Sisteme informatice în energetică - shiva.pub.roshiva.pub.ro/new/wp-content/uploads/2014/11/Note_curs_2_SIE.pdf · Siemens 7SD610 für E19 Verbindung Sisteme informatice în energetic

Sisteme informatice în energetică

Ș.l.dr.ing. Nicoleta Arghira

Prof.dr.ing. Sergiu Stelian Iliescu

http://shiva.pub.ro/cursuri/sisteme-informatice-in-energetica/

2

Printer Server 1

Fibre optic station bus (LON) in star configuration

4 x Star CouplerRER111 including

redundant

power supply

GPS

Master

Operator's W orkstation 2Operator's Workstation 1 Global Position

System

Front-End Station

Computer 1

Front-End Station

Computer 2

Redundant Station LAN TCP-IP

Printer Server 2

LAN-Interface

to LV SCMS

Engineering Workstation Disturbance Recorder

Evalution Station

to

Central Station

ManualSwitch

EF and OCSPAJ110C

500RIO11 , 16DI

Analog alarm unitSACO16A3

Station Alarm Unit Station Alarm Unit

SPAJ110C

SPAJ110C

Earth faultovercurrentProt.

TertiaryEarth faultProt.

Repeater

Control ProtectionAnalog alarm unitSACO16A3

132kV analog

Input

132kV FOXEquipment

11kV analog

Input

PTUSK Scope

11kV Modem

NSK

SACO64D4 Auxiliary alarm unit

Main 2

o/e

o/e

SACO64D4 Auxiliary alarm unit

Ether

net

Verbindung zu E4

FO

RS232

Pilot wire diff. prot.SOLKOR R/Rf.

B69Überstrom

Main 1

Siemens 7SD610 fürE19 Verbindung


Bibliografie

3

ILIESCU S.St., Ioana FĂGĂRĂŞAN – Automatizarea centralelor

electrice, Ed. Printech, 2005, Bucuresti.

ILIESCU S.St., Teoria reglării automate, Ed. PROXIMA, Bucureşti

2006, ISBN 973-7636-15-5

MIHOC D., ILIESCU S.St., FĂGĂRĂŞAN Ioana, ŢĂRANU Gh.,

Conducerea şi automatizarea instalaţiilor energetice, 110 pagini,

Editura Printech, Bucureşti, ISBN (10) 973-718-497-1, ISBN (13) 978-

973-718-497-9 , 110 pg., 2006

MIHOC D., ILIESCU S.St., FĂGĂRĂŞAN Ioana, ŢĂRANU Gh., MATEI

G., Automatizări electro- şi termoenergetice, Ed. PRINTECH,

Bucureşti, ISBN: 978-973-718-936-3, 180 pg., 2008;


Cuprins:

4

Cap.1. Consideratii generale privind aplicatiile informatice.

Terminologie. Tipuri de scheme tehnologice

Cap.2. Sistemul energetic. Producția, transportul, distribuția și

consumul energiei electrice

Cap.3. Sisteme de comandă și reglare în sistemul energetic,

integrate în sistemul informatic

Cap.4. Principii generale de realizare a sistemelor informatice

4.1 Etapele de realizare a sistemelor (aplicatiilor) informatice

4.2 Etapele de realizare a produselor program

4.3 Aspecte privind evolutia unui sistem informational.


Cuprins:

5

Cap.5. Tehnologia de realizare a unui produs informatic.

