48
UNIVERSITATEA PETROL- GAZE PLOIEŞTI FACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ ŞI ELECTRICĂ MANAGEMENTUL SISTEMELOR ELECTRICE ŞI ELECTRONICE LUCRARE DE DISERTAŢIE COORDONATOR: Prof. dr. ing. BUCUR CRISTIAN ABSOLVENT: Ing. Dumitran Cristian Cosmin PLOIEŞTI - 2009 -

Remote Terminal Unit

Embed Size (px)

Citation preview

UNIVERSITATEA PETROL- GAZE PLOIEŞTI FACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ ŞI ELECTRICĂ

MANAGEMENTUL SISTEMELOR ELECTRICE ŞI ELECTRONICE

LUCRARE DE DISERTAŢIE

COORDONATOR: Prof. dr. ing. BUCUR CRISTIAN

ABSOLVENT: Ing. Dumitran Cristian Cosmin

PLOIEŞTI - 2009 -

Pagina 2 din 48

UNIVERSITATEA PETROL- GAZE PLOIEŞTI

FACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ ŞI ELECTRICĂ MANAGEMENTUL SISTEMELOR ELECTRICE ŞI

ELECTRONICE

LUCRARE DE DISERTAŢIE

UNITATI DE TRANSMISIE LA DISTANTA PENTRU SISTEMELE DE ACHIZITIE S I CONTROL DATE PROGRAMARE, DIAGNOZA SI INTRETINERE

COORDONATOR: Prof. dr. ing. BUCUR CRISTIAN

ABSOLVENT: Ing. Dumitran Cristian Cosmin

PLOIEŞTI - 2009 -

Pagina 4 din 48

Universitatea: PETROL-GAZE din PLOIEŞTI Facultatea: INGINERIE MECANICĂ ŞI ELECTRICĂ Forma de învăţământ: MASTERAT Domeniul: Inginerie Electronică şi Telecomunicaţii Specializarea: Managementul Sistemelor Electrice şi Electronice

APROBAT Şef Catedră,

TEMA

Masterand : DUMITRAN CRISTIAN COSMIN

1. Tema lucrării de disertaţie UNITĂŢI DE TRANSMISIE LA DISTANTĂ PENTRU SISTEMELE DE ACHIZIŢIE SI CONTROL DATE PROGRAMARE, DIAGNOZĂ ŞI INTREŢINERE 2. Termenul de predare a lucrării: 28 Februarie 2009 3. Elemente iniţiale : ........................................................................................ ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... 4. Conţinutul notei explicative de calcul (enumerarea principalelor capitole): 5. Enumerarea materialului grafic: ......................................................................... ................................................................................................................................. 6. Consultaţii pentru realizarea lucrării (cu indicarea părţilor din proiect pentru care solicită consultarea) ........................................................................................................... ................................................................................................................................ 7. Data eliberării temei: ........................

Conducător, (semnătura)

Tema a fost primită pentru îndeplinire Data:_____________

Declar pe propria răspundere că am elaborat personal proiectul de diplomă şi nu am folosit alte materiale în afara celor prezentate la capitolul Bibliografie.

Semnătura masterandului,

Pagina 5 din 48

Apreciere

Privind activitatea masterandului DUMITRAN CRISTIAN COSMIN

La elaborarea lucrării de disertaţie cu tema UNITATI DE TRANSMISIE LA DISTANTA PENTRU SISTEMELE DE ACHIZITIE SI CONTROL DATE PROGRAMARE, DIAGNOZA SI INTRETINERE

Nr. Crt. Criteriul de apreciere Nota Observaţii

1 Documentare

2 Ritmicitate

3 Corectitudinea calculelor

4 Cercetare teoretico-experimentală

5 Elemente de originalitate

6 Capacitate de sinteză

7 Corectitudinea şi sistematizarea memoriului

Apreciere finală

Conducător:

Pagina 7 din 48

CUPRINS

Rezumat in limba română .................................................................................................... 10

Rezumat in limba engleză ................................................................................................... 11

Istoric .................................................................................................................................. 12

Unitati de Transmisie la Distanţă – RTU ............................................................................. 15

RTU 2XX ........................................................................................................................... 17

RTU 232 ............................................................................................................................. 17

Module ale RTU 232 ........................................................................................................... 22

Plăci de intrare / ieşire ......................................................................................................... 25

Functii de telecontrol........................................................................................................... 28

Programe de Configurare, Funcţii Logice si Diagnoză ......................................................... 31

Soft de Configurare si Diagnoză RTUtil .............................................................................. 32

Exemplu de configurare ...................................................................................................... 34

Soft de programare functii logice LAF ................................................................................ 39

RTU 560 ............................................................................................................................. 44

Concluzii............................................................................................................................. 46

Bibliografie ......................................................................................................................... 47

Anexe ................................................................................................................................. 48

Pagina 9 din 48

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 10 din 48

Rezumat in limba română Această lucrare prezintă evoluţia Unităţilor de Transmisie la Distanţă in timp corelat cu evoluţia Sistemelor de Supervizare Control şi Achizitie Date. Echipamentele studiate sunt de la concernul multinaţional Asea Brown Boveri diviziile din Germania si Finlanda. Ele sunt RTU 211, RTU 232 si RTU 560. Este analizată structura hard şi soft a acestora. Sunt prezentate în detaliu softurile de programare, configurare şi întreţinere pentru primele două echipamente. Proiectate pentru a funcţiona in medii diverse, de la temperaturi foarte joase, pâna la utilizarea lor în zone tropicale, respectând cele mai riguroase norme din domeniu, uneori producătorul depaşindu-le chiar pe acestea, putând fii folosite în cele mai diverse aplicaţii, de la transportul produselor petroliere pana la fluentizarea traficului rutier si distribuţia apei potabile, totuşi utilizatorul final în cazul proiectelor mari este nevoit sa aiba un minim de personal pentru diganosticare, întreţinere şi extindere. Cum aceste operaţiuni necesită un grad înalt de specializare ele nu sunt deloc ieftine. Posibilitatea acestor echipamente de a achiziţiona diferite tipuri de semnale, de a comunica pe diferite tipuri de medii de comunicare, folosind diferite protocoale de comunicare cât şi lipsa de personal calificat în acest domeniu, din ţară face ca varianta chemării personalului specializat al producătorului de fiecare dată cand este necesară o intervenţie să fie extrem de costisitoare.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 11 din 48

Rezumat in limba engleză This paper present the evolution of Remote Terminal Unit in time, corelated with Supervisory Control and Data Acquisition Systems. The ecquipment presented are manufactured by Asea Brown Boveri Subsidiary from Germany and Finland. The ecquipemnt described are RTU 211, RTU 232 and RTU 560. Hardware and Software structure are analysed. Programming, configuration and maintenance software are presented in detail for the first two ecquipments. Design to work in different environment, ranging from very low temperature up to tropical climat, following the most rigoruous standards in the field, sometimes the manufacturer being more strict than the standard, being able to be used from aplications like crude oil products transportation up to road trafic optimization systems and drinking water distribution systems, the end user, in big projects, it is still forced to keep specialised personnel for diagnose, maintenance, and expansions. As this kind of operations do need a high specialised personnel they are not cheap at all. The ecquipment availability for data acquisition of various type of signals, to comunicate on diferent type of media, using different protocols as well as the lack of specialised personnel in this field in Romania, make that the intervention on this ecquipment with the manufacturer skilled personnel, when nedeed, to be verry expensive.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 12 din 48

Istoric Sistemele SCADA pot fi urmărite de la dezvoltarea telemetriei din prima jumatate a secolului trecut. Tehnologia pentru rachete şi avioane oferă omului posibilitatea de a investiga vremea si date despre planete. Acest lucru a impus o modalitate simplă de a obţine date de către observatori, care nu au putut obţine în mod normal aceste date din spaţiu (Boyer 1993). Pentru o predicţie exactă a vremii, erau necesare informaţii mai detaliate din atmosferă. Apar intrebările Cum ar putea fi colectate date exacte din atmosferă şi comunicate înapoi la o instalaţie de pe suprafata Pamantului? Şi, cum ar putea fi colectate date de la un număr de site-uri într-o locaţie centralizată, pentru a înregistra, analiza şi apoi prezice vremea (Boyer 1993) Telemetrie şi era mainframe Soluţia a venit de la companiile de cale ferata care utilizează dispozitive de telemetrie. Calea ferată a folosit telemetria pentru a obtine informaţii cu privire la locaţia trenului şi poziţia comutatoarelor. În acest timp, tehnologia radio a evoluat, eliminand obligaţia de a pune sute de kilometri de sârmă (Boyer 1993). Evoluţii în corectarea erorilor de compresie de date a permis transmiterea de mai multe informaţii, făcând transmisia radio fiabilă. Pe tot parcursul secolului, mai multe sectoare industriale, cum ar fi instalaţiile de automatizare, gaz, electrice, de apă şi de utilităţi, a început implementarea sistemelor de telemetrie folosind sisteme de monitorizare a proceselor de la distanţă. Comunicarea radio a devenit comună (Boyer 1993). În acest timp sistemele de calcul mainframe au devenit foarte utilizate. Terminale fără inteligenţă, au folosit sisteme mainframe pentru a efectua toate calculele şi a stoca datele. Această metodă s-a schimbat la începutul anilor 1980 cu dezvoltarea microcalculatoarelor (PC). SCADA şi era PC-urilor Această epocă permite ca informaţiile si inteligenţa să fie la dispoziţia utilizatorului. Microcalculatorele au permis ca controlul procesului să fie distribuite între site-uri aflate la distanţă, eliminând dependenţa de calculatoarele mainframe de la centru. Până la sfârşitul anilor 1980, industria a început trecerea la era sistemelor distribuite. Caracteristice din această epocă sunt integrarea in Wide Area Network (WAN) şi reţeaua locală (LAN), standarde deschise, modelarea relaţională a informaţiilor, şi aplicaţii pe bază de icoane (Applegate 1996). La sfarsitul anilor 90, o nouă eră de calcul a apărut. Specialiştii Sistemelor de Management Informational (MIS) se referă la aceasta perioada, ca fiind era omniprezentă (Applegate 1996). Aceasta este o perioadă în care toate tipurile de configuraţii de intranet, WAN, şi LAN sunt de conceput. Liniile sunt neclare între diferite servere cu responsabilităţi. În această eră, nevoia de master-slave SCADA s-a diminuat în mod semnificativ. Controlerele cu limbaj de programare acum au capacitatea de a-şi monitoriza şi controla site-urile locale. Utilizatorii de SCADA au început să se schimbe, de asemenea. Industrii ca utilitatile electrice au păstrat o filozofie centralizată. Cu toate acestea, companiile din

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 13 din 48

industria de petrol şi gaz, au migrat la un mod mai descentralizat, prin permiterea controlului înapoi în mâinile operatorilor locali (Boyer 1993). Există o nouă tendinţă în curs de apariţie în rândul factorilor de decizie de software pentru sistemele SCADA. În timp ce sistemele actuale tind să dispună de programare logica pentru PLC-urile aflate la distanţă în site-uri, o nouă metodă de a plasa acest cod înapoi sub controlul unui centrale este în curs de dezvoltare. Acest lucru se realizeaza permiţând codului PLC de a fi inclus în software-ul Microsoft Windows. Multe dintre firmele mici văd acest lucru ca pe o modalitate de a recâştiga o cotă de piaţă de la marii actori ca Rockwell şi Wonderware. Companiile mai mici pretind că pot oferi un mijloc de control la distanţă mult mai ieftin în cazul în care toate codurile site-urilor sunt menţinute pe master denumit frecvent soft PLC. De asemenea, companiile mai mici, susţin că calculatoarele personale care rulează Windows sunt mai potrivite (ex. au mai multă memorie, spaţiu pe hard disk, sunt mai rapide) pentru a stoca mai mult de un cod de program ca, Controlerele programabile (Freer 1997). SCADA sau Sisteme de Control Distribuite (DCS) De la iniţierea sa în anii 1960, SCADA a fost înţeleasă ca un sistem care a fost în primul rând dedicat prelucrării si transmiterii semnalelor de Intrare / Iesire (I/O) primare de la Unitatile de Transmisie la Distanţă (RTU). La inceputul anilor 1970, Sistemele de Control Distribuit (DCS) a fost dezvoltate. Standardul ISA S5.1 defineşte un sistem de control distribuit ca un sistem care în acelaşi timp fiind integrat funcţional, este format din subsisteme care pot fi separate fizic şi situate la distanţă, unul de altul. DCS au fost iniţial dezvoltat pentru a îndeplini cerinţele mari de producţie şi de faptul că facilităţilor de proces le sunt necesare capacităţi de calcul semnificative. Cele mai mari diferenţe intre SCADA şi DCS sunt după cum urmează: 1. Istoric, Sisteme de control distribuite utilizeaza Controlere cu limbaj de programare iar SCADA utilizează Unitati de Transmisie la Distanţă. 2. Un PLC are mai multă inteligenţă decat o Unitate de Transmisie la Distanţă. 3. Spre deosebire de RTU, un PLC este în măsură să controleze site-uri fără a fi supervizat de la centru (Byrne 1997).

