Мониторинг и удаленное управление электростанциями

Необходимость удаленного управления и  мониторинга работы генераторов

Как известно любые современные электронные технологии в обязательном порядке требуют адекватного, эффективного и своевременного обслуживания, и оборудование для качественного электроснабжения также не является исключением. С целью обеспечения в доме, на предприятии  бесперебойного энергопитания многие пользователи приобретают дизельные, газовые или бензиновые генераторы. Независимо от типа, конструктивных и функциональных особенностей данных агрегатов все они требуют постоянного контроля, регулярного технического обслуживания, а также своевременного реагирования на возникающие неполадки и нарушения нормального режима работы. Выполнение всех этих пунктов существенно упрощает система удаленного мониторинга и управления подобными агрегатами, особенно когда одновременно имеется  несколько электростанций, территориально разнесенных по разным объектам. Именно поэтому системы управления и мониторинга работы электрогенераторов пользуются большой популярностью на современном рынке оборудования для электроснабжения. 
 

Преимущества установки данных систем

Подобные системы создаются с целью организации непрерывного контроля основных рабочих параметров энергогенерирующего оборудования, а также управления на расстоянии работой приборов гарантированного энергообеспечения. Оператор, осуществляющий контроль в режиме реального времени получает от электростанции информацию и все необходимые данные о функционировании устройства, работоспособности всех его систем, срабатывании защит, возникновении ошибок аварийных ситуаций и т.д. При появлении любой из перечисленных ситуаций система выдаст предупредительный сигнал на диспетчерский пульт. Кроме того диспетчер может управлять обслуживаемыми электростанциями при помощи пульта не выходя со своего рабочего места. Информация, собираемая от удаленных генераторов, предоставляется пользователю в удобном для восприятия и понятном для него виде. 

Благодаря удаленному управлению и мониторингу функционирования электрических станций можно обеспечить непрерывную работу подключенного оборудования, что в свою очередь позволяет повысить сложность и нарастить функциональность систем. Такой централизованный подход открывает широкие возможности в плане обнаружения даже мельчайших проблем еще на первоначальных стадиях, когда серьезной поломки можно избежать небольшими затратами, а также позволяет оперативно отреагировать на подобные ситуации и вовремя устранить неполадку.

Также следует отметить возможность включения в систему дополнительных объектов, например, таких как топливные баки (для контроля текущего уровня топлива, скорости его расходования), зарядные устройства аккумуляторных батарей (для контроля уровня заряда) и т.д. Современные системы мониторинга позволяют не только следить за состоянием и основными рабочими параметрами электростанций, но и другими важными системами, интегрированными с данным оборудованием – охранной безопасности, противопожарными, видеонаблюдения и т.д., даже когда несколько агрегатов работают параллельно.

Обработка, документирование и архивирование собранной информации

Вся собираемая информация о работе двигателя электростанции, переключениях нагрузки и других событиях обрабатывается центральным микропроцессором, после чего полученные данные подвергаются анализу и все это осуществляется в непрерывном режиме. Если противопоставить данную систему обслуживающему персоналу, который будет заниматься изучением сбоев работы электростанций непосредственно на месте, то очень часто данных, полученных в результате такой диагностики, бывает не достаточно для точного определения возникшей неполадки. Применение же новейших технологий  диагностики работы оборудования, заложенных в подобные системы мониторинга  позволяет получить подробную и детальную информацию о состоянии электрогенератора в кратчайшие сроки.

Система мониторинга энергетического оборудования имеет возможность не только регистрировать текущие события и состояния генератора, но и архивировать всю поступающую на пульт информацию в базе данных, которую впоследствии можно просмотреть, а для удобства ее анализа сформировать наглядные отчеты по заранее подготовленным шаблонам, либо созданным пользователем самостоятельно. Сбор информации от генераторов производится полностью в автоматическом режиме, а сроки ее документирования устанавливаются пользователем и зависят от функциональных особенностей устройства (объема встроенной памяти). Для формирования отчетов используются собранные сведения и данные из журнала событий (аварийная и предупредительная сигнализация), а также действия оператора. Диспетчер при помощи очень простых действий в считанные секунды получает на экране всю необходимую информацию, позволяющую ему видеть полную картину дел и фактическое состояние электростанции. 
 

Выполняемые функции

Структурируя все вышесказанное можно перечислить наиболее важные функции, выполняемые системой мониторинга и управления генератором:

• непрерывный мониторинг и контроль состояния удаленных агрегатов, вырабатывающих электроэнергию;
• возможность одновременного единого централизованного наблюдения и управления несколькими установками, расположенными на разных объектах. В таком случае обслуживающему персоналу не придется периодически объезжать их, для этого достаточно одного диспетчера, который будет постоянно находиться в одном месте, но при этом владеть оперативной информацией и быть в курсе всех событий, происходящих в системе автономного энергоснабжения данных объектов. Выезд ремонтной бригады будет производиться только при поступлении на пульт сигнала о возникновении поломки, что позволит снизить расходы на обслуживание генераторных установок и сократить время восстановления их работоспособности;

• своевременное оповещение диспетчера о возникновении аварий и нештатных ситуации (выдача аварийной сигнализации и предупредительной информации на пульт управления), что способствует своевременному устранению данных проблем;
• возможность удаленного запуска электростанции и переключения нагрузки в ручном режиме;
• наглядное предоставление полученной информации на пользовательский дисплей в удобном виде;
• обеспечение отчетности – формирование подробных отчетов в соответствии с выбранным шаблоном;
• сохранение собранной технической информации о работе и состоянии подключенного оборудования, действиях персонала – ведение журнала событий, архивирование в базе данных.