5.1 Consideratii generale

5.2 Strategii de concepere a unui sistem informatic

5.3 Strategii de abordare a procesului de realizare a unei

aplicatii informatice sau produs-program

5.4 Metode de realizare a unui produs informatic

5.4.1. Top – down

5.4.2. Outside – in

5.4.3. Inside – out

5.4.4. Bottom – up

5.5 Tehnici de realizare a unui produs informatic

5.5.1. Interviuri

5.5.2. Chestionarul

5.5.3. Studiul documentar

5.5.4. Analiza diagnostic

5.5.5. Tabele de decizie


Cuprins:

6

Cap.6. Cadrul tehnologic de realizare a unui sistem informatic

6.1 Elaborarea temei de realizare

6.2 Proiectarea de ansamblu

6.3 Integrare si testare

6.4 Aspecte privind sistemul de management (IMS) al

informatiei

Cap.7. Funcții și caracteristici ale sistemelor informatice

utilizate în domeniul energetic

Cap.8. Exemple de sisteme informatice în energetica (DCS)


• Proces industrial: ansamblu de fenomene de natura complexa, conceput, de regula, de om, cu o destinatie functionala precisa ce expliciteazatransformarile masice si/sau de energie.

7Sisteme informatice în energetică

x

v

EeEi

yu

Model: reprezentare matematica a dependentei dintre mai multemarimi. Daca dependenta corespunde unui proces fizic realizabil sespune ca avem un model sistemic.

La un model sistemic exista o relatie de cauzalitate intre marimi.Aceasta relatie imparte marimile ce caracterizeaza un model in douaclase: marimi de intrare (cauza) si marimi de iesire (efect).

Terminologie

Terminologie

• Produs informatic: denumire generica prin care se refera sistemulinformatic, o aplicatie informatica sau produsul program.

• Aplicatie informatica: utilizarea calculatorului in rezolvarea unui grupomogen de probleme ale unui utilizator individual printre care distingem:

- aplicatii de gestiune;

- aplicatii stiintifice;

- aplicatii de birotica etc.

• Produs program: sistem complet si documentat de programe, livrabil unuigrup de utilizatori care reprezinta:

- implementarea uneia sau mai multor aplicatii informatice la utilizatoriidin grup;

- suportul de realizare si exploatare a produselor program aplicative de uzgeneral sau dedicat.


Terminologie


• Sistem informatic: ansamblu constituit din urmatoarele tipuri deelemente:

- echipamente, care pot fi: unul sau mai multe calculatoare, memorii,periferice;

- software compus din: soft de baza, soft de gestionare a bazelor de date,soft de aplicatie;

- personal de exploatare, utilizatori de specialitate pentru intretinere;

- organizarea activitatilor de pregatire a mediului de achizitiea datelor, desupraveghere a exploatarii si intretinerii sistemului.


Terminologie


• Ciclul de viata al unui produs informatic: perioada de timp intremomentul aparitiei cererii prin care se solicita realizarea unui produsinformatic si momentul scoaterii lui din exploatare.

• Ciclul de realizare al unui produs informatic: partea din ciclul de viata alunui produs informatic in cadrul careia se realizeaza respectivul produs.

In ceea ce priveste criteriile, sistemele informatice se pot clasifica dupa:

- nivelul sistemului obiect pe care se grefeaza sistemul informatic: sistemedestinate proceselor industriale, unitatilor socio-economice, de productie sau de servicii;

- domeniul de utilizare;

- stadiul atins in evolutia sa de sistemul informatic.


Terminologie

• Calculator de proces: echipament numeric de calcul care poate realizaconducerea unui proces in timp real si care pe langa interfetele clasicedispune de o interfata industriala prin care se realizeaza o legaturabilaterala cu procesul condus, precum si de o consola a operatorului deproces ce permite dialogul operator-calculator.

• Timp real: mod de organizare a prelucrarilor prin care calculatorul trebuiesa furnizeze, pe baza datelor primite de la un proces, informatii necesarede comanda si control intr-un timp compatibil cu regimul tranzitoriu dinproces.


Terminologie

• Hardware (echipament): echipament fizic folosit pentru prelucrareadatelor, spre deosebire de programe, proceduri, reguli si documentatiaasociata acestora.

• Software: produs intelectual constand din programe, reguli sidocumentatia asociata pentru functionarea unui sistem de prelucrare adatelor (notiunea de software nu include si suportii fizici utilizati pentru a-lmanipula).


Terminologie

• Software critic: componenta software a unui produs informatic a caruifunctionare eronata produce efecte negative foarte mari in mediulutilizator.

• Software de operare (sistem de operare): software care controleazaexecutia programelor si poate sa asigure functiuni ca: alocarea resurselor,planificarea resurselor, controlul intrarilor, al iesirilor si gestiunea datelor.

• Software suport: software care constituie suport pentru realizarea siexploatarea produsului informatic si care va fi incorporat in componentelesoftware ale produsului final; cuprinde: software-ul de baza, software-ulde gestionare a colectiilor de date, software-ul de comunicatie.


Tipuri de scheme tehnologice

Scheme tehnologice cu automatizări (P&ID)

14

Process/Piping and Instrumentation Diagram (P&ID): în care sunt

reprezentate atât elementele instalaţiei automatizate, legăturile lor

funcţionale, cât şi elementele şi circuitele instalaţiei de automatizare.

Exemplu P&ID


P&ID 11 TURBINA-Model.pdf



15

Simbol Semnificaţie Simbol Semnificaţie Simbol Semnificaţie

comandă de la

distanţă

(închis,

deschis, stop)

comandă de

la distanţă

(pornit/oprit,

creşte/scade)

element de comutare automat-manual

(pentru reglarea referinţei în bucla de

reglare: A-referinţa culeasă din proces;

M-referinţă modificată manual)

aparat local traductor,

detector

aparat montat pe panou sau pupitru în

CCT – camera de comandă tehnică

(contur operativ)

aparat montat

în panou local

aparat montat

în dulap

neoperativ

semnal analogic (binar) transmis la

calculatorul de proces

3H

an

2H

an

A-M

an

XXXX

an

XX

an

XX

an

XX

an

A(B)

XX

a n

prima literă (primele litere) reprezintă simbolul parametrului măsurat

a doua literă (ultimele litere începând cu a doua) reprezintă simbolul funcţiei aparatului

cifră reprezentând numărul aparatului în buclă

litere având următoarea semnificaţie : b = buton; g = aparat indicator; f = traductor; u = aparat calcul

Sursa: ISA – www.isa.org




16

Cele mai utilizate simboluri ale parametrilor şi funcţiilor sunt :

simboluri parametri simboluri funcţii

A calitate (pH, S) I indicare

F debit R înregistrare

L nivel Q contorizare

P presiune A semnalizare

T temperatură S protecţie

Y turaţie Y calcul

Z poziţie T transmitere la distanţă

V vibraţii E element sensibil (detector)

U deplasare C reglare

X dilatare relativă W priză pentru măsurători de probă

K referinţă



Scheme desfăşurate

17

Scheme desfăşurate: reprezintă legăturile dintre aparate sau dintre

elementele componente ale acestora, care permit înţelegerea şi

urmărirea funcţionării efective a circuitelor electrice;

Partea de forță Partea de comandă

M

3~

L1

L2

L3

Q

K

K

R

S

Sp K

S0



•Semne conventionale IEC folosite pentru schemele instalațiilor electrice

18

Buton normal deschis actionat prin impingere cu revenire

Buton normal deschis actionat prin rotire cu mentinerea

pozitiei

Buton normal inchis actionat prin impingere (apasare) cu

revenire

1k

Contact de releu sau contactor normal deschis

Contact de releu sau contactor normal inchis

Bobina de contactor principal sau releu intermediar

Contactor

Contactor asociat cu relee de suprasarcina



•Scheme de montaj

19

Scheme sau tabele de conexiuni interioare: pe baza cărora

se execută legăturile dintre aparate, precum şi legăturile

dintre aparate şi şirurile de cleme din interiorul tablourilor sau

pupitrelor de comandă.

Schemele sau tabelele de conexiuni exterioare: pe baza

cărora se execută legăturile dintre echipamente şi aparatele

locale (traductoare, butoane de comandă, acţionări, etc.)


Funcţii ale sistemelor informatice utilizate în energetică

20

SUPRAVEGHERE

REGLARE

COMANDA

PROTECTIE

Bloc

amplificare şi

execuţie

Bloc culegere şi prelucrare

primară a informaţiilor din

proces

PROCES



21

Prin supraveghere se intelege

achizitia datelor provenite din

proces (masuratori), prelucrarea si

afisarea informatiilor, arhivare si

semnalizare.

In cazul sistemelor complexe

supravegherea se poate face pe

mai multe nivele, ingloband in acet

caz si functiile de reglare,

comanda si protectie.

Functiile sistemului de conducere a

proceselor pe domenii de functionare a

instalatiilor

Functionare periculoasa

PROTECTIE

Functionare anormala

COMANDA

Functionare normala

REGLARE

SU

PR

AV

EG

HE

RE

A



22

Semnalizarea consta in

indicarea optica si acustica:

a schimbarii modului de

functionare a unei instalatii

(semnalizare de pozitie sau

functionare),

a aparitiei unei functionari

necorespunzatoare care poate

conduce la avarii (semnalizare

preventiva)

sau la aparitia propriu-zisa a

avariei (semnalizare de

avarie).

Functiile sistemului de conducere a

proceselor pe domenii de functionare a

instalatiilor

Functionare periculoasa

PROTECTIE

Functionare anormala

COMANDA

Functionare normala

REGLARE

SU

PR

AV

EG

HE

RE

A


Sistemul energetic

Acesta este constituit din elementegeneratoare de energie electrică, retea detransport, de distribuţie a energiei electricesi consumatori. Aceste elemente suntgrupate zonal constituind subsistemele unuiSE.


Sistemul energetic

Rețeaua de transportNivele de tensiune: 400kV, 220kV, 110 kVOperatorul de Transport si Sistem din Romania:

24

https://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet

https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduriVerificarea și acceptarea în funcționare a centralelor eoliene din punct de vedere al respectării cerințelor Codului Tehnic RET


https://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet

https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduri

25

Sistemul energetic

Rețeaua de distribuţie

Nivele de tensiune: 110kV, 20 kV, 10 kV, 6 kV

Operatori de distribuție din Romania:


Reteaua electrica de transport

Centrale electricePosturi de

transformare

SS

Centrul de comandaLocal

PP

Statii

SS

SS

PP

SS

PPSY

SYPP

Număr foarte mare de "puncte" (centrale electrice, transformatoare, întreruptoare, stații)situată la 2000 de km 2 km distanță.Toate operațiunile critice de timp executate la nivel local în stațiile și unități de producere a energiei.

Centru de conducere International

Centru de conducere National

SS

Centrul de comandaLocal

Statii electrice


Stații electrice

protectie (Linii, transformatoare, generatoare) cu viteză de răspuns f mare

control (la distanță sau local) pentru a asigura circulația de puteri, operarea în condiții de

siguranță (interblocări)

Măsurare (local and la distanță), factura de energie electrică, circulația de puteri în rețea

Sisteme informatice în energetică 27

Centru de conducere - dispecerizare


Dispecerul energetic national• Starea Sistemului Energetic National in timp real:http://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet


Conducerea unei statii electrice

Reglare

Comanda

Monitorizare

Alarmare etc

unit controllers


Linkuri

• - Eurel Young Engineers Seminar:• http://www.eurel.org/home/Events/YES/Pages/Y

ES.aspx• - IEEE Power and Energy Society, Control

Systems Society• http://www.ieee-pes.org/• http://www.ieeecss.org/• - ENTSOE: European Network of Transmission

System Operators for Electricity: https://www.entsoe.eu/


http://www.eurel.org/home/Events/YES/Pages/YES.aspx

http://www.ieee-pes.org/

http://www.ieeecss.org/

Documents

Sisteme informatice în energetică - shiva.pub.roshiva.pub.ro/new/wp-content/uploads/2014/11/Note_curs_2_SIE.pdf · Siemens 7SD610 für E19 Verbindung Sisteme informatice în energetic