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 14 din 48

Liniile dintre cele două se estompează considerabil la sfârşitul anilor 1990. Sistemele SCADA au capabilităţi DCS. DCS-urile au capabilităţi SCADA. Sistemele sunt adaptate, în funcţie de aplicaţia pe care intenţionează să o controleze. Transportul produselor petroliere urmează celelalte ramuri industriale şi devine din ce în ce mai interconectată la Internet. De asemenea, funcţia de control a ceea ce au fost o dată vechi sisteme de telemetrie devin din ce în ce mai avansate, interconectate şi accesibile prin Internet, sau prin retele de comunicare dedicate. Aceasta lucrare isi propune sa analizeze Unitatiile de Transmisie la Distantă din familia 2XX, ale producatorului Asea Brown Boveri, configurarea, programarea si intreţinerea acestora. Cum informatiile din domeniu sunt foarte vaste lucrarea va face referiri scurte la faza de proiectare, constructie, testare si punere in functiune. De asemenea va fi prezentat si RTU 560 care este ultima generaţie a acestor tipuri de echipamente, fiind urmasul celor din familia 2XX.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 15 din 48

Unitati de Transmisie la Distanţă – RTU Protocol de comunicare RP570

Protocolul de comunicare utilizat de Unitatile de Transmisie la Distanta din familia 2xx de la ABB este RP570 sau RP571. Abrevierea RP570/1 vine de la Rtu Protocol bazat pe standardul IEC 57 partea 5.1( in prezent IEC 870) versiunea 0 sau 1. El este un protocol de comunicare folosit in mediile industriale pentru a asigura comunicarea intre calculatorelor front-end si substatiile electrice care trebuie controlate de catre SCADA. RP 570 este un protocol de nivel înalt de comunicare. Protocolul se bazează pe un protocol de nivel scazut recomandat de către IEC TC57, format clasa 1.2. RP 571 este o extensie a lui RP570 si este destinat a fi utilizat pentru dispozitive tip gateway. RP 570 este un protocol standard utilizat în general de ABB pentru retelele pe un singur nivel (figura 1).

În comparaţie cu modelul de referinţă ISO / OSI, protocolul RP 570 indeplineste divizarea nivelurilor in trei stive, după cum urmează:

RP570/1 Nivel fizic Nivel Legătură Nivel Aplicatie

ISO/OSI Nivel 1 – Nivel fizic Nivel 2-4 – Nivel legaturi date, retea si transport Nivel 5-7 – Nivel sesiune, prezentare si aplicatie

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 16 din 48

Nivelul legaturi determină parametrii bit-level. Protocolul este un protocol asincron, în care mesajul este transmis octet cu octet. Transmiterea unui octet este specificată, după cum urmează: - bit de start - biţi de date - Bit de paritate, - bit de stop În total 11 biţi. Structurii frame-urilor (cadrelor) definită de IEC este utilizat mai sus de nivelul de biţi. Cadrul este format dintr-un numar fix sau a unui numar variabil de biţi. Există două caractere de start: un 16 in baza zece pentru cadre cu lungime fixă şi 104 in baza zece pentru cadre de lungime variabilă (figurile 2 şi 3).

Figura 2. Cadre de lungime fixă

Figura 3. Cadre de lungime variabilă

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 17 din 48

RTU 2XX Familia de Unitati de Transmisie la Distanta 2XX sau 200 de la producătorul Asea Brown Boveri contine doua echipamente. Aceatea sunt RTU 211 produs in Finlanda si RTU 232 produs in Germania. Ambele sunt concepute pentru a putea fi dimensionate functie de aplicatia la care sunt folosite prin utilizarea numarului si tipurilor de carduri de intrare-iesire I/O necesare. Aceste carduri pot functiona numai impreuna cu un microprocesor.

RTU 232

Procesul de achiziţie de date precum şi transmiterea acestora către nivelul ierharhic superior de control, este efectuată de către RTU 232. RTU este un echipament electronic (microcomputer) cu funcţionare digitală şi analogică pentru achizitie şi transmisie de date din câmp, cu funcţie de reglare-comandă la distanţă. RTU are funcţiile:

- comandă analogică a prescrierii ("setpoint”) de la distanţă a vlorilor de proces: - comandă digitală - pentru pornirea şi oprirea echipamentelor; - monitorizarea valorilor analogice ale procesului; - monitorizarea tuturor alarmelor statice

Unitatea de transmisie la distanţă RTU 232 îndeplineşte toate cerinţele definite pentru un sistem modern de telecontrol cu posibilităţile de dezvoltare viitoare: - Configuraţii modulare hardware şi software - Constructie compacta - De înaltă disponibilitate - Modificarea parametrilor, de asemenea, la run-time - User-friendly test de diagnostic şi funcţii bazate pe PC-ul pe bază de unelte - Automatizare locala - Imprimanta locala - Preprocesarea datelor în scopul de a reduce incărcarea reţelelei de comunicatie - Comunicarea cu mai multe sisteme centrale Achiziţia sau ieşirea din procesul de informaţii este realizat de carduri I / O. Fiecare dintre aceste console este dotata cu microcontroler propriu, care execută funcţii de bază de intrare / ieşire. Acest lucru duce la o reducere de încărcare de pe principalele unitati de procesare (MPU) din unitatea centrală de control, precum şi privind transmiterea de date. În special, necesitatea de prelucrare a informaţiei poate fi astfel garantată în cazul unei perturbări cu o rată ridicată de evenimente.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 18 din 48

