Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Systemy sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych

Monitoring and control systems in substations
Rys. Bazowa architektura SSiN
Rys. Bazowa architektura SSiN
Rys. W. Dołęga

Proces prowadzenia ruchu stacji elektroenergetycznej realizowany przez dyspozytora jest skomplikowany i złożony. Z jednej strony stale zwiększa się liczba i rodzaj zainstalowanych urządzeń i aparatów w stacjach, złożoność układów pracy, a z drugiej – następuje ciągły wzrost wymagań stawianych obsłudze w zakresie sterowania i nadzoru. Istotną pomoc dla dyspozytora stanowią obecnie systemy sterowania i nadzoru (SSiN) stacji elektroenergetycznych, które są rezultatem szybkiego postępu technicznego i informatycznego. Spowodowało to dynamiczny i intensywny rozwój technologii i technik automatyzacji i sterowania.

W stacjach powstały systemy umożliwiające m.in. ciągłe nadzorowanie pracy stacji i współdziałanie z układami automatyki zabezpieczeniowej, układami sterowania, blokad i sygnalizacji. Systemy te muszą uwzględniać specyfikę stacji elektroenergetycznych. Występuje w nich duża różnorodność ukła­dów ze względu na wiele wersji urządzeń i elementów systemu podlegających ochronie [1]. Ponadto stosowane są urządzenia wytwa­rzane przez różne firmy zarówno polskie, jak i zagraniczne. Dodatkowo w stacjach elektroenergetycznych występują obok nowych urządzeń i układów modernizacje już istniejących, przy jednoczesnym istnieniu sprawnie działających urządzeń i aparatów zainstalowa­nych w przeszłości [1].

Architektura systemu SSIN

Architektura SSiN, której schemat ideowy przedstawiono na rysunku 1., obejmuje trzy poziomy przepływu danych: procesu, pola i stacji. Spełniają one następujące funkcje:

  • poziom procesu – urządzenia procesowe (np. łączniki, elementy elektryczne, czujniki),
  • poziom pola – urządzenia elektroniczne współpracujące z urządzeniami procesu, zbierają z nich dane za pomocą wejść cyfrowych i analogowych, przetwarzają dane (automatyki) oraz sterują procesem za pomocą wyjść,
  • poziom stacji – urządzenia elektroniczne i systemy komputerowe gromadzące dane z poziomu pola przez sieć komunikacyjną, wizualizujące przebieg procesu oraz udostępniające dane do systemów zewnętrznych.

W ramach architektury SSiN wyróżnia się jeszcze często poziom centrum nadzoru. Jest to poziom administracji systemu, gdzie są zainstalowane serwery i stacje operatorskie.

Czytaj też: Architektura i zastosowania technologii inteligentnego domu >>>

Komunikacja sieciowa

W systemach sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznej podstawową formą wymiany danych między urządzeniami jest komunikacja cyfrowa. Kluczowymi jej elementami są standardy protokoły komunikacji (Czytaj więcej na ten temat).

Dla większości komputerowych systemów komunikacyjnych wzorcowym modelem jest model OSI, który składa się z siedmiu warstw [2]:

  1. fizycznej,
  2. łącza danych,
  3. sieciowej,
  4. transportowej,
  5. sesji,
  6. prezentacji,
  7. aplikacji.

Zainicjowanie komunikacji rozpoczyna się od warstwy aplikacji, a następnie poprzez kolejne warstwy następuje przygotowanie i nawiązanie tej komunikacji.

 

Warstwy sesji, prezentacji i aplikacji są warstwami wyższego rzędu, w których są generowane i przygotowywane dane do przesłania (zapytania oraz odpowiedzi).

Warstwy niższego rzędu zapewniają odnalezienie odpowiedniej drogi do celu, przekazanie konkretnej informacji oraz weryfikację bezbłędności przesyłania danych.

systemach sterowania i nadzoru stacji są wykorzystywane różne rodzaje medium transmisyjnego. Stosuje się media przewodowe w postaci:

  • skrętki,
  • kabla koncentrycznego lub światłowodu
  • lub media bezprzewodowe w postaci fal radiowych lub świetlnych.

W zależności od wykorzystanego medium oraz od specyfiki urządzeń komunikujących się rozróżnia się trzy rodzaje transmisji [3]:

  • simpleks (transmisja jednokierunkowa),
  • półdupleks (transmisja dwukierunkowa, nierównoczesna)
  • oraz dupleks (transmisja równoczesna w obu kierunkach).

Skrętka (kabel symetryczny) z racji stosunkowo niskiej ceny i możliwości technicznych jest obecnie najpowszechniej wykorzystywanym medium transmisyjnym. Jest wykorzystywana głównie do transmisji bazującej na sieci Ethernet.

Światłowód z racji dużej przepustowości danych i możliwości przesyłania ich na duże odległości, odporności na zakłócenia elektromagnetyczne jest często stosowany w stacjach elektroenergetycznych. Stosuje się światłowody [3]:

  • włókniste lub planarne,
  • jednomodowe lub wielodomowe,
  • skokowe lub gradientowe.

Wykorzystuje się je do komunikacji na duże odległości (centra dyspozytorskie, systemy nadrzędne).

Komunikacja szeregowa odgrywa istotną rolę w systemach automatyzacji stacji od wielu lat. Istnieje wiele różnych standardów, wiele z nich jest stosowanych do dzisiaj i będą używane jeszcze przez długi okres ze względu na prostotę implementacji i cenę.

Najczęściej w ramach SSiN stosuje się standardy [2]:

  • RS-232 (standard point-to-point komunikacji dwóch urządzeń elektronicznych),
  • RS-485 (w wersji dwu- lub czteroprzewodowej),
  • RS -422
  • światłowód (złącza typu ST lub SC).

W systemach sterowania i nadzoru stacji stosowane są m.in. protokoły [2]:

  • Modbus,
  • DNP 3.0,
  • Profibus,
  • OPC,
  • IEC 60870-5,
  • IEC 61850.

Protokół Modbus to bardzo popularny, uniwersalny i otwarty protokół komunikacyjny wywodzący się z automatyki przemysłowej. Transmisja w nim polega na odczytywaniu i zapisywaniu danych w rejestrach urządzenia. Protokół ten jest łatwy w zastosowaniu i eksploatacji i jest realizowany w trzech trybach:

  1. Modbus RTU (transmisja szeregowa, ramki wysyłane binarnie jako znaki ośmiobitowe),
  2. Modbus ASCII (transmisja szeregowa, ramki wysyłane szesnastkowo jako znaki ASCII)
  3. Modbus TCP/IP (transmisja bazująca na sieci Ethernet) [2].

Protokół DNP 3.0 oparty jest na trzech warstwach modelu OSI:

  1. fizycznej,
  2. łącza danych,
  3. aplikacji.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 3/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl