Система автоматизированная комплексного учета топливно-энергетических ресурсов Восточно-Сибирской железной дороги (АСКУ ТЭР Восточно-Сибирской ЖД)

Назначение

Система автоматизированная комплексного учета топливно-энергетических ресурсов Восточно-Сибирской железной дороги (АСКУ ТЭР Восточно-Сибирской ЖД), далее - Система или АСКУ ТЭР, предназначена для измерений количества теплоты (тепловой энергии) в водяных и паровых системах теплоснабжения, объемного расхода горячей и холодной воды, массового расхода пара и мазута, для осуществления автоматизированного коммерческого (технического) учета и контроля потребления количества теплоты (тепловой энергии), теплового потока (тепловой мощности) в водяных и паровых системах теплоснабжения, объема горячей и холодной воды, массы пара и мазута, а также контроля режимов работы технологического и энергетического оборудования, регистрации параметров энергопотребления и выработки, формирования отчетных документов и передачи информации в энергоснабжающую организацию в рамках согласованного регламента.

Полученные данные и результаты измерений могут использоваться для коммерческих и технических расчетов и оперативного управления энергопотреблением.

Описание

АСКУ ТЭР, построенная на основе ПТК «ЭКОМ» (Госреестр № 19542-05), представляет собой многоуровневую автоматизированную измерительную систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.

Система имеет трехуровневую структуру с распределенной функцией выполнения измерений и включает следующие уровни:

1 - уровень измерительно-вычислительных комплексов узлов учета энергоресурсов (ИВКЭ). Уровень ИВКЭ обеспечивает автоматические измерения, вычисления и сохранение в архиве контролируемых параметров, а также интерфейс доступа к средствам измерений данного уровня. На уровне ИВКЭ система состоит из следующих подсистем:

- подсистема учета тепловой энергии (ТЭ);

- подсистема учета горячего водоснабжения (ГВС)

- подсистема учета подпитки (ХВС);

- подсистема учета пара;

- подсистема учета мазута.

В зависимости от измеряемого параметра на уровне ИВКЭ применяются средства измерений, внесенные в Федеральный фонд по обеспечению единства измерений.

2 - уровень информационных комплексов сбора и передачи данных структурного подразделения (ИКП). Уровень ИКП обеспечивает передачу измерительной информации с уровня ИВКЭ на уровень ИВКС.

Оборудование уровня ИКП включает в себя устройство сбора и передачи данных (УСПД) ЭКОМ-3000 (Госреестр № 17049-09), устройство синхронизации системного времени (УССВ) в составе УСПД, а так же совокупность аппаратных, каналообразующих и программных средств, выполняющих сбор информации с нижних уровней, ее обработку и хранение.

3 - уровень информационно-вычислительного комплекса системы (ИВКС).

В состав уровня ИВКС входит оборудование, размещенное в дорожном центре сбора данных и автоматизированные рабочие места (АРМ).

В дорожном центре сбора данных размещается серверный шкаф Rittal со следующим оборудованием:

- сервер;

- выдвижная жидко-кристаллическая консоль Slideaway ATEN CL-1000MR;

- устройство KVM ATEN CS-1734BC;

- источник бесперебойного питания Smart-UPS 3000 RM 2U;

- межсетевой экран Cisco ASA 5505 ASA5505-UL-BUN-K8;

- автоматизированные рабочие места (АРМы).

В состав комплектация сервера входит:

- DL180G6 E5520 (2.26GHz-8MB) Quad Core, 3x2GB 8 LFF SATA/SAS Model (487503421) + 3years warranty;

- 300GB Hot-Plug 15K 3.5" DP 6G SAS Enterprise (ENT) Drive - 6 шт.;

- Slim 12.7mm SATA DVDRW Kit - 1 шт.;

- 512MB P-Series BBWC Upgrade - 1 шт.

В состав входит один АРМ с расширенными графическими возможностями следующей комплектации:

- системный блок HP 8000E CMT E8500 320G 2.0G 23 PC PC Intel Core 2 Duo E8500, 320GB HDD 7200 SATA, DVD+/-RW, 2GB PC3-10600 DDR3 (sng ch);

- видеокарта VGA ASUS NVIDIA GeForce with CUDA GTS250 675MHz, 1Gb DDR3 2GHz/256 bit, PCI-Ex16, 1xDVI, 1xHDMI, 1xD-SUB (WoW) ASUS;

- монитор HP ZR24w LCD Monitor 24" E-IPS 1920х1200, 400 nits, 1000:1, 178/178, Display Port, DVI-D, VGA, HDCP Sup. Hewlett Packard;

- блок бесперебойного питания BE700-RS.

