Автоматизированная система управления технологическими процессами высоковольтной подстанции 220 кВ

БАЛТИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВОЕНМЕХ"

им.  Д. Ф.  УСТИНОВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

 

по учебной дисциплине ___________Проектирование информационных систем____________

 

 

на тему _Автоматизированная система управления технологическими процессами______________ высоковольтной подстанции 220 кВ_

 

 

 

 

 

 

студента  ___________________Тапленкина Руслана Эльчиновича________________________

Фамилия ,               Имя ,            Отчество        студента

 

группы _____И383______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2013  г.

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка состоит из 28 стр., включает в себя 6 рисунков и 1 таблица. При написании работы было использовано 3 источника.

Информационная система, концептуальная модель, логическая модель, автоматизированная система управления, мероприятия, информационная модель, подстанция, технологический процесс.

Цель: получить готовый  проект информационной модели автоматизированной системы управления технологическими процессами подстанции.

Для достижения заданной цели была взята за основу АСУТП ПВС-34, работающая в данный момент и находящаяся на ЛАЭС. В данном проекте были рассмотрены цели и задачи АСУТП на ПС, ее архитектура, а также входящие в ее состав подсистемы с составом задач технологического управления. Наряду с этим были рассмотрены технические требования к проектируемой системе и проблемы предметной области.

На основании всего перечисленного, были спроектированы концептуальные модели предметной области и информационной системы в целом, а также ее логическая модель, моделирующая структуру программного обеспечения АСУТП ПС. С помощью данной модели можно приступить к процессу написания такого ПО.

Содержание

СОКРАЩЕНИЯ…………………………………………………………………...………4

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..…………5

1 Описание предметной области………………………………………………….….......6

1.1 Актуальность проблемы……………………………………………………….6

1.2 Цели и задачи АСУТП на ПС ЕНЭС………………………………………….6

1.3Типовая архитектура АСУТП  ПС……………………………………………...8

1.4Архитектура АСУТП ПС……………………………………………………….9

1.5 Подсистемы АСУТП ПС и состав задач технологического управления по подсистемам…………………………………………………………………………...…10

1.6 Технические требования……………………………………………………...13

2 Концептуальная модель предметной  области…………………………….......17

3 Концептуальная модель информационной системы………………………….21

4 Логическая модель информационной  системы……………………………….23

5 Реализация модели в  case-среде………………………………………………..25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………...27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОКРАЩЕНИЯ

АСУ – автоматизированная система управления;

ТП – технологический процесс;

ИС – информационная система;

ПС – подстанция

ЕНЭС – единая национальная электрическая  сеть

UML – унифицированный язык моделирования

РЗА – релейная защита и автоматика

АСКУЭ – автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии

АСДУ – автоматизированная система  диспетчерского управления

АСУ ПТД ФСК – автоматизированная система управления производственно-технологической деятельностью Федеральной сетевой компании

АРМ – автоматизированное рабочее место

ЕЭС – единая энергосистема

ПА  – противоаварийная автоматика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Данный курсовой проект рассматривает основные принципы построения АСУ технологическими процессами на подстанциях (АСУТП ПС) ЕНЭС, а также построение её информационной модели на основе унифицированного языка моделирования UML, с учетом специфики отечественных электроэнергетических объектов и современного уровня развития средств промышленной автоматизации.

Интегрированная АСУТП ПС - это многоуровневая иерархическая система управления, включающая в свой состав совокупность технических и программных средств и каналов связи, обеспечивающих комплексное автоматическое и  автоматизированное управление всеми технологическими процессами в пределах одной подстанции, а также возможность дистанционного управления одной или группой подстанций с удаленного диспетчерского пункта.

Выбор архитектуры  АСУТП существенным образом определяется техническими требованиями объекта  автоматизации.  В связи с этим проект охватывает типовые технические требования как к основным техническим характеристикам АСУТП ПС, вытекающим из специфики технологических процессов объекта управления, так и к необходимым для их обеспечения средствам автоматизации.

Данный проект показывает основные технические решения по созданию АСУТП высоковольтных подстанций с напряжением 220  кВ и выше с локальными и кустовыми пунктами управления и диспетчеризации  (соответственно для обслуживаемых и необслуживаемых подстанций).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание предметной области

1.1 Актуальность проблемы

Дальнейшее  расширение реформ и внедрение рыночных отношений, в том числе в рамках ЕНЭС России, в качестве наиболее актуальной задачи ставит повышение бизнесэффективности энергообъектов и всей энергетической системы в целом. Повышение бизнесэффективности технологических объектов и процессов обеспечивается решением следующих проблем:

• контроль и учет параметров технологических процессов;

• обеспечение надежности и безопасности управления технологическими процессами и повышение на этой основе надежности электроснабжения потребителей;

• оптимизация управлениями технологическими процессами;
• сохранение и продление ресурса технологического оборудования;
• предотвращение аварий и ликвидация их последствий с меньшими затратами;

• экономия эксплуатационных затрат и сокращение численности обслуживающего персонала;
• снижение экономических потерь, возникающих вследствие недостаточной информационной и общей безопасности;

• снижение стоимости владения технологическим объектом.

