Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
Перейти:  
 


 

Статьи, интервью, обзоры на Ua.Automation.com

Система ввода/вывода Axioline F от Phoenix Contact для предприятий энергетики

Система ввода/вывода Axioline F от Phoenix Contact для предприятий энергетики

Дипл.-инж. Харальд Греве, менеджер по маркетингу систем ввода/вывода, компания Phoenix Contact Electronics GmbH, Бад-Пирмонт, Германия

Развитие направления зеленой энергетики в Германии, а также глобальные вызовы, связанные с защитой климата и ресурсов, являются главными проблемами, стоящими перед обществом и энергетической отраслью. Создание стандарта IEC 61850 позволило сформировать международные нормы, определяющие унифицированную конструкцию коммуникационных систем и сетей. Система ввода/вывода Axioline F, разработанная компанией Phoenix Contact, обеспечивает полную поддержку этого стандарта.
 
Такие факторы, как рост цен на энергоносители, нехватка важных ресурсов, а также растущие выбросы CO2, приобретают все большее значение в глобальном масштабе. Чтобы в будущем иметь возможность обеспечивать людей и предприятия ресурсосберегающей и безопасной энергией, необходимо внедрение новых концепций и системных подходов в энергетике. Одним из таких подходов является интеллектуальная сеть. Этот вид компьютеризированной сети энергообеспечения позволяет выполнить оптимальную тонкую настройку во всей цепи производства, потребления и накопления энергии. Однако, реализация интеллектуальной сети требует применения самых современных технологий. Только в этом случае обеспечение электроэнергией может осуществляться гибким и безопасным способом, который будет соответствовать всем текущим требованиям. Увеличивающаяся часть энергии, получаемой из возобновляемых источников, а также устойчивый рост количества малых децентрализованных электростанций, делает совершенно очевидной необходимость наличия целостной и унифицированной коммуникационной системы.
 
Важными базовыми элементами являются независимость от конкретного производителя и функциональная совместимость оборудования
 
С этой точки зрения решающую роль играет международный стандарт IEC 61850 «Коммуникационные сети и системы для автоматизации подстанций». Данный стандарт и обеспечиваемая им передача объектно-ориентированных данных впервые позволили исчерпывающим образом регламентировать сложные процессы и описать применяемые устройства для всех участников, подключенных к коммуникационной сети. Двумя основными принципами, реализованными в стандарте IEC 61850, являются независимость от производителя оборудования и функциональная совместимость устройств. Такой подход позволяет существенно снизить количество интерфейсов по сравнению с тем, которое существовало до внедрения данного стандарта. Более того, теперь пользователи не зависят от конкретного производителя и его решений по автоматизации собственной разработки. 
 
Функциональная совместимость не ограничивается просто обменом данных при помощи стандартизованной технологии Ethernet. Также регламентирован процесс технологической подготовки. Пользователь получает возможность заранее задать функциональность устройств, которая описывается иерархической моделью данных в форме читаемого текстового файла. Эти файлы на языке SCL (Substation Configuration Language – Язык конфигурирования подстанций) образуют основу для рационального проектирования систем. Компоненты, используемые в системах объектов энергетики, должны соответствовать условиям эксплуатации и постоянно находиться в работоспособном состоянии. Единственный способ гарантировать стабильное энергоснабжение – это выполнение всех этих требований. Помимо повышенной устойчивости к влиянию помех, устройства также должны выдерживать значительные импульсные перенапряжения, что подтверждается испытаниями на устойчивость к электростатическим разрядам, а также переходным и наносекундным импульсным помехам.
 
Поддержка коммуникационных протоколов MMS и GOOSE
 
Если связь осуществляется в соответствии с требованиями стандарта IEC 61850, тогда на систему ввода/вывода возлагается решение важной задачи. Перед проектированием такой системы следует прояснить основные вопросы, такие, например, как обеспечение простого и эффективного способа для регистрации и вывода сигналов. Кроме того, должна быть внесена полная ясность, каким образом преимущества, являющиеся следствием объектной ориентированности данного стандарта, могут быть интегрированы в системотехнические решения для всей электростанции. Компания Phoenix Contact справилась с решением этой задачи, выпустив систему ввода/вывода Axioline F, которая полностью соответствует требованиям стандарта IEC 61850. Модуль ввода/вывода, специально разработанный для применения в составе таких систем (Рис. 1), обеспечивает быструю передачу данных, отличается надежностью в эксплуатации, а также удобством и простотой в использовании при проектировании и запуске объектов энергетики. 
 
 
Рис. 1. Система ввода/вывода Axioline F оптимизирована для применения на предприятиях энергетики.
 
Обязательным условием стабильной работы системы энергоснабжения является короткое время реакции. Для этого в системе ввода/вывода Axioline F предусмотрена поддержка протокола связи MMS (служба обмена мультимедийными сообщениями), который используется для связи с системой управления, а также поддержка быстродействующего, управляемого событиями протокола GOOSE (Общее объектно-ориентированное событие в системе), который обеспечивает непосредственный обмен информацией между конечными устройствами (серверами). Это означает, что сигналы, скорость прохождения которых критична для системы, направляются непосредственно в конечные устройства с минимальной задержкой, минуя систему управления. 
 