Fig. 2

Caracteristici de procesare RTU 232 are urmatoarele caracteristici de prelucrare : • Evenimente cu eticheta de timp cu 1 ms rezoluţie • Monitorizarea dublu punct de informare • Stocare secvenţelor de evenimente • Măsurare, inclusiv supravegherea incadrarii intre limite • Achizitionarea de puls counter • Memorie tampon pentru a stocare de până la 6000 de impulsuri • Patru tipuri diferite de comandă • Obiectul de comandă, fără ieşire cu I (1 din n), verifica-a releu intermediar • Comenzi de tipul selectaţi inainte de operare • Sincronizare de timp prin intermediul liniei de comunicare, standardul de timp DCF 77 (doar mijlocul Europei) sau receptor GPS (in întreaga lume) • Funcţiile de automatizare locala (LAF) • Imprimanta locala Până la 147 carduri de I/O, poate fi configurate in maxim opt subrack-uri. În ceea ce priveşte normele de configurare acesta permite teoretic combinaţii din următoarele cantităţi de semnale de proces. Dacă sunt utilizate 147 de placi de acelasi tip sunt:

• În total de până la 2352 semnale binare pentru - Indicaţii Single (max. 2352) - Indicaţii Dubla (max. 1176)

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 19 din 48

- Masurari digitale 8 biţi (max 255) - Masurari digitale de 16 biţi (max. 147) - Pulse counter valori (max. 255) • În total de până la 2352 de iesiri binare - Obiectul comenzi 1 sau 1,5 pol (max. 1176) - Obiectul comenzile 2 contacte (max. 588) - Comenzi 1 sau 2 contacte (max. 255) - Setpoint mesaje binar 15 biţi (max. 147) - General de ieşire mesaje binare 1 sau 2 biţi (max. 255) - General de ieşire mesaje binar de 16 biţi (max. 147) • Până la 255 intrări analogice • În total până la 255 de iesiri analogice - Setpoint mesaje analogic 8 biţi (max. 28) - Setpoint mesaje analogic 11 biţi (max. 255) - General de ieşire analogice, mesaje de 8 biţi (max. 28) - General de mesaje de ieşire analogice, 11 Bit (max. 255)

Interfeţe de comunicare pentru Sistemul Central Pe cele trei serie de interfeţe de reţea pentru sisteme de control, RTU 232 suportă următoarele protocoale de transmisie : • RP570 • RP571 • IEC 60870-5-101 Tipul de protocol este selectabil în mod individual din interfaţa de NCS. Conexiunea la NCS se poate face în mai multe moduri : • Punct-la-punct ; • Multi-drop ; sau limitat de protocolul de comunicare RP570/RP571 : • Dial-up de comunicare (Hayes-modem) • Cu linii redundante : - Link-ul fix cu fir - Modem tip dial-up • buclă de comunicare.

Sub-linii de interfeţe Subordonate ierarhic sau la distanţă de Unitatile de Transmisie la Distanta, releele de protecţie pot fi conectate la un RTU 232, prin intermediul a până la 16 sub-linii. RTU 232 suportă următoarele protocoale de transport pe sub linia de interfeţe : • RP 570/RP 571 • IEC 60870-5-1 03 (interfaţă digitală pentru relee de protecţie) • SPA-Bus protocol.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 20 din 48

Componentele Hardware Unitatea de transmisie la distanţă RTU 232 este construita modular. De diferite dimensiuni, conform standardului european, cardurile sunt instalate în subrack-uri de 19 inch, care poate fi montat într-o carcasă special construită sau pe un perete. Fiecare Remote Terminal Unit RTU 232 necesită un subrack de rafturi pentru dispozitivele centrale. În plus faţă de sloturile generale, RTU 232 ofera mai mult spatiu pentru rafturi de până la 14 carduri I / O. În cazul unor cantităţi mari de semnale de proces, este posibil a se conecta pana la 7 subrack-uri suplimentare. Fiecare raft are propria unitate de alimentare şi este conectat la subrack-ul de bază, prin intermediul sistemului de bus RTU 232.

Fig. 2.2 Subrack RTU 232

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 21 din 48

Fig.2.2-1 Structura hardware a RTU

Magistrala sistemului Cardurile de intrare / ieşire sunt conectate la unitatea centrala de control, printr-o magistrală de sistem care constă dintr-un sistem de bus serial si unul paralel: - Sistem paralel de bus este disponibil în doar subrack-ul de bază - Sistemul de bus serial este folosit pentru extensia de subrack-uri. Viteza de transmisie pe sistem de bus serie este de 19200 biţi/s. În configuraţii cu extensia subrack-urilor descentralizate va fi avantajoasă utilizarea cablurilor de fibră optică, pentru sistemul de bus serie pentru a reduce inductiv şi capacitiv interferentele. Ca şi interfaţa de fibră optică, coupler bord 230K22 este utilizat pe ambele capete ale cablului. Depinzand de tipul de fibră optică, astfel distanţe de până la 2600 de metri pot fi atinse. Structura Software Procesarea de înaltă performanţă a RTU 232 Remote Terminal este realizată de către Unitatea Centrala de procesare CPU. Fiecare din cardurile de intrare/ieşire are propriile sale intrari/ieşiri catre procesor (IOP. Există două procesoare, localizate pe cardul unitate centrala de control. Perifericele de bus procesor (PBP) controlează transferul de date pe sistemul de bus al RTU232. Acest lucru