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что использование системы удаленного управления и мониторинга работоспособности одиночной электростанции, либо сети функционирующих генераторов способствует повышению качества и снижению расходов на их обслуживание, а также приводит к увеличению спроса на оборудование для автономного электроснабжения.

Основные элементы и конструктивные особенности подобных систем

Коммуникационный модуль

Данный модуль, относящийся к панели управления генератором, представляет собой электронную плату, предназначенную для подключения последней к сети удаленного управления и мониторинга. При помощи коммуникационного модуля, имеющего свои настройки и инструменты конфигурирования, можно задавать параметры и сигналы (сервисные, предупреждающие, о возникновении поломок, аварийных сбоев и т.п.), которые будут передаваться по сети. Кроме того, посредством этой платы можно подключать к системе удаленного управления и мониторинга состояния электростанции оборудование, не имеющее собственной панели управления, а также панели автоматического переключения нагрузки (АВР). Для этого указанное устройство обладает встроенными цифровыми входами, посредством которых осуществляется прием аварийных и статусных сообщений от генератора, а также аналоговыми входами, при помощи которых осуществляется контроль параметров с датчиков агрегата (входного и выходного напряжения, тока, уровня и давления масла, температуры обмоток двигателя заряда  аккумуляторных батарей и т.д.). Цифровые входы можно индивидуально конфигурировать в зависимости от поставленных задач. 

 

Панель удаленного мониторинга

Еще одной составляющей данной системы является панель удаленного мониторинга. Это выносное сетевое устройство, предназначенное для отображения основных параметров функционирования оборудования, генерирующего электроэнергию посредством звуковой и световой индикации. Среди них можно выделить наличие напряжения в основной сети, старт установки, выбранный режим работы (ручной или автоматический), состояние датчиков уровня масла и охлаждающей жидкости, температуры двигателя, величину заряда аккумуляторов. Обмен данных осуществляется по разным каналам, которых в зависимости от функциональности системы может быть до 16 и более. 


 

Модуль ввода/вывода

Модуль ввода/вывода – это цифровое устройство, основной задачей которого является организация поступления и обмена сигналов с датчиков, привода, переключателей и других частей электроустановки через сеть. В процессе обмена данными абсолютно все параметры и сервисные сигналы поддаются конфигурированию. В свою очередь каждый такой модуль ввода/вывода может иметь различное количество так называемых «сухих» независимых, либо индивидуально настраиваемых контактов, задействующих в свою очередь выходные реле. 



 

Сетевой шлюз  

Такое устройство как сетевой шлюз позволяет обеспечить подключение к сетевому каналу системы персонального компьютера, на котором установлено специализированное программное обеспечение. Само подключение осуществляется через встроенный интерфейс RS-232 с прохождением процедуры авторизации, предотвращающей попытки  несанкционированного доступа к контролируемой сети. Применение программного обеспечения позволяет хранить в буфере памяти определенное количество данных на случай переполнения шины данных.

Модуль распределения

При помощи распределительного модуля обеспечивается удобство монтажа и подключения цепей электропитания, а также шины данных. Данное приспособление комплектуется встроенным терминатором (высокопроизводительное устройство, выступающее в качестве оконечного прибора), необходимым для подключения к  сети концевого оборудования, не имеющего собственного (штатного) терминатора. Указанный модуль также может содержать несколько стандартных многопозиционных блоков контактов, конфигурационных переключателей и сетевых разъемов стандарта RJ-45. 
 

Нюансы технической реализации, способы передачи информации

Система управления и мониторинга аппаратов для энергоснабжения различных объектов функционирует на основе специального сетевого протокола. Обмен данным в режиме объект-диспетчер может быть реализован посредством локально информационно-вычислительной сети (ИВС), глобальной сети интернет (в случае размещения электростанций на объектах, удаленных друг от друга на большие расстояния), сотовых и спутниковых сетей. Статусные и аварийные сообщения оператор может получать через браузер (web-сайт, на электронную почту), либо мобильный телефон (SMS-сообщения). В отдельных случаях (при наличии технических условий и физической возможности) контролировать работу генератора, систем пожарной безопасности, климат контроля в помещении, где установлено данное оборудование и т.д., можно посредством беспроводной сети передачи данных.

Для более удобного и привычного обслуживания подобных установок данная система очень легко интегрируется в операционную среду Microsoft Windows (для чего имеется комплект специального программного обеспечения). Все передаваемые данные при необходимости экспортируются в прикладную программную среду для последующего анализа и архивирования.