Комплексна Система за Автоматизация – КСА

 

Системата може да се прилага за контрол и управление на различни типове обекти за автоматизация. Обектите могат да бъдат, както разсредоточени, така и технологични процеси с преобладаващо дискретен характер.

Виж Обобщена структурна схема на КСА

За първата група обекти се използват телемеханични системи за автоматизация, а за втората група това са „класическите“ Автоматизирани Системи за Управление на Технологични Процеси – АСУТП, наричани още и системи за индустриална автоматизация.

Разсредоточените обекти за автоматизация включват тези от отраслите:

  • Енергоразпределителни и преносни мрежи в Енергетиката;
  • Енергоразпределителни мрежи, железопътни мрежи, участъци и гари в ЖП транспорта;
  • Енергоразпределителни мрежи, метро линии и метростанции в Метрото;
  • Топлофикационни разпределителни и преносни мрежи в Топлофикацията;
  • Газоразпределителни и преносни мрежи в Газовата промишленост и др.

Към технологичните процеси с преобладаващо дискретен характер спадат роботизираните технологични линии в:

  • Машиностроенето;
  • Автомобилната промишленост и
  • Различни видове технологични участъци, линии и производства в другите отрасли на промишлеността.

Както се вижда, управлението на процесите в определени отрасли (напр. в метрото, ЖП транспорта и др.) изисква наличието на различни видове взаимодействащи си системи за автоматизация, което обуславя и необходимостта от КСА.

Макар и съвсем различни по технологичен състав, предназначение, принцип на действие и пр., системите на автоматизация на всички тези обекти се базират на сходни системни и структурни решения и използват редица общи функции.

Като общи системни решения могат да се посочат:

  • Системите работят в промишлени условия;
  • Системите работят в режим на Реално Време – РВ;
  • Обектите са съставени от различни видове технологични съоръжения със или без собствена „интелигентност“. Към първата група принадлежат „интелигентните“ контролно-измервателни уреди, а към втората останалите технологични съоръжения;
  • Процесната информация от обектите постъпва в системата директно, чрез цифрови и/или аналогови и броячни входове и изходи и по комуникационен път, чрез различни видове процесни мрежи (field buses) и различни видове протоколи;
  • Обектите за автоматизация, както и техните подобекти се характеризират с голям обем процесна информация. Промените възникват спорадично, а при определени технологични ситуации и лавинообразно, в голям обем и интензивност. При всички случаи, те трябва да се установят, регистрират и отработят от системата с време на реакция от порядъка на 1 мсек.;
  • Структурата на обектите за автоматизация е децентрализирана. Те се състоят от подобекти, разположени на различни локации и съдържащи собствени технологични и контролно измервателни съоръжения. В енергетиката това са подстанциите, в промишлеността такива са отделните производствени участъци, линии и т.н.;
  • Структурата на обектите за автоматизация е йерархична. Обектите са групирани по различни критерии. Така например в Енергетиката те са групирани по напрежителни нива в железниците – по гари, участъци и райони, в промишлеността – по технологични- участъци, линии и цехове и т.н.
    Управлението се извършва на различни нива – локално, регионално, централно и пр., като на всяко ниво са инсталирани Командни Станции – КС за управление на прилежащите обекти.
  • Структурата на системата следва тази на обекта за автоматизация и затова тя е многойерархична и децентрализирана;
  • В рамките на системната структура се създават автономни системи на локално и/или регионално ниво, които се захранват по собствени канали с процесна информация и действат паралелно и независимо една от друга. Така, възникналите в системата неизправности, могат да доведат до редуциране на функциите ѝ, но не и до отказ на цялата система;
  • Програмната система по цялата системна йерархия е с “event-driven architecture“ – EDA и е базирана на паралелни процеси;
  • Управлението, обработката и съхранението на данните (Data Management) в “on-line” режим се осъществява от децентрализирана База Данни за Реално Време – БДРВ;
  • Комуникацията в системата е организирана на базата на паралелни процеси и физическа и/или логическа „точка-точка“ топология. Комуникационните процеси протичат паралелно и независимо един от друг.
    Предвидени са възможности за дублиране на комуникационните пътища и/или за създаване на обходни такива.

 

Общите функции на КСА са:

  • Сбор на процесна информация от цифрови и аналогови входове и извеждане на команди към цифрови и аналогови изходи по обектите.
  • Сбор на процесна информация от IED, постъпваща по комуникационен път чрез различни типове field buses по обектите и извеждане на заявки за данни и команди към тях.
  • Първична обработка и проверка на достоверността на постъпилите от процеса сигнали, мерения и пр.
  • Създаване на „логически“ сигнали и „изчислени“ мерения на базата на изпълнението на произволни логически и математически зависимости върху избрани процесни данни.
  • Проверка на изпълнението на командите, чрез приемане на обратна информация от обектите.
  • Пренос на данни по цялото протежение на системната йерархия чрез организиране на комуникационните процеси по различни среди, мрежи и комуникационни протоколи.
  • Визуализиране на технологичните процеси и осъществяване на диалога с диспечерите. Тук организацията и вида на изображенията и диалога за отделните отрасли са различни, но технологиите за визуализация са общи.
  • Създаване, редактиране, форматиране и филтриране на архиви и протоколи за събития и манипулациите на диспечерите.
  • Присвояване на права и приоритети на отделните Диспечерски/операторски Работни Места – ДРМ.

Общи системни решения са:

  • Компютър за сбор и обработка на процесна информация – RTU;
  • Комуникационна подсистема;
  • Подсистема за визуализация и диалог.

Те са базирани на технологичните решения за:

  • Софтуер за работа в режим на Реално Време;
  • База Данни за Реално Време – БДРВ;
  • Комуникация и др.

Общите функции са групиране в библиотека, която се ползва при инсталирането на отделните видове системи.

 

Спецификата на отделните обекти за автоматизация се отразява в:

  • Информационните модели – БДРВ, отразяващи статиката, динамиката и технологичните връзки на отделните обекти и съоръжения;
  • Технологичните функции – пакет от технологични програмни модули, реализиращи специфичните за даден обект функции;
  • Пакета от графични и таблични изображения, визуализиращи специфичните технологични процеси и др.