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 22 din 48

permite acces rapid la toate informaţiile de pe cardurile de intrare / ieşire, independent de încărcarea de pe principala unitate de procesare (MPU). Unitatea centrală MPU este responsabilă de controlul diferitelor sarcini: • Comunicarea cu sisteme centrale (SCADA) • Actualizarea bazei de date pentru semnale, de manipulare a functiilor de telecontrol, care nu poate fi efectuată de către cardurile I/O • Functiile automate locale LAF. Diferitele procesoare pot funcţiona independent unele faţă de altele şi se pot decupla reciproc prin intermediul memoriei comune. Prin aceasta se realizează optimizarea executiei taskurilor. RTU 232 este o unitate proiectată modularizat şi contine din următoarele tipuri de program: • programe de microprocesoare • programe standard • aplicatii Programele pentru microprocesoare sunt optimizate pentru componente, precum şi pentru funcţiile definite pentru acestea. Acestea sunt o parte integrantă a placilor de intrare iesire. Standardul de programe scrise în limbajul de programare C acoperă programe pentru toate funcţiile telecontrol, pentru sistemul de monitorizare, timp de gestionare şi pentru procesul de manipulare a bazelor de date.

Module ale RTU 232 RTU 232 conţine următoarele carduri:

• Unitatea de alimentare 23NG23 • Unitatea Centrală de control 23ZG21 • Conectorul de linie 23LK20

Unitatea de alimentare 23NG23

Unitatea de alimentare 23NG23 oferă cele două tensiunii de alimentare (5 V cc şi 24 V cc), pentru cardurile RTU 232. Puterea de iesire este suficientă pentru a furniza alimentarea RTU 232 cu subrack-uri configurate tipic. Tensiunea nominala de intrare din sursa de alimentare este intre 24V DC si 60V DC.

Fig. 2.5.1 Unitatea de alimentare 23NG23

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 23 din 48

Unitatea de alimentare 23NG23 are următoarele caracteristici şi funcţii: • Electronică de putere de limitare • Potenţial de izolare şi de scurt-circuit • Tensiune de protecţie • circuit de protecţie • 2 LED-uri pentru a indica tensiunea de iesire UI şi U2 • Power-off - comutare de pe panoul frontal Unitatea Centrală de control 23ZG21

Unitatea Centrală de Control este 23ZG21 procesor pe 32 de biţi. Taskurile esentiale sunt: - Gestionarea şi controlul de carduri I/O prin intermediul perifericelor RTU 232. - Citirea evenimentelor din proces de la placile de achizitie. - Emiterea de comenzi pentru placile de iesire. - Comunicatie seriala cu până la trei sisteme centrale. - Gestionarea bazei de timp pentru RTU 232 staţie şi sincronizarea de I / O comisii şi sub-sisteme. - Manipularea dialogului cu utilitarele RTUtil sau PTS instalate pe un PC prin intermediul interfeţei MMK. - Rularea LAF - Printarea pe o imprimantă locala

Fig. 2.5.2 Diagrama bloc a unitatii centrale de control 23ZG21

Unitatea principala de procesare (MPU) administreaza interfatele seriale NFK, CPA,CPB si MMK.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 24 din 48

Conectorul de linie 23LK20 Conectorul de linie 23LK20 permite conectarea de interfete seriale suplimentare pentru RTU 232. Conectorul de linie este utilizat pentru următoarele aplicaţii: • comunicare cu liniile subordonate prin protocolul RP 570 sau 571 • Interfaţă pentru dispozitive ABB SPA-Bus • Interfaţă digitala cu relee de protecţie, care contine : - Protocol de comunicare conform IEC 60870-5-1 03 - Protocol de comunicare în funcţie de releu de protecţie instalat • interfaţă serială pentru sisteme subordonate cu sisteme propritare de protocol (proiect specific)

Fig. 2.5.3 Conectorul de linie 23LK20

Conectorul de linie 23LK20 este echipat cu patru interfeţe de seriale. Interfeţele pot fi configurate prin intermediul jumperilor pentru nivelurile de semnal in conformitate cu standardele RS-423 (V.10), RS-422 (V.11) sau RS-485. Vitezele de transmisie de interfeţe sunt reglabile în termen de o gamă de 50 la 19200 Bit/s. Perioada maximă de rata de transfer a placii 23LK20 depinde de sarcinile ce urmează a fi efectuate şi de configurare a interfeţelor. Suma de baud-rate de interfaţă C şi D este specificat la 4800 bit/s. Numărul total de baud-rate ca o suma de pe toate cele patru interfeţe trebuie să nu depăşească 19200 biţi/s.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 25 din 48

Plăci de intrare / ieşire Conexiunea la semnale de proces se face prin intermediul unor placi de intrare şi de ieşire. Fiecare placa este dotată cu propriul microprocesor (EAP), care este configurat cu 24k Byte RAM şi 32k Byte memorie de program EPROM. Procesorul execută ample teste de memorie şi hardware de intrare / ieşire start-up. Greşeli de program sau de condiţii sunt indicate de un led (ST) de pe panoul frontal. Monitorizare logica cu un watchdog timer controlează funcţionarea corectă a microprocesorului. Management de timp pe cardurile I/O

Pentru sincronizarea propriului lor timer, modulele primesc timpul curent, cu o precizie de 300 microsecunde de la unitatea centrala de control prin intermediul sistemului de serie RTU 232 bus (de obicei, la fiecare 2 secunde). Cardurile de I/O au o bucla de control care compenseaza intarzierea din cristalul de cuarţ.