Программное обеспечение, установленное на сервере, включает общее и специальное программное обеспечение Системы.

Общее программное обеспечение обеспечивает среду для функционирования специального программного обеспечения, которое непосредственно отвечает за выполнение технологических функций системы.

Общее программное обеспечение, установленное на сервере, включает:

- операционную систему MS Server-2008 Srv R2 Standard Edition 5CAL RU, а также два MS W2008 Svr 5-User CAL Pack, что обеспечивает поддержку одновременной работы на сервере до 15 пользователей включительно;

- систему управления базой данных MS SQL Server-2008 Standard Edition, поддерживающую одновременную работу до 15 пользователей;

- пакет программ MS Office Office для дома и Бизнеса 2010;

- антивирусное программное обеспечение (поставляется и устанавливается ИВЦ дороги).

Специальное программное обеспечение, установленное на сервере, включает:

- программный комплекс ПК «Энергосфера» производства ООО «Прософт - Системы», имеющий архитектуру «клиент-сервер». Данное ПО поставляется в комплекте с сетевым ключом, обеспечивающим одновременную работу до 15 пользователей;

- набор программ для опроса приборов учета.

Сервер ИВКС обеспечивает:

- сбор данных c ИКП (УСПД) по сети Ethernet по протоколу НТТР в виде соответствующем спецификации CRQ;

- доступ к данным, хранящимся в базе данных, с АРМ, установленных в службах дороги.

На компьютере АРМ установлено следующее программное обеспечение:

- операционная система Windows 7 Professional CDowngrade to XP Pro;

- пакет программ MS Office Office для дома и Бизнеса 2010;

- клиентская часть ПК «Энергосфера».

На АРМ устанавливается корпоративное антивирусное программное обеспечение.

Специалисты дороги, отделений дороги и структурных подразделений используют информацию из базы данных дороги посредством автоматизированных рабочих мест, подключенных к СПД ОАО «РЖД».

АСКУ ТЭР решает следующие задачи:

- измерение часовых приращений параметров энергопотребления;

- периодический (1 раз в час) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений параметров энергопотребления;

- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;

- передача результатов измерений в энергоснабжающую организацию в рамках согласованного регламента;

- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т.п.);

- диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АСКУ ТЭР;

- конфигурирование и настройка параметров АСКУ ТЭР;

- ведение системы единого времени в АСКУ ТЭР (коррекция текущего значения времени и даты часов компонентов АСКУ ТЭР);

- передача журналов событий теплосчетчиков, тепловычислителей и УСПД.

Принцип действия:

Измерения объемного и массового расхода теплоносителя, количества теплоты (тепловой энергии) в водяных и паровых системах теплоснабжения проводится с помощью теплосчетчиков и тепловычислителей.

В зависимости от измеряемого параметра на уровне ИВКЭ применяются средства измерений внесенные в Федеральный фонд по обеспечению единства измерений.

1) На узлах учета тепловой энергии используют: теплосчетчики КМ-5, которые выполняют преобразования выходных сигналов первичных преобразователей расхода (ППС), температуры и давления теплоносителя в значения физических величин, вычисляют и ведут коммерческий учет теплоты (тепловой энергии) и параметров теплоносителя. Узел учета тепловой энергии учитывает тепловой поток (тепловую мощность), как интеграл по времени от количества тепловой энергии на интервале времени 1 час. Комплекты термопреобразователей сопротивления платиновых (тип КТС-Б, КТСП-Р или аналогичные) устанавливают для определения необходимого количества тепла отпущенного в тепловую сеть в соответствии с утвержденным температурным графиком. Для преобразования избыточного или абсолютного давления неагрессивных сред в унифицированный электрический сигнал применен датчик давления ИД-1.6. Теплосчетчик обеспечивает выдачу по интерфейсу RS485 значений всех измеряемых величин и всех архивных данных.

2) На узлах учета ТЭ, ГВС, ХВС и пара используют теплосчетчики ЛОГИКА 8961, на базе: первичных преобразователей (датчиков расхода ПРЭМ, ДРГ.М, комплектов термопреобразователей сопротивления платиновых (КТС-Б, КТСП-Р или аналогичных), термопреобразователей сопротивления ТПТ-1-3, преобразователей избыточного давления Метран 55-