Одним из основных решений перечисленных проблем является максимальное повышение качества и оперативности управления за счет внедрения автоматизированных систем управления технологическими процессами.

АСУТП на подстанциях является низовым  уровнем системы управления ЕНЭС, который непосредственно связан с технологическим оборудованием. В рамках АСУТП собирается первичная информация по всем параметрам технологических процессов, решаются задачи метрологического обеспечения, выполняются процедуры прямого регулирования и дистанционного управления оборудованием, выполняются работы по сбережению ресурсов. Из этого следует, что эффективность технологических процессов, по существу обеспечивается на уровне АСУТП. Кроме того, этот уровень является источником информации для верхних уровней управленческой структуры (АСУ ПТД, АСДУ ЕЭС, АСКУЭ и др.) и во многом определяет эффективность управления всей энергетической системой. Поэтому задача создания АСУТП на подстанциях является весьма актуальной в рамках комплекса работ по совершенствованию и модернизации системы управления ЕНЭС России.

Назначением АСУТП ПС является комплексная  автоматизация технологических  процессов подстанций на базе современных аппаратно-программных средств автоматизации и телекоммуникаций с целью обеспечения максимальной эффективности решения задач передачи, преобразования и распределения электроэнергии.

1.2 Цели и задачи АСУТП на ПС ЕНЭС

Создание  АСУТП на подстанциях ЕНЭС имеет  следующие цели:

• Повышение эффективности функционирования и управления подстанциями и всего технологического комплекса ЕНЭС в нормальных и аномальных (в том числе аварийных) режимах.
• Обеспечение требуемых качественных показателей электроэнергии и уровня обслуживания участников рынка при решении задач передачи, преобразования и распределения электроэнергии.
• Снижение уровня аварийности, снижение ущерба от аварий и сокращение сроков ликвидации аварий.
• Повышение надежности и безопасности функционирования, улучшение эксплуатационного обслуживания основного и вспомогательного технологического оборудования, а также снижение стоимости ремонтных работ.
• Создание информационной основы для построения интегрированной многоуровневой иерархической системы технологического управления АСУПТД ФСК.

• Обеспечение системной и комплексной интеграции:

• средств РЗА и противоаварийной автоматики с системами автоматизированного управления;
• средств сбора и передачи телеинформации, контроля и диагностики состояния основного оборудования энергообъекта и регистрации и ретроспективного анализа аварийных процессов;
• автономных средств и систем контроля и управления с подсистемами ССПИ, а также с подсистемами сбора, обработки и представления информации об аварийных процессах;
• информационного обеспечения и взаимодействия с АСКУЭ и другими внешними подсистемами.

• Снижение эксплуатационных расходов подстанций.

• Повышение уровня информационной и общей безопасности технологического комплекса ЕНЭС.

Цели  создания программно-технического комплекса  АСУТП ПС должны быть достигнуты за счёт решения следующих задач:

• Автоматическое и оперативное дистанционное управление основным технологическим оборудованием.
• Мониторинг и контроль технологических процессов, состояния основного оборудования и качества электроэнергии, в том числе:

• представление оператору электрических схем подстанций в динамике их изменений;
• представление цифровых значений технологических параметров, существенных для ведения режимов;
• регистрация и тревожная сигнализация при выходе параметров технологических процессов за допустимые пределы;
• отображение и сигнализация изменений электрических схем, происходящих в процессе ведения технологического режима.

• Регистрация параметров, необходимых для анализа и оценки работы технологического оборудования, средств автоматизации и действий персонала, в том числе:

• регистрация технологических событий нормального режима;
• регистрация аварийных ситуаций и запись аварийных процессов.
• Системная интеграция с системами и средствами автоматического контроля и управления (РЗА, ПА, АСКУЭ). АСУТП ПС должна интегрировать средства и системы автоматизации, обеспечивая как минимум, получение информации от внешних систем управления и задание для них уставок, и, как максимум, реализацию общего функционала с помощью единого программно-технического комплекса средств автоматизации.
• Мониторинг и управление специализированными подсистемами автоматического технологического управления:
• релейная защита и автоматика;
• локальная противоаварийная автоматика;
• управление вспомогательными технологическими процессами.
• Регистрация параметров переходных процессов в аномальных режимах.
• Учет параметров основного технологического оборудования.
• Коммерческий и технический учёт электроэнергии и мощности.
• Генерация отчётов оперативной и учётной информации по основной и вспомогательной технологической деятельности (бланки оперативных переключений, оперативный журнал событий, отчётная документация АСКУЭ и другие виды документов по управленческим задачам).
• Мониторинг эксплуатационных параметров и диагностика состояния основного технологического оборудования.
• Мониторинг и диагностика комплекса программно-технических средств АСУТП ПС.
• Формирование и представление оперативной и отчётной информации верхним уровням АСУПТД ФСК.
• Обеспечение информационной безопасности и общей безопасности АСУТП ПС.