборки была выполнена и оттестирована в декабре 2005 года. Такое исполнение значительно расширяет спектр возможных применений системы в комплексах автоматизации. Как пример применения подобной архитектуры можно привести систему теплоснабжения города. Где в каждой бойлерной микрорайона установлен контроллер, осуществляющий местное управление и регулирование. Контроллер оснащен локально SCADA системой, которая осуществляет сбор информации, отображает локальные данные на мониторе, подключенном непосредственно к контроллеру, и собирает локальный архив. Далее, создаются у усредненные архивы, параметры текущего состояния, которые направляются в центральную диспетчерскую систему.
Разрабатываемая SCADA система оснащена мощными средствами для взаимодействия с внешними приложениями и средствами внутреннего программирования, что делает ее предельно открытой для разработчика системы управления. Комплект библиотек для работы с модулями системы позволяют использовать «снаружи» те же методы модулей, что и «изнутри». Таким образом разработчик имеет возможность не только подключать к системе дополнительные источники данных, не известные в системе по умолчанию, но и создавать сценарии управления и обработки данных, выполняемые удаленно.
В разрабатываемой системе изначально включен необходимый набор драйверов для наиболее эффективной работы с оборудованием семейства СМ1820М по различным интерфейсам (RS-232/485, Ethernet, USB).