Всего листов 27 ДИ. Организация учета потребления параметров энергоносителя осуществляется на базе теп-ловычислителя СПТ 961, который выполняет преобразования выходных сигналов датчиков расхода, температуры и давления теплоносителя в значения физических величин, вычисляет и ведет коммерческий учет количества теплоты (тепловой энергии) и параметров теплоносителя (объемного и массового расхода). В случае необходимости расширения конфигурации входов (при количестве трубопроводов в котельной более четырех) дополнительно применяют адаптер измерительный АДС97, который измеряет информативные параметры электрических сигналов (частота и количество импульсов, сила тока, сопротивление электрическому току), соответствующие параметрам потоков жидкостей или газов, транспортируемых по трубопроводам (расход или перепад давления, температура, давление, плотность, вязкость и т.п.), преобразования измеренных значений информативных параметров в цифровой код и последующей передачи цифровых данных тепловычислителю СПТ 961. Датчик температуры холодной воды определяет количество тепловой энергии отпущенной в тепловую сеть и подключается к тепловычислителю СПТ 961 (адаптеру измерительному АДС97). Датчик температуры наружного воздуха устанавливают для анализа работы котельной и подключается к СПТ 961 (АДС97). Теплосчетчик обеспечивает выдачу по интерфейсу RS232 (RS485, USB) значений всех измеряемых величин и всех архивных данных.

3) На узлах учета мазута на подающем и циркуляционном трубопроводах установлены расходомеры Promass 80F . Расходомеры обеспечивают измерение температуры и расхода массы мазута. Процесс подачи мазута в котельной осуществляют циркуляционным способом. По подающему трубопроводу мазут из расходной емкости насосами подают к котлам, массу подачи регулируют вручную, при этом излишки топлива возвращаются по циркуляционному трубопроводу в расходную емкость. Для вычисления расхода массы мазута расходомеры Promass 80F устанавливаются на подающий и циркуляционный трубопроводы, при этом данные о расходе массы мазута, прошедшего через расходомеры, передаются через те-пловычислитель СПТ 961 на верхний уровень Системы. Расход топлива (расход массы мазута, сгоревшего в котлах) определяется разницей расхода массы мазута, прошедшего по подающему и циркуляционному трубопроводам. Тепловычислитель обеспечивает выдачу по интерфейсу RS232 (RS485, USB) значений всех измеряемых величин и всех архивных данных.

Каждый прибор учета поддерживает функцию передачи данных по интерфейсам RS-232/RS-485 с использованием протокола обмена, уникального для каждого типа вычислителей.

Передача данных в цифровом виде с приборов учета осуществляется по запросу устройства сбора и передачи данных (УСПД).

Возможно считывание информации с приборов учета как визуальное с помощью дисплея и клавиш прибора, так и автономное с помощью внешнего инженерного пульта (ноутбука).

Тепловычислители СПТ 961 рассчитаны на работу с входными сигналами тока, сопротивления, числоимпульсными и частотными сигналами.

Количество входных цепей, рассчитанных для подключения сигналов тока (от 0 до 5, от 0 до 20 или от 4 до 20 мА) - восемь. Входные цепи не имеют жесткого функционального соответствия измеряемым параметрам - любую из них можно привязать к любому датчику с выходным сигналом тока. Кроме того, каждый токовый вход может быть настроен на обработку дискретного сигнала, формируемого датчиком события.

К СПТ 961 подключено четыре числоимпульсных или частотных сигнала. Сигналы формируются изменением состояния "замкнуто/разомкнуто" выходной цепи датчика либо дискретным изменением его выходного напряжения. Длительность импульса должна быть не менее 100 мкс, частота следования - до 5000 Гц, амплитуда импульсов напряжения - от 5.до 12 В. Любой из импульсных входов СПТ 961 можно функционально привязать к любому датчику с выходным числоимпульсным или частотным сигналом.

Каждый вход СПТ 961, предназначенный для подключения токовых, числоимпульсных и частотных сигналов, настроен на обработку дискретного сигнала, формируемого датчиком

лист № 5

Всего листов 27 события.

Количество сигналов сопротивления, подключаемых к СПТ 961, - четыре. Термопреобразователи сопротивления подключают по четырехпроводной схеме; любой из них может быть привязан к любой входной цепи сопротивления.

СПТ 961 имеют вход для подключения дискретных сигналов датчиков сигнализации различного назначения и выход, на котором формируется дискретный сигнал при возникновении нештатных ситуаций. Источником тока во входной и выходной цепях служит внешнее устройство; сила тока в цепи должна быть не более 20 мА, напряжение - не более 24 В.

Адаптеры АДС97 рассчитаны для работы совместно с тепловычислителем СПТ 961 в составе АСКУ ТЭР и рассчитаны на работу с входными сигналами тока, сопротивления, числоимпульсными и частотными сигналами. К адаптеру могут быть подключены:

• четыре преобразователя с выходным сигналом тока от 0 до 5, от 0 до 20 или от 4 до 20 мА;

• четыре преобразователя с выходным импульсным или частотным сигналом от 0 до 5 кГц;

• четыре термопреобразователя сопротивления с характеристикой 50П, Pt50, 100П, Pt100, 50М, 100М.

