ПТК КРУГ-2000: традиции качества и современные возможности

журнал «Автоматизация в промышленности» №1/2012

Дан анализ многолетнего развития ПТК КРУГ-2000, описаны основные его особенности и преимущества. Подчеркивается традиционная надежность ПТК КРУГ-2000 для создания АСУ ТП котлоагрегатов, турбогенераторов, общестанционного оборудования, газорегуляторных пунктов, тепловых сетей, систем коммерческого и технического учета энергоресурсов, диспетчерских пунктов, систем телемеханики и т.д.

(Ключевые слова: программно-технический комплекс, ПТК, SCADA, АСУ ТП)

Стремительное развитие информационных технологий и средств вычислительной техники, повышение требований к безопасности эксплуатации оборудования, снижению аварийности на производстве, улучшению условий труда эксплуатационного персонала приводят к постоянному совершенствованию средств автоматизации технологических процессов. Одним из ключевых звеньев в автоматизированных системах (АСУ ТП) является программно-технический комплекс (ПТК), представляющий собой совокупность программных и технических средств, на базе которых строится АСУ ТП. Именно его характеристики определяют основные свойства АСУ ТП и позволяют говорить о современности применяемых решений.

ПТК КРУГ-2000 имеет свою многолетнюю историю и традиции. Первые внедрения были сделаны еще в 90-х годах прошлого века. Станции оператора и контроллеры имели на тот момент самую современную элементную базу и работали под операционной системой DOS. В качестве линий связи использовался Ethernet 10 Мб/с. Некоторые из внедренных в те годы АСУ ТП работают и по настоящее время. Их отличает исключительная надежность, обусловленная отсутствием остановов технологического оборудования вследствие отказа ПТК и минимальными затратами на восполнение комплекта ЗИП. Доказательством высоких потребительских свойств ПТК является и то, что многие заказчики при модернизации АСУ ТП производят замену старых средств ПТК КРУГ-2000 с истекшим сроком службы на его более современные версии.

За время своего развития ПТК КРУГ-2000 постоянно претерпевает эволюционные изменения, обусловленные общим развитием технологии в мире. Фирма «КРУГ» – производитель ПТК – является одновременно и крупной инжиниринговой компанией, вследствие чего ПТК систематически модернизируется. При этом используется непосредственная обратная связь от специалистов, участвующих во внедрении АСУ ТП и обладающих знаниями о функционале и возможностях самых современных комплексов зарубежных и российских производителей.

С 1992 года НПФ «КРУГ» в тесном сотрудничестве с рядом своих партнеров ввела в эксплуатацию более 250 АСУ ТП на объектах топливно-энергетического комплекса, более 100 из которых – для энергетики. Системы автоматизации на базе программно-технических средств НПФ «КРУГ» находятся в промышленной эксплуатации в таких компаниях, как ОГК-4, ОГК-6, ТГК-2, ТГК-3, ТГК-4, ТГК-6, ТГК-7, ТГК-8, Башкирэнерго, Татэнерго, а также на предприятиях Беларуси, Украины, Казахстана, Польши и др. Под управлением ПТК КРУГ-2000 находятся энергетические установки ТЭЦ таких предприятий, как ФГУП «Сибирский химический комбинат», Туапсинский НПЗ, Краснодарский НПЗ, металлургический комбинат «Миттал Стил Темиртау» и др.

Программно-технический комплекс КРУГ-2000 предназначен для создания АСУ ТП в составе:

• информационно-измерительных подсистем
• подсистем автоматического регулирования
• подсистем технологических защит и защитных блокировок (ТЗ и ЗБ)
• автоматизированных систем оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ)
• систем коммерческого и технического учета энергоресурсов
• систем телемеханики
• тренажеров для обучения технологов-операторов.

На базе ПТК могут быть созданы автоматизированные системы для объектов с непрерывным или периодическим характером протекания технологических процессов, которые могут иметь как сосредоточенную, так и распределенную архитектуру.

Комплекс охватывает следующие уровни управления:

• управление агрегатом
• управление технологической установкой, группой агрегатов
• управление группой технологических установок, цехом, производством, группой производств
• оперативно-диспетчерское управление производством, группой производств.

Среди основных особенностей ПТК КРУГ-2000 можно выделить:

• Полное соответствие ПТК стандартам России, МЭК и другим действующим нормативным документам, в частности, принятым для АСУ ТП в энергетике
• Высокая надежность ПТК
• Открытость ПТК
• Масштабируемость ПТК
• Возможность создания распределенных систем
• Глубокая интеграция SCADA КРУГ-2000 и Среды программирования контроллеров в рамках программно-технического комплекса
• Встроенные и настраиваемые высокоэффективные и быстродействующие алгоблоки (алгоритмы автоматического регулирования, алгоритмы управления задвижками и т.д.), снижающие трудоемкость инжиниринговых работ
• Защита от несанкционированного доступа разграничением доступа персонала к функциям системы
• Наличие собственных средств организации системы единого времени
• Наличие специализированных сертифицированных версий ПТК КРУГ-2000/Т (коммерческий учет тепловой энергии и параметров теплоносителя) и ПТК КРУГ-2000/Г (коммерческий учет природного газа)
• Наличие сети партнерских инжиниринговых и наладочных компаний, осуществляющих техническую поддержку на территории России, Казахстана и других стран СНГ
• Автоматизация производств, в том числе пожаро- и взрывоопасных, осуществляется на основе апробированных и эффективных технических решений.

