АСУ энергоснабжения и АСУ технологическими процессами (ТП) были разделены годами. Каждая система – это свой «остров», полностью либо частично изолированный от других.

Тренд интеграции этих островов в единую территорию существует добрый десяток лет. Но только сегодня мы видим уже целостные концепты и их реализации.

Разные требования и технологии … – на самом деле?

Для АСУ энергоснабжения типичны применения технологий SCADA и RTU (Remote Terminal Unit). RTU – по-сути, это то же упрощенный PLC (ПЛК), «заточенный»  однако под задачи коммуникаций, повышенной надежности в сфере сильных электромагнитных помех и быстрого срабатывания релейной логики.  SCADA – по большому счету такая же, только с библиотеками под задачи управления энергоснабжением. Есть еще коммуникации – в энергоснабжении к ним также особые требования, хотя оба острова используют все чаще высокоскоростной Ethernet.

С другой стороны, АСУ ТП в непрерывных процессах  часто использует подходы DCS (РСУ) и те же PLC+SCADA, рассчитанные на целый ряд комплексных задач – от регулирования и до обеспечения повышенной эксплуатационной готовности технологических объектов.

Как видим, аппаратные и программные решения во многом схожи. Таким образом, логически возникает вопрос – нельзя ли каким либо образом объединить обе системы, чтобы унифицировать платформы и главное – сократить совокупные расходы на разработку – внедрение – обслуживание?

«Да – это вполне реально», – отвечают ведущие производители. Вот типичный перечень преимуществ глазами профессионалов АВВ

Сокращение общих инвестиций 

Традиционные методы интеграции требуют в качестве «мостика» объединяющую сверху SCADA систему. Или –  DCS, в которой уже есть своя система сбора и визуализации данных. Используя одну систему вместо двух и стандартизируя коммуникации на Ethernet, затраты на проектирование и разработку должны быть существенно сокращены.

На самом деле – подобная интеграция также устраняет дублирование серверов, рабочих станций, коммуникационных устройств, HMI и других  IT устройств, сокращая таким образом и общую площадь (footprint) системы.

• Затраты на инсталляцию и разработку могут быть сокращены через устранение сложного ПО, а также лишнего инженерного труда.
• Также сокращаются работы по коммуникациям, проводным и кабельным соединениям  – Ethernet-based, сети и шины на стандарте МЭК 61850 значительно улучшают критические вопросы сложности и стоимости проекта, а также управления изменениями в проекте.
• Время выполнения проекта в целом сокращается за счет использования стандартных решений.   

Полная видимость подстанции завода 

Состояние технических средств и, особенно, электрического оборудования зачастую тяжело мониторить эффективным образом. В результате, надежное функционирование электрооборудования может быть проигнорировано, – пока не случится серьезный сбой или авария. Интегрированная архитектура на открытых протоколах Ethernet в стандартах МЭК 61850 и Profinet обеспечивают надежный мониторинг по всему заводу.

Таким образом, визуализация всей цепочки производственных активов – от реле защиты и до датчиков температуры может быть обеспечена в единой и целостной интегрированной системе, см рис 1. И хотя стандарт МЭК 61850 не специфицирует управление активами, но он позволяет получать данные о состоянии этих активов.

Важность полной прозрачности состояния завода – критичная для мониторинга функциональности и работоспособности электрических систем. Стандарт МЭК 61850, предлагает интеграцию под-систем и обеспечивает тем самым эффективную прозрачность в работе подстанции.

Эффективное по затратам управление активами  

Говоря о снижении затрат, в моде термин CMMS – Computerized Maintenance Management Software, на русском – ПО для управления обслуживанием. Интегрированная система позволяет создать единую для всего завода точку обслуживания CMMS. В результате – есть только один интерфейс CMMS и одни правила для обслуживания. Похоже на свершение мечты тех, кто долго страдал от «зоопарков». Упрощая активности по обслуживанию через сокращение объемов бумажной и административной работы, планирование задач по обслуживанию становится сегодня более эффективным и благодаря единственному источнику данных для анализа. Таким образом, планирование становится более продуктивным. Меньше времени тратится на планирование, остается больше времени для выполнения реальных работ по обслуживанию.