Проектирование без использования специализированных средств
 
Самым большим преимуществом системы Axioline F является ее простота в использовании, которая, однако, никак не влияет на требуемую надежность. Модули ввода/вывода, оснащенные дискретными входами и релейными выходами с номинальным напряжением до 220 В постоянного тока, рассчитаны на применение в промышленной среде, и обладают устойчивостью к импульсным перенапряжениям амплитудой до 5 кВ. Кроме того, модули могут быть скомпонованы в составе станции ввода/вывода в соответствии с потребностями конкретной установки, без необходимости формирования специальных сегментов, таких как пластинчатые сепараторы. Такое решение обеспечивает высокую гибкость при размещении управляющих, сигнальных и аналоговых модулей в процессе компоновки подстанций. 
 
Распределение точек подключения в соответствии с атрибутами стандарта IEC 61850 отличается гибкостью и простотой, и выполняется либо при помощи веб-интерфейса, либо, согласно другим конфигурациям, при помощи простого текстового файла. Полное проектирование станции ввода/вывода не требует применения каких-либо специализированных инструментальных средств (Рис. 2). Настройка всех параметров осуществляется путем обмена конфигурационными файлами, которые соответствуют нормам стандарта IEC 61850. Для этих целей также может быть использован веб-интерфейс, то есть для пользователя отсутствует необходимость выполнять какие-либо операции по программированию. 
 
 
Рис. 2. Настройка параметров станции ввода/вывода легко может быть выполнена при помощи веб-интерфейса.
 
Наличие сертификата соответствия требованиям коммуникационного стандарта обеспечивает безопасность и надежность при использовании отдельных устройств или систем. Это единственный способ, который позволяет всем участникам системы обмениваться данными без каких-либо проблем. Для системы Axioline F документальным подтверждением такого соответствия является сертификат испытательного центра КЕМА. Данный сертификат является для пользователя подтверждением, что система Axioline F обладает 100% функциональной совместимостью в соответствии с требованиями стандарта IEC 61850.
 
Использование на всех участках энергосистемы
 
Стандарт IEC 61850 может быть использован на всех уровнях системы энергообеспечения, в том числе, и на уровне производства электроэнергии, независимо от того, поступает ли она от больших электростанций традиционной конструкции или вырабатывается из возобновляемых источников при помощи фотоэлектрических или ветрогенераторных установок. Использование цифровых устройств защиты, осуществляющих связь по стандарту IEC 61850, позволяет передавать в главную контрольно-измерительную систему данные о событии и времени, когда оно произошло, а также выполнять точный анализ ошибок в течение нескольких миллисекунд. Это важно, прежде всего, потому, что позволяет быстро и точно идентифицировать источник сбоя в сети. Для низковольтного коммутационного оборудования предусмотрен широкий ассортимент сигналов шин управления. Кроме того, имеются несколько возможных вариантов применения в сетях передачи и распределения электроэнергии. Одним из таких вариантов является мониторинг состояния трансформаторов, что позволяет планировать техническое обслуживание, получать в процессе эксплуатации предупреждения и отчеты об возникающих ошибках (Рис. 3). 
 
 
Рис. 3. Среди прочего, системы ввода/вывода помогают контролировать состояние и управлять работой трансформаторов.
 
Одной из задач подстанций локального уровня является подача в сеть электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии децентрализованными установками. Управляемый локальный трансформатор питания обеспечивает пульсации напряжения в сети в пределах ±10%. Управление таким трансформатором также может осуществляться при помощи системы ввода/вывода, соответствующей требованиям стандарта IEC 61850.
 
Заключение
 
IEC 61850 представляет собой международный стандарт, применимый на всех уровнях системы энергоснабжения. Надежная, быстродействующая и простая в использовании система Axioline F, разработанная компанией Phoenix Contact и полностью соответствующая требованиям этого стандарта, обеспечивает регистрацию и передачу технологических данных в центр управления. Внедрение этой системы является важным вкладом в создание устойчивой и высоконадежной сети энергоснабжения (Рис. 4).
 
 
Рис. 4. Система ввода/вывода Axioline F, разработанная для осуществления связи по стандарту IEC 61850, дополнена необходимыми инфраструктурными компонентами.
 
Быстродействующая, надежная и простая в использовании система ввода/вывода

Система ввода/вывода Axioline F компании Phoenix Contact полностью соответствует потребностям энергетической отрасли. Данное техническое решение позволяет компоновать шкафы управления по модульной схеме, отличаясь при этом простотой монтажа и высокой скоростью реакции. Кроме того, система Axioline F характеризуется высокой надежностью механических компонентов, простотой в использовании и устойчивостью к электромагнитным помехам. Применение быстродействующих средств подключения, выполненных с применением технологии push-in, и съемных штекерных разъемов позволяет быстро и без ошибок выполнить подключение проводки системы ввода/вывода. Учитывая все это, система Axioline F прекрасно приспособлена для использования в промышленных системах автоматизации, эксплуатируемых в сложных условиях, когда необходимо обеспечить высокую надежность и интуитивно-понятное действие устройств. Обширный ассортимент изделий включает в себя дискретные и аналоговые модули в разных исполнениях, а также специальные устройства, такие как модули для контроля температуры.