Наиболее распространенная сетевая структура ПТК для систем средней и большой мощности представлена на рис. 1. Клиент-серверная архитектура ПТК позволяет распределить вычислительные задачи между абонентами системы, тем самым повысив надежность и живучесть комплекса. Для крупных АСУ ТП, состоящих из нескольких независимых систем (например, АСУ ТП ТЭЦ), предоставляется возможность создания распределенной базы данных. Преимуществом такого подхода является снижение требований к вычислительной мощности серверов, возможность проведения поэтапного внедрения АСУ ТП, ремонтопригодность системы, простота локализации отказов, внесения изменений и т.д. При этом клиентские станции (станции оператора) имеют доступ ко всем локальным базам распределенной системы в реальном времени.

Рисунок 1 - Сетевая архитектура ПТК КРУГ-2000

Надежность ПТК достигается высоким качеством комплектующих (оборудование ведущих европейских и американских фирм), а также резервированием наиболее ответственных частей ПТК. Гибкость ПТК позволяет резервировать практически любой его компонент.

ПТК предусматривает «горячее» резервирование:

• Станций оператора
• Серверов БД
• Информационных сетей (сетевые адаптеры, коммутаторы, кабели)
• Контроллеров.

В контроллерах предусматривается:

• 100% резервирование контроллеров
• Резервирование процессорных частей контроллеров
• Резервирование модулей ввода/вывода
• Резервирование отдельных входов/выходов
• Резервирование шин данных.

Еще одной из важных характеристик ПТК КРУГ-2000 является его открытость, под которой понимается возможность простой, удобной, «бесшовной» связи – совместимости отдельных локальных систем автоматизации разных производителей в единую интегрированную систему управления. Открытость ПТК дает возможность обмена информацией со смежными и вышестоящими системами, а также минимизирует эксплуатационные затраты на поддержку систем автоматизации различных производителей (минимизация совокупной стоимости владения). Такие возможности обеспечиваются нижеследующими свойствами ПТК:

• Информационная открытость. ПТК позволяет пользователю независимо от Поставщика получать/передавать в любую другую систему текущие (оперативные) значения параметров и другие данные, используя поддержку современных международных стандартов, таких как OPC DA/HDA, COM, DCOM, ODBC, МЭК60870-5-101, МЭК60870-5-104 и др.
• Конфигурационная открытость. Под этим термином понимается возможность для Пользователя (независимого от Поставщика) осуществлять изменения в прикладном программном обеспечении при ее эксплуатации. Данные задачи решены в ПТК в соответствии с требованиями международного стандарта на языки программирования контроллеров IEC-61131-3.
• Классификационная открытость. В ПТК КРУГ-2000 осуществляется поддержка единого сквозного механизма классификации и кодирования объектов в рамках предприятия (например, системы AKS и KKS).

Основой базового программного обеспечения (ПО) в ПТК КРУГ-2000 является модульная интегрированная SCADA КРУГ-2000. Ее свойства обеспечивают высокую гибкость, надежность и открытость ПТК КРУГ-2000. Модульность SCADA КРУГ-2000 позволяет масштабировать АСУ ТП от систем малой информационной мощности до крупных полномасштабных АСУ ТП, а возможность гибкой конфигурации модулей дает возможность оптимизировать цену ПО для данного конкретного применения.

Глубокая интеграция SCADA и среды программирования контроллеров обеспечивает

• Работу с единой, целостной, однократно набираемой и непротиворечивой базой данных системы
• Обмен с контроллером по высоконадежному скоростному протоколу
• Сетевую загрузку ПО контроллера, on-line диагностика контроллера и его модулей
• Поддержку стандарта IEC-61131 на нижнем и верхнем уровнях
• Режим обычной и удаленной отладки контроллера («с остановкой/без остановки контроллера»)
• Поддержку промышленных шин: Modbus, СAN, DeviceNet, CanOpen и других
• Системы реального времени для IBM PC-совместимых контроллеров и контроллеров на базе архитектуры Intel Xscale – QNX, LINUX.

Кроме того, полная локализация на русском языке всей документации и всего интерфейса обеспечивает комфортную работу с данным ПО для русскоязычных пользователей и инжиниринговых компаний.

В последнее время достаточно большие усилия прикладываются разработчиками SCADA КРУГ-2000 в направлении повышения комфортности работы с ПО и сокращения затрат на инжиниринговые работы. Создан ряд визардов, позволяющих в интерактивном режиме настроить систему, автоматизированы операции по привязке графических шаблонов к переменным базы данных и т.д. Наличие имитаторов системы реального времени контроллера позволяет производить отладку пользовательских программ и имитировать работу системы в целом при отсутствии контроллеров.

Многолетний опыт внедрений программно-технического комплекса позволил создать на его базе ряд технических решений, значительно облегчающих проектирование систем и уменьшающих трудозатраты на инжиниринг. Такие решения созданы для АСУ ТП котлоагрегатов (в том числе подсистемы управления горелками котлоагрегатов), турбогенераторов, общестанционного оборудования, газорегуляторных пунктов, тепловых сетей, систем коммерческого и технического учета энергоресурсов, диспетчерских пунктов, систем телемеханики и т.д.

ПТК КРУГ-2000 постоянно развивается, используя новые технические средства и передовые программные платформы, заслуженно составляя конкуренцию самым известным мировым производителям средств автоматизации.