Адаптеры АДС97 снабжены интерфейсом RS485. Преобразованные в цифровой код измеренные значения информативных параметров передаются по интерфейсу RS485 соответствующему вычислителю. Обмен данными с вычислителем осуществляется в режиме ведущий - ведомый, ведущим является вычислитель, скорость обмена данными составляет от 2400 до 57600 бод. В рабочем режиме адаптеры циклически отображают на табло измеренные значения информативных параметров. Вывод информации на табло при необходимости может быть отключен.

В режиме настройки на табло отображаются версия программы адаптера, а также его настроечные параметры: адрес, скорость обмена по интерфейсу RS485, признак вывода информации на табло в рабочем режиме и признак включения фильтра для числоимпульсных сигналов. Значения всех настроечных параметров изменяются только при выключенной защите. При выключенной защите измеренные значения информативных параметров не выводятся на табло и не передаются по интерфейсу RS485.

Результаты измерений для каждого интервала измерения и часовые данные коммерческого и технического учета соотнесены с текущим временем. Результаты измерений передаются в целых числах в Гкал/ч (м3/ч, °С).

Цифровой сигнал с выходов теплосчетчиков, посредством линий связи RS - 485 поступает в УСПД (ЭКОМ-3000). УСПД осуществляют хранение измерительной информации и журналов событий, передачу результатов измерений через GSM модемы в СБД АСКУ ТЭР при помощи программного обеспечения (ПО) осуществляет сбор, формирование, хранение, оформление справочных и отчетных документов и последующую передачу информации в энергоснабжающую организацию в рамках согласованного регламента.

АСКУ ТЭР оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ). Коррекция текущего значения времени и даты (далее времени) часов УСПД (ЭКОМ-3000) происходит от приемника сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS). GPS-приемник встроен в УСПД (ЭКОМ-3000). Погрешность формирования (хранения) шкалы времени при отсутствии коррекции по сигналам проверки времени в сутки не более ±1 с. Установка текущих значений времени и даты в АСКУ ТЭР происходит автоматически на всех уровнях системы внутренними таймерами устройств, входящих в систему. Коррекция отклонений встроенных часов осуществляется при помощи синхронизации таймеров устройств с единым временем, поддерживаемым УСПД (ЭКОМ-3000) со встроенным GPS-приемником.

Синхронизация времени или коррекция шкалы времени таймеров сервера происходит каждый час, коррекция текущих значений времени и даты серверов с текущими значениями времени и даты УСПД (ЭКОМ-3000) осуществляется независимо от расхождения с текущими значениями времени и даты УСПД (ЭКОМ-3000), т. е. сервер входит в режим подчинения

лист № 6

Всего листов 27 устройствам точного времени и устанавливает текущие значения времени и даты с часов УСПД (ЭКОМ-3000).

Сличение текущих значений времени и даты теплосчетчиков с текущим значением времени и даты СБД происходит при каждом сеансе связи, но не реже 1 раза в сутки, корректировка осуществляется при расхождении времени ±1 с.

Погрешность часов компонентов системы не превышает ±5 с.

Программное обеспечение

В состав ПО АСКУ ТЭР входит: ПО теплосчетчиков и ПО СБД АСКУ ТЭР. Программные средства СБД АСКУ ТЭР содержат: базовое (системное) ПО, включающее операционную систему, программы обработки текстовой информации, сервисные программы, ПО систем управления базами данных (СУБД) и прикладное ПО ИВК «Энергосфера», ПО СО-ЕВ.

Операционная система Microsoft Windows Server 2008 - лицензия VM005327130.

Пакеты клиентских лицензий Windows Server 2008 VM005731330 (5лицензий) и VM005731329 (5лицензий).

ПК «Энергосфера» лицензия ES-S-1000-19-12000-1557, включая лицензии на СУБД Microsoft SQL Server. Изготовитель: ООО «Прософт-Системы» г. Екатеринбург.

Операционная система Windows 7 Professional CDowngrade to XP Pro (OEM, предустановленная).

Пакет Microsoft Office 2010 - лицензия 6T2HV-2XRGR-YMHHJ-M2Y7P-V8R84.

Состав программного обеспечения «Энергосфера» приведён в таблице 1.

Таблица 1

ПО ИВК «Энергосфера» не влияет на метрологические характеристики АСКУ ТЭР Восточно-Сибирской ЖД.

Уровень защиты программного обеспечения АСКУ ТЭР Восточно-Сибирской ЖД от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Состав измерительных каналов АСКУ ТЭР Восточно-Сибирской ЖД в таблице 2.

Таблица 2 - Сведения о средстве измерений (для АСКУ ТЭР)