Fig. 2.6 Privire de ansamblu a placilor de I/O

Placa de intrari analogice 23AE21

Placa de intrari analogice 23AE21 scanează şi proceseaza până la 8 variabile analogice măsurate. Următoarele tipuri de semnal poate fi conectate ca factori de producţie:

• Semnale de curent (± 1 mA, ± 2,5 mA, ± 5 mA, ± 10 mA, ± 20 mA) • Semnale de tensiune (± 1 V, 0 ... +10 V) • Semnale unipolare de intrare sunt posibile cu live-zero Valorile masurate (rezoluţie internă: 18 cifre) sunt convertite la 12 cifre (11 biţi plus semnul). Conversia permite o gamă de 100% (12 biţi plus semnul). Intrarile nu sunt izolate de sursa de tensiune de alimentare. Toate conexiunile sunt bi-polare. Semnalul de tip 4..20mA va fi convertit intr-un format intern liniar.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 26 din 48

Fig. 2.6.1 Placa de intrari analogice 23AE21

Placa de iesiri analogice 23BA20 23BA20 modul de ieşire este utilizată pentru iesiri izolate de până la 16 semnale binare. Placa poate fi utilizată pentru următoarele tipuri de semnal: • Obiectul comenzi cu 1 sau 2 contacte, fără ieşire • Obiectul comenzi cu 1,5 sau 2 contacte de iesire • Setpoint mesaje • Mesaje generale de ieşire cu 1, 2 sau 16 biţi Cele 16 ieşiri sunt combinate în două grupuri. Fiecare opt iesiri comune au o întoarcere. Grupurile sunt izolate cu potenţial de la un altul, precum şi din logica. Iesirea binara se face prin relee de contact. Sarcini rezistive de până la 60 W poate fi schimbat cu tensiuni de ieşire cuprinsă între 24 şi 60 V curent continuu.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 27 din 48

Fig. 2.6.2 Placa de iesiri analogice 23BA20

Placa de intrare binara 23BE21 Placa 23BE21 serveşte la achizitia de pana la 16 semnale binare izolate. Placa poate lucra cu următoarele tipuri de semnal (combinaţii posibile): • 16 indicaţii unice cu etichetă de timp • 8 indicaţii duble cu etichetă de timp • 2 digitale, valorile măsurate 8 biţi fiecare • 1 digital, valoarea măsurată 16 biţi • 16 puls counter Cele 16 intrări sunt scanate şi prelucrate cu o rezoluţie de timp de 1 ms. Tensiunea de alimentare este incadrata in intervalul de la 24 la 60 VCC

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 28 din 48

Fig. 2.6.3 Placa de intrare binara 23BE21

Placa are 16 led-uri care indica starea procesului.

Functii de telecontrol Cardurile de I/O au sarcina esentiala de scanare şi de comunicare cu sisteme centrale, precum şi organizarea şi gestionarea procesului de tip imagine în baza de date. Toate funcţiile sunt caracterizate de eticheta de timp, prin urmare, s-au concentrat pe placile de I/O. Placile de I/O notifica valoare din proces sau starea sub forma de evenimente. Periferice de bus procesor (PBP) din unitatea centrală de control detecteaza si transmite evenimentele de la principalele unitati de procesare (MPU) din unitatea centrală de control. Pentru a controla fluxul de date, fiecare placa I/O are un tampon FIFO pentru stocarea temporară de până la 50 de evenimente. Toate evenimentele au o etichetă de timp. Comenzi catre placile I/O sunt verificate pentru plauzibilitate şi ieşirile vor fi apoi manipulate de către controlerele de ieşire in mod autonom. Comunicarea cu centrul de control, multimaster, în cooperare cu până la trei sisteme centrale, în acelaşi timp, este sarcina esenţiala a unităţii centrale de control. Protocolul de RP570, respectiv, RP571, este posibil de a transmite datele de configurare ale procesului, de la sistemul ierarhic superior (SCADA) la Unitatea de Transmisie la Distanta automat.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 29 din 48

Funcţii de telecontrol sunt împărţite în: • Monitorizarea direcţiei - Indicarea prelucrare - Prelucrarea valorii analogice masurate - prelucrarea valorii digitale masurate - prelucrare pulse counter • Comanda pentru direcţie - Obiectul de comandă de ieşire - Regulamentul de comandă de ieşire - Setpoint mesaj de ieşire - General de ieşire mesaj In figura urmatoare se arata cu sunt impartite taskurile intre placile de I/O si unitatea centrala:

Fig. 2.7 Comunicarea între 23BE21 şi 23ZG21

Indicatia de prelucrare Indicaţia de prelucrare scanează toate procesele de semnale binare, care sunt conectate prin intermediul placii 23BE21. Există o indicaţie care face diferenţa între două tipuri de semnale: • Indicatie simpla (SI) • Indicatie dubla (DI) RTU 232 permite procesarea fiecarei indicaţii cu următoarele funcţii: • Filtru digital

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 30 din 48

• Suprimarea oscilaţiaei • suprimarea DI • Comanda pentru încetarea de răspuns indicaţie • Secvenţa de captură (seq) • înregistrare secvenţială a evenimentelor(SER) • imprimare locala (opţional)

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 31 din 48

Programe de Configurare , Funcţii Logice si Diagnoză Programele RTUtil / PTS sunt instrumente puternice pentru programarea şi configurarea RTU 232. Aceste instrumente vin in sprijinul utilizatorului prin intermediul unor interfeţe operator cuprinzătoare pentru planificare, parametrii de configurare şi diagnosticare pentru RTU 232. Pentru toate sarcinile referitoare la configurare, parametrizare, punere in funcţiune şi testare pentru RTU 232, programul RTUtil oferă o gamă largă de utilităţi rutine. Un instrument separat pentru programarea functiilor automate locale LAF destinate aplicaţiei pentru care este utilizată Unitatea de Transmisie la Distanţă, prin utilizarea funcţiilor bloc din biblioteci este utilitarul de rutină PTS (de programare şi de testare- sistem). Toate instrumentele RTU 232 pot rula pe un PC compatibil IBM, sub sistemul de operare MS-DOS. Instrumentele pot fi de asemenea folosite pe plan local on-site in orice moment cu un PC portabil. Utilizatorul este ghidat prin meniuri, în toate programele utilitare. Ambele instrumente au funcţii de ajutor pentru utilizator.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 32 din 48