 

Рис. 1

Другие преимущества единой системы для обслуживания общего парка АСУ

• Сокращение затрат на обслуживание. Интегрированная система обеспечивает последовательную и целостную стратегию управления активами, независимо касается ли это калибровки полевых измерительных устройств или оценки времени жизни выключателя среднего напряжения. Она обеспечивает общую среду для обоих департаментов по пуско-наладке и обслуживанию систем. Релевантные данные идут к «правильной» персоне, включая операторов, инженеров и персонал по обслуживанию. Проблемы могут быть проанализированные и диагностированы гораздо быстрее и, таким образом, налицо возможность предупредить-сократить время простоев оборудования.
• Единая стратегия для оптимизации активов. Оптимизация активов – это не просто умный полевой инструментарий. Система управления производственными активами по всему заводу сокращает общие затраты, благодаря улучшенной видимости и интеграции различных обслуживающих подразделений.   

В добавление к вышесказанному, управление активами по условиям сокращает производственные затраты и делает возможным планирование технологических перерывов в соответствии с оптимальным графиком производства. Организуя диагностику и статусы информации в хорошо отлаженном интерфейсе CMMS, вы можете обеспечить персонал по обслуживанию эффективными инструментами для лучшего планирования, организации и реализации различных работ по обслуживанию.

Преимущества такого подхода включают:

• Введение релевантной информации о поведении оборудования
• Диагностику причин проблемных состояний оборудования
• Реализацию стратегий предиктивного (предупредительного) обслуживания
• Улучшение общей эффективности оборудования (коеф – OEE)
• Сокращение плановых и внеплановых остановок
• Ранняя диагностика для предотвращения аварий и поломок
• Сокращение количества критических случаев 
• Оптимизация затрат и графиков
• Предиктивное вместо превентивного (базированного на графиках по времени) обслуживание
• Получение данных для планирования обслуживания
• Оптимизация производительности процессов

Еще один важный момент – Удаленный доступ.

При традиционных подходах к интеграции систем информация о состоянии электрических устройств теряется. Используя стандарт МЭК 61850 и стандарты открытых полевых шин, можно собирать и хранить эту ранее скрытую информацию. Предприятия могут также воспользоваться наличием веб-узлов, встроенных в различное оборудование – для легкого и быстрого доступа к информации. Это касается как силовых выключателей на подстанциях, так и датчиков температуры или давления в технологических процессах.

*************

Подытожим вышесказанное. Чтобы сделать максимально прозрачными процессы обслуживания, заказчики должны планировать интеграцию систем АСУ энергоснабжения и ТП во времени.  Зачастую, они хотят получить готовый результат, не имея никакой стратегии управления активами. Время становится критическим, и заказчики хотят сначала сделать все изменения в производстве, а обслуживание – это потом. Проблема в таком подходе состоит в том, что никто уже не будет делать изменения в АСУ энергоснабжения, когда все запущено. Вторая проблема  – это управление активами во время пуско-наладочных работ производственных процессов, когда информация о состоянии электрооборудования может быть недоступной для инженеров и операторов тогда, когда это необходимо.

Таким образом, процессы планирования в АСУ предприятия – ключевые для того, чтобы реализовать полную ценность интеграции различных систем управления. А что вы об этом думаете?

Мы скоро продолжим серию этих публикаций.

По материалам АВВ на блоге www.processautomationinsights.com, перевод АППАУ

ЗАГРУЗИТЬ Е-КНИГУ “ВВЕДЕНИЕ В ИНТЕГРАЦИЮ АСУ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ И ПРОЦЕССОВ” (АВВ)