Импортозамещение

Необходимость в импортозамещении комплектующих АСУ при разработке и изготовлении, как единичных продуктов, так и программно-технических комплексов на предприятии «Энертек» вызвана следующими факторами:

  • Санкционные ограничения со стороны Евросоюза и США на поставку в РФ высокотехнологичных комплектующих и программного обеспечения, а также товары двойного назначения;
  • Рост цен на европейские товары, вызванный падением курса рубля;
  • Требованиями Заказчиков по импортозамещению в основных секторах (АЭС, газовая энергетика, металлургия).

Целями реализации данной программы являются:

  • Удовлетворение требований Заказчиков;
  • Снижение рисков;
  • Снижение цены конечной продукции без ухудшения качества.

Основными отраслями, для которых реализуется настоящая программа, являются:

  • Газовая энергетика;
  • Атомная энергетика.

Основными продуктами, разрабатываемыми и выпускаемыми НПО «Энертек-Автоматизированные системы», которые чувствительны к поставкам импортных комплектующих, для газовой энергетики являются:

— Шкафы автоматики и управления на базе программируемых логических контроллеров для следующих видов АСУ:

  • САУ ГТУ;
  • САУ-Т, САУ ВО;
  • АСУТП электростанций собственных нужд (ЭСН).

— Серверные системы и станции операторов:

  • для управления технологическими процессами (АСУТП);
  • для управления производственными процессами (АСУ П);
  • для управления энергетическими системами (АСУ-Э).

— Шкафы сбора данных (УСПД) и связи с объектом (УСО) для построения:

  • АСКУЭ, АИИСКУЭ;
  • АСДУ, систем телемеханики.

— Диспетчерские щиты (мнемощиты).

— Шкафы НКУ:

  • Шкафы ввода и распределения питания;
  • Шкафы бесперебойного питания;
  • Шкафы собственных нужд (управления нагрузкой).

 

Методы и подходы к реализации импортозамещения

SCADA система

Для замещения SCADA систем импортного производства нами при реализации проектов используется SCADA система собственной разработки «Альфа Комплекс».

Применение «Альфа-комплекс» увеличивает функциональность и информативность в целом для Системы. При разработке «Альфа-комплекса» учитывались специфические требования для отрасли и применяемое оборудование.

На данный момент реализовано большое количество протоколов, такие как OPC, Modbus TCP, Modbus RTU, СЭТ, Меркурий, Логика и др. Кроме этого, у нас есть возможность в реализации любого протокола для обмена как с полевым уровнем, так и с вышестоящими MES/ERP-системами.

Наша компания внимательно относится к пожеланиям Заказчика по улучшению и добавлению функционала, что отражается в новых версиях «Альфа комплекс».

Кроме того мы обеспечиваем быструю и квалифицированную техническую поддержку.

Функционально «Альфа Комплекс» обеспечивает:

  • Работу с мнемокадрами;

  • Работу с трендами;

  • Работу с отчетами;

  • Конфигурирование без остановки работы системы;

 

  • Работу с большими объемами данных, с возможность получения данных с метками времени, что позволяет получать значения с точностью до 5 мс;
  • Сохранение накопленной информации в SQL базе данных;
  • Работу с разнородным оборудованием и смежными системами;
  • Резервированную работу сервера сбора данных;
  • Подготовка и сохранение отчетов в различных форматах (pdf, xls, csv);
  • Производиться запись действия оператора.
Средства автоматики

Рассмотрев области применения импортных контроллеров и задачи на них реализуемые, нами был проанализирован рынок отечественных контроллеров. Среди отечественных контроллеров был проведен анализ таких контроллеров как ОВЕН, Fastwel, Эмикон, НВТ-Автоматика, Trei, Tecon, Волмаг, Эле-СИ и NPT—M, среди которых мы определили как перспективные Fastwel и NPT—M.

В результате чего, в опытной АСУ ТП используется контроллер Fastwel I/O. Данный контроллер обеспечивает сбор и обработку необходимых сигналов, передачу данных на верхний уровень по протоколу Modbus TCP. Производительность и функциональность контроллера позволяет решать на нем практически все задачи газовой энергетики. Данный контроллер был применен нами в шкафах УСО и для управления мнемосхемой при реализации АСУ ТП ЭСН для Бованенковского НГКМ в 2014 году.

Кроме контроллерной техники нами также был проанализирован рынок защитной и пуско-регулирующей аппаратуры, блоки питания, преобразователи сигналов и шкафное оборудование. Таблица замещения приведена в приложении №1 (посмотреть материал .pdf).

Структура опытной АСУ ТП на новой элементной базе

Для подтверждения проведенного анализа отечественных комплектующих для построения АСУ ТП нами был разработан и собран испытательный стенд для подтверждения заявленного функционала и характеристик. Структурная схема стенда представлена на рисунке ниже.

В качестве прототипа для реализации функционала и компоновки была взята структура АСУ ТП ЭСН Бованенковского НГКМ. Структурная схема АСУТП ЭСН Бованенковского НГКМ представлена в приложении №3 (посмотреть материал .pdf). На ней красными квадратами выделены те узлы, которые были реализованы в опытной АСУ ТП. Позиционные обозначения структурной схемы АСУТП ЭСН Бованенковского НГКМ соответствуют структурной схеме опытной АСУ ТП.

Структура опытного стенда себя все основные элементы (подсистемы) реальной АСУТП с учетом возможных модификаций:

  • Стойка АСУ;
  • Электрическая часть;
  • Технологическая часть;
  • АРМ оператора;
  • АРМ оператора на базе тонкого клиента.

Такое разбиение позволяет производить тестирование и имитацию части реальной АСУТП.

Стойка АСУ:

Стойка АСУ функционально включает в себя следующее оборудование:

  • Сервер сбора и обработки данных (поз.1);
  • Сетевое активное оборудование;
  • Источник бесперебойного питания;
  • Контроллер управления технологической частью  (поз.2);
  • Симулятор САУ ГТУ  (поз.3).

Таким образом, функционально данная стойка соответствует шкафу управления в структуре АСУ ТП ЭСН и шкафу САУ ГТУ.

В качестве SCADA системы применена система собственной разработки «Альфа Комплекс», сервер STSS (г. Москва).

Контроллер установлен Fastwel I/O CPM713.

Электрическая часть

Стойка электрической части  функционально включает в себя следующее оборудование:

  • Мнемосхема электрическая  (поз.4);
  • Контроллер сбора данных и управления мнемосхемой  (поз.5);
  • Счетчик электроэнергии  (поз.6);
  • Блок РЗА  (поз.7);
  • Органы имитации положения выключателей.

Таким образом функционально данная стойка соответствует мнемосхеме и шкафу УСО в структуре АСУ ТП ЭСН.

Мнемосхема электрическая является собственной разработкой нашей компании, контроллер сбора данных и управления мнемосхемой выбран Fastwel I/O CPM713, электросчетчик – Меркурий, РЗА – Экра.

Технологическая часть

Стойка технологической части  функционально включает в себя следующее оборудование:

  • Имитация технологического объекта (расходный бак, дренажная емкость);
  • КИП (датчики предельного уровня, аналоговые датчики уровня, расходомер);
  • Электронасосы;
  • ЧРП;
  • Клапан;
  • Местный пульт управления.

Таким образом, функционально данная стойка соответствует САУ T в структуре  АСУ ТП ЭСН.

АРМ операторов

АРМ операторов представлен:

  • Моноблок  (поз.8);
  • Тонкий клиент  (поз.8).

В таблице представлены основные замещенные компоненты.

Тип
Производитель
Артикул

ПЛК

Fastwel

CPM713

SCADA

Энертек-Автоматизированные системы

Альфа-Комплекс

Рабочая станция

MicroXperts

M500-05

Тонкий клиент

Tonk

1521

Сервер

STSS

Flagman RP120.4-002SF

Шкафное оборудование

Провенто

 

Блоки питания

КонтрАвто

PSL, PSM

Автоматические выключатели

КЭАЗ

OpdiDIN

Электросчетчик

Меркурий

230

РЗА

Экра

БЭ2704

 

Результат испытаний опытной АСУ ТП

В целом опытная АСУ ТП разрабатывалась с учетом требований типового технического задания на разработку АСУ ТП ЭСН.

Для подтверждения требований были произведены испытания опытной АСУ ТП в соответствии с методикой проведения испытаний, разработанной на основе методики проведения испытаний для АСУ ТП ЭСН Бованенковского НГКМ, результаты которых приведены в таблице ниже. Методика проведения испытаний опытной АСУ ТП представленна в приложении № 2 (посмотреть материал .pdf).

№
пп
Наименование проверяемой характеристики (функции)
Результат проверки

1

Проверка соответствия оборудования требованиям комплекта конструкторской документации в части:

— комплектность

— маркировка

— требованиям безопасности

 

 

Соответствует

Соответствует

Соответствует

2

Проверка комплектности лицензий на программное обеспечение

Соответствует

3

Проверка включения и инициализации базового и прикладного ПО:

— на сервере ЭЧ

— на сервере ТЧ

— на АРМ

— в контроллере  САУ-Т

— в контроллере  САУ-Э

 

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

4

Проверка защищенности от несанкционированного доступ к базе данных и проверка соответствия паролей уровню доступа к ПО:

— на сервере ЭЧ

— на сервере ТЧ

— на АРМ

— в контроллере  САУ-Т

— в контроллере  САУ-Э

 

 

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

5

Проверка ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов, точность регистрации,  период  обновления опроса

 

Соответствует

в том числе:

  • точность регистрации дискретных сигналов не хуже 5 мс;
  • период  обновления опроса аналоговых сигналов  не хуже 500 мс

6

Проверка аварийной и предупредительной сигнализации на АРМ о превышении допустимых параметров и о срабатывании соответствующих защит:

— в  САУ-Т

— в  САУ-Э

 

 

 

Соответствует

Соответствует

7

Проверка предоставления на АРМ информации в виде фрагментов мнемосхем и гистограмм:

— в  САУ-Т

— в  САУ-Э

 

 

Соответствует

Соответствует

8

Проверка ведения трендов для аналоговых сигналов:

— в  САУ-Т

— в  САУ-Э

 

Соответствует

Соответствует

9

Проверка приема информации от нижнего уровня:

— в  САУ-Т

— в  САУ-Э

 

Соответствует

Соответствует

10

Проверка дистанционного управления механизмами

Соответствует

11

Проверка накопления и отображения ретроспективной информации

Соответствует

12

Проверка автоматического управления оборудованием, технологических блокировок и регулирования

Соответствует

13

Проверка технологических блокировок и защит

Соответствует

14

Проверка работоспособности и сохранности информации на АРМ при авариях с питанием

Соответствует

15

Проверка индикации положения коммутационных элементов главной электрической схемы на мнемосхеме стационарной электрической

Соответствует

 

16

Проверка интеграции  с устройствами РЗ и А, электросчетчиками в САУ-Э

Соответствует

 

17

Проверка синхронизация системы единого времени:

— с сервером ЭЧ

— с серверов ТЧ

— с АРМ

— с контроллером  САУ-Т

— с контроллером  САУ-Э

— с устройствами  РЗиА

 

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

Соответствует

В целом опытная АСУ ТП соответствует по функционалу основным требованиям, предъявляемым к системам такого рода.

 

Приложение №1 Таблица замещения компонентов иностранных производителей на компоненты отечественных производителей (посмотреть материал .pdf)

Приложение № 2 Методика проведения испытаний опытной АСУ ТП (посмотреть материал .pdf)

Приложение № 3 Структурная схема АСУ ТП ЭСН Бованенковского НГКМ (посмотреть материал .pdf)