Автоматизация на язовирна стена "Чаира"

Две контролно-измервателни системи, целящи повишаване на сигурността и оптимизиране на експлоатацията и поддръжката на язовирна стена Чаира, са внедрени през миналата година в Националната електрическа компания. Първата система е предназначена за дистанционно измерване на отвесите и общата филтрация. Обхваща изграждането на промишлена компютърна мрежа и съответстващото й програмно осигуряване. Проектът стартира в края на 2004 г. и е изпълнен в началото на 2005 г. Вторият проект включва внедряването на нова централна станция (НЦИС) за измерване на данни от язовирната стена, предназначени за контролно-измервателната система. Реално изпълнението на проекта започва през лятото на 2005 г. и е финализирано успешно в края на миналата година. Изпълнител и на двата проекта, включително проектиране, доставка, монтаж и въвеждане в експлоатация на двете контролно-измервателни системи, е фирма Комикон.

Новата централна измерителна станция (НЦИС) е предназначена за измерване и архивиране на данните за язовирна стена "Чаира" на язовирен район "Чаира" от контролно-измерителната система (КИС) и промишлената компютърна мрежа за дистанционно измерване на отвесите и общата филтрация (МДИ), както и за предоставяне на архивираните данни за допълнителна обработка. НЦИС измерва и архивира от КИС сигналите от около 300 акустични, аналогови и индуктивни датчици, разположени в язовирната стена. Предназначението на промишлената компютърна мрежа е да осигурява дистанционно измерване на датчиците на отвесите и общата филтрация.

В язовирната стена са монтирани около 300 датчика за измерване на параметри от 12 категории. Сигналите от датчиците посредством кабели се свързват към три броя вторични измервателни станции (ВС). Те, от своя страна, са свързани към централна измервателна станция (ЦИС). Управляващите команди от ЦИС към вторичните станции се подават чрез специализиран комуникационен протокол CCIR ЦИС. Вторичните станции адресират и мултиплексират датчиците. Работните условия в язовирната стена се отличават с висока влажност и наличие на пренапрежения, предизвикани от мълнии, заявяват по отношение на експлоатационните специфики от фирмата изпълнител.

Задачата на промишлената мрежа е да осигури независимо измерване на датчиците за отвеси и филтция, една част от които са с токови изходи и не могат да се включат към наличната контролна система. Хардуерната реализация на мрежата е от шест контролни табла и персонален компютър. Оборудването е монтирано в галерията на стената в табла със степен на защита IP65, като по този начин е защитено от високата влажност. За измерване на датчиците се използват произвежданите от Комикон програмируеми контролери от фамилията NG5. Спецификацията на контролерите включва аналогови входове 14bit, честотни входове 1MHz и дискретни входове и изходи. Компютърното програмно осигуряване обхваща пакета SCADA COMICON OS2 и комуникационен сървър KS5. Комуникационната връзка между таблата е по интерфейс RS485. Взети са специални мерки за защита от пренапрежения - оптични репитери за RS485 и протектори за комуникация и захранване за пикове на напрежение до 6500V. Контролерите работят като "дейта логери" - измерват по график, обработват параметрите и записват физическите величини в енергонезависими буфери. В случай на земетресение се правят бързо повтарящи се измервания. SCADA системата може да се включва рядко, т.е. информацията е буферирана в контролерите и не се изисква постоянна комуникация. Това дава възможност компютърът да се използва и за други приложения. Системата разполага с екрани за моментни стойности, архивни екрани, както и база данни за съхранение на прочетеното от контролерите. Данните се експортират в Excel.

Внедряването на НЦИС е с цел осигуряване на съвременна алтернатива на съществуващата морално остаряла ЦИС. Новата система събира данни от всички прибори, монтирани в язовирната стена, като управлява трите вторични станции и комуникира с промишлената мрежа.

НЦИС се състои от табло, базирано на разработения от Комикон програмируем контролер NCIS, монтирано в галерията на стената, и компютърен софтуер. Контролерът измерва в автоматичен или ръчен режим сигналите от монтираните в язовирна стена Чаира прибори и архивира отчетените стойности.

Програмируемият контролер NCIS се характеризира с:

Относителната грешка при измерване на честотен сигнал е по-малка от 0.02%. Софтуерът за мониторинг на параметрите на стената се състои от три приложения - Конфигуратор, Комуникационен сървър и Клиентско приложение.

Конфигураторът дава възможност за пълна настройка на работата на системата, която e проектирана с максимална гъвкавост и много възможности за разширяване. Данните, които се въвеждат от приложението, са с йерархия на много нива. Основната функционалност, която реализира конфигураторът, е въвеждане и редактиране на цялостната конфигурация за работата на системата и поддържането й в синхрон с конфигурацията, въведена в програмируемия логически контролер. Пълното съответствие на двете конфигурации е задължително за коректната работа на системата. Комуникационният сървър служи за изтегляне на предварително конфигурираните за получаване данни и записването им в SQL база данни. Изтеглянето на данните се извършва в съответствие с конфигуриран график, който се спазва от сървъра при работата му в автоматичен режим. Чрез комуникационния сървър също е възможно да се изтеглят натрупаните данни в избран от потребителя контролер, както и да се наблюдава режимът, в който той работи.

Клиентското приложение от системата за мониторинг на язовирна стена ЧАИРА работи с базата данни и комуникационния сървър. Служи за наблюдение на последните данни, запис на справки в Excel и управление на НЦИС в реално време. Приложенията могат да се стартират от потребител или администратор с валидно потребителско име, парола и права. Приложенията работят в среда Windows XP Pro и са разработени с .NET технология.