Soft de Configurare si Diagnoză RTUtil Un PC se poate conecta la RTU 232 prin intermediul interfeţei MMK sau prin intermediul interfeţei NFK atunci când utilizează TTC. Programul RTUtil constă în principal următoarele utilitare: • Selection Tipul de selecţie (RTU 232, IEC 60870-5-1 03, SPA-Bus) • Configuration(EDU) Atribuirea de parametri pentru statii de RTU • Filter Filtu de informatii la interfeţele sistemului central • Transfer De fişiere din/catre RTU • Diagnostic Diagnoza statiilor/diagnostic FIFO/ configurare • List Date de configurare din RTU • RP570/RP571 protocol Analiză şi simulare Master / Slave • Configuration Monitor Setarea interfeţe de comunicare 23ZG21 Selecţie Utilitarul>> Selecţie <<care permite să se definească tipul de configurare (RTU 232, IEC 60870-5-1 03, SPA-Bus) va fi utilizată în meniu>> configurare <<şi >> Lista <<. Configurare (EDU) Utilitarul>> configurare <<permite ingineria interactivă (de dialog) din RTU, precum şi pentru IEC 60870-5-1 03 SPA-Bus şi interfeţe. • Subrack-uri • placi cu subrack-uri • placi de I/O • Puncte virtuale de date LAF • Parametrii staţie şi de configurare : - Modem - Numerele de telefon de pe link-ul de dial up - Reteaua de configurare pentru un sub-RTU şi releele digitale de protecţie - Imprimanta locala Filtru Utilitarul>> Filtru <<permite definirea de filtre de date de monitorizare, individual pe direcţia fiecare interfeţe din sistemul central. Transfer

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 33 din 48

Utilitarul>> Transfer <<gestionează fişierele şi transferul de fişiere între RTU 232 şi PC-ul conectat. Acesta permite, de asemenea, transferul de fişiere de configurare asa cum ar fi programme LAF în RTU 232 precum si de citit de la RTU 232 pentru a verifica, pentru a imprima sau pentru a edita configuraţia. Diagnostic Utilitarul>> Diagnoza <<permite verificarea şi compararea datelor de la terminal cu cele de configurare. Pentru aceasta foloseste fişierele încărcate de configurare cu configuraţia dorită. De asemenea se poate citi diagnoza FIFO din RTU 232 şi sa afişeaze conţinutul de intrări în text, cu meniuri de ajutor suplimentar pentru fiecare diagnoza. Lista Utilitarul>> Lista <<permite imprimarea sau selectarea de configuraţii a datelor din terminalul RTU 232. • Staţie de date de configurare • Configurarea de subrack-urilor • Configurarea de procesul de date de puncte ordonate a relevat: - Adrese de Hardware - RP570 telegramă adrese Fişiere de configurare citite, dintr-un RTU 232 pot fi imprimate prin>> Lista <<(feedback de documentaţie). RP570 / RP571 protocol (TTC) Utilitarul de program>> RP570/RP571 protocol (TTC) <<este proiectat pentru a vă autentifica telegramele, precum si de simulare a traficului de telegrame. În această aplicaţie PC-ul trebuie sa fie conectat la un sistem central de interfaţă a RTU 232. Utilitarul RP570/ RP571 de protocol are următoarele caracteristici: • Simulare de o statie Master • Simulare a unui SLAVE (RTU) • Ascultrea de telegrame RP570 /RP571 • Filtrarea de telegrame • Stocarea de telegrame într-un fişier de log în timpul înregistrării • Configurarea telegramelor şi blocurilor de telegrame pentru transmitere : - La cererea operatorului - Ca un răspuns a unei telegrame • Imprimarea de telegrame Funcţia de selectare şi de informaţii, parametru stabilit, precum şi alegerea şi selectarea telegramelor sunt definite de către utilizator de meniu pe bază de dialog.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 34 din 48

Fig.3.1 Moduri de operare cu RTUtil

Monitorul de configurare Utilitarul>> Configurare Monitor <<permite să verificaţi setările hardware ale unitaţii centrale 23ZG21 de control şi să le modifice, dacă este necesar.

Exemplu de configurare Înainte de a folosi echipamentul RTU, acesta trebuie configurat în funcţie de intrările sau/şi ieşirile care sunt folosite pentru fiecare staţie. Din utilitarul RTU232 se alege meniul “configuration” (fig. 3.3.1).

Fig 3.3.1 Utilitarul RTU232

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 35 din 48

Din meniul “Transfer” se ajunge, prin setarea adresei staţiei, la

Fig 3.3.2 Setarea parametrilor de adresare

Se intră apoi in submeniu, unde se poate schimba configuratia cardurilor.

Fig 3.3.3 Configuratia RTU232

Se selectează cardul şi cu tasta „+” se poate intra in configuratia cardului unde se pot defini tipurile de semnale(fig.3.3.4). De exemplu la un card 23BE21 se poate seta SI(single indication) sau DI(double indication).

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 36 din 48

Fig 3.3.4 Configuratia cardurilor RTU232

În meniul “Transfer” se setează adresa RTU-ului pentru a putea comunica cu acesta(fig. 3.3.5).

Fig. 3.3.5 Setarea parametrilor de adresare

Din meniul de transfer, se poate da comanda de restart a RTU, format al memoriei interne şi se poate schimba calea de unde se apelează fişierele pentru transfer în RTU.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 37 din 48

Fig. 3.3.6 Comanda de restart a RTU

Pentru formatarea RTU, se procedează ca în figura 3.3.7

Fig 3.3.7 Stergerea memoriei RTU

După configurarea RTU, se trece in submeniul „transfer” de unde se pot copia din/pe calculatorul cu care este conectat fişiere sau se pot şterge din RTU cele deja existente.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 38 din 48

Fig 3.3.8 Transferul fişierelor

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 39 din 48

Soft de programare functii logice LAF Sarcinile PTS-ului pot fi împărţite în: • Management de proiect • Programul de dezvoltare • dialog cu RTU232 • depanare online • Documentaţie de program LAF, precum şi liste suplimentare şi fişiere • Crearea de utilizatori cu funcţii bloc Performanţa PTS-ului de a dezvolta si a pune in funcţiune programme LAF, este dată de suma funcţiilor disponibile. Management de proiect Programul LAF este tratat ca un proiect de PTS şi utilizează: • Editorul de proiecte - De a gestiona proiectul de date generale • Editorul de configurare - Pentru a configura RTU ţintă, zone de memorie, etc Programul de dezvoltare Diferitele limbaje de editare a functiilor PLC, precum şi crearea de link-ul de lista sunt necesare pentru programul de dezvoltare. PTS are de asemenea funcţii de bibliotecă disponibile. • PLC editor • SFC editor • FB/LD editor de programe cu blocuri de funcţie şi/sau diagrame ladder (scară) • IL editor • Variabile de editor - Pentru gestionarea centralizată a operanzilor (variabile) • DBL editor - Pentru a crea link-ul de listă între datele fizice şi virtuale de I / O • editarea configuraţiei LAF - Pentru a configura programul LAF-ciclu de timp Comunicarea cu RTU 232 PTS se conectează la unitatea centrală de control al RTU 232, prin intermediul interfeţei MMK. Protocolul este bazat pe formatul protocolului RP 570. PTS este conectat ca unitate Master şi RTU 232 ca unitate SLAVE. PTS transmite comenzi la RTU 232, care sunt manipulate de către acesta şi datele solicitate sunt trimise înapoi. Comenzile pot fi divizate în grupuri:

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 40 din 48

• Sistem de grup - Să se stabilească link-ul, - Pentru a reseta programul LAF, - Pentru a selecta modul de funcţionare etc • Transferul grupului de fişiere - De a încărca, - De a transmite înapoi - Pentru a şterge un fişier din RTU 232 • program LAF - Pentru a iniţializa, porni sau opri programul LAF, - Pentru a stabili, şterge punctele de pauza • Grup de opreaţii de stocare - De a citi, scrie. Crearea de functii bloc PTS contine o bibliotecă de funcţii bloc create de către producător. Biblioteca include peste 110 funcţii bloc diferite. Funcţia bloc suportă - operaţii logige binare - Funcţii de comparare - Operaţii de aritmetice - procesare de valori analogice - funcţii bloc pentru controller În afară de acestea, utilizatorul are posibilitatea de a programa propriile funcţii bloc. PTS administrează aceste blocuri si le poate poate stoca în libraria utilizatorului. Aceste blocuri de funcţii pot fi generate de editorul de funcţii bloc vizuale a programului "IL" (listă de instrucţiuni). De asemenea, ele pot fi editate, şterse sau integrate in bibliotecă. La terminarea configurării RTU232 cu RTUtil, se trece la editarea programului care o să ruleze în RTU. În acest scop se foloseşte utilitarul PTS. Pentru acest proiect am ales crearea programului cu modul FB.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 41 din 48

Fig. 3.3.9 Model de program creat cu PTS

Orice program trebuie să se incheie cu funcţia “PE” (program end)

Fig. 3.3.9 Finalul programului creat cu PTS

După crearea programului se trece la editarea variabilelor folosite in program din meniul “Variables editor”

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 42 din 48

Fig.3.3.10 Definirea variabilelor

Fig.3.3.11 Definirea instrucţiunilor

În final se transferă fişierele create de către PTS. La transfer, programul este compilat automat, apoi transferat in RTU. Dupa un restart al RTU se poate opera cu programul creat.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 43 din 48

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 44 din 48

RTU 560 Unitatea de Transmisie la Distanţă 560 de la Asea Brown Boveri este lansată pe piaţă după anul 2000 de catre Divizia de Automatizare din Germania. RTU560 este bine adaptat pentru o gamă largă de aplicaţii. RTU560 se bazează pe experienţele de mai mult de 40 de ani în acest tip de echipamente a grupului. RTU560 este disponibil în patru configuraţii RTU560 A, C, D şi E. Pentru toate configuraţiile aceleaşi aplicaţii sunt disponibile şi acelaşi instrument de inginerie este utilizat. Ca sistem, conceptul RTU560 este modular, este foarte scalabil şi extensibil. De asemenea, aceleaşi piese de schimb pot fi folosite în toate configuraţiile. RTU560 are capabilităţi IEC 61850 şi, prin urmare, este bine pregătit pentru viitor. Cu interfaţă integrată Human Machine Interface (HMI integrat) RTU560 oferă, de asemenea, un mod de control cost eficient al aplicatiei. Un concept extrem de flexibil permite ajustarea RTU560 la nevoile aplicaţiei. Aceasta include interfeţe de comunicare, unităţi centrale de procesare, precum şi surse de alimentare. Manipularea RTU560 este uşoară şi RTU560 poate să fie adaptat la cerinţele locale. Migraţia de la soluţii RTU existente, precum şi o gamă largă de protocoale şi interfeţe pentru mai multe sisteme de control sunt disponibile. Caracteristici

Communicaţie

• IEC60870-5-101 and IEC60870-5-104 on TCP/IP • DNP3.0 (serial and TCP/IP) • MODBUS • TG800, SINAUT8FW, HITACHI HDLC, Conitel 300 • RP570/571, Indactic 35, Indactic 33, Indactic 23

Communicaţie IED

• IEC870-5-101, 102, 103, 104 • IEC61850 Stationbus • DNP3.0, MODBUS • HITACHI HDLC, SINAUT8FW • RP570, SPABUS, Indactic 21, Indactic 23, Indactic 33 • Alte protocoale

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 45 din 48

Suportă diferite medii de communicare calegăturile directe (RS232, RS485), modemuri (CCITT, V.23), legături radio, modemuri dial-up, fibra optică, reţele digitale, LAN/WAN. Specificaţii

• Platformă hardware scalabila • Interfaţă om-maşina integrată HMI • Arhive pentru evenimente, măsuri, contoare şi înregistrareadisturbaţelor pe memorii

non volatile Flash şi imprimare locală • Programare PLC conform IEC61131-3 • Redundaţă pentru pentru alimentare, procesor si comunicare • Instrumente de inginerie bazate pe Windows, şi import EXCEL • Sincronizare de timp prin GPS or DCF77 or IRIG-B, SNTP • Soluţii de instalare pe rack-uri de 19”

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 46 din 48

Concluzii Se observă că Unităţile de transmisie la distanţăau evoluat de-a lungul timpului. Această evoluţie este datortă în egală măsură evoluţiei microprocesoarelor, sistemelor de comunicaţie de date şi tendiţei ca tot mai multe domenii industriale raspândite pe o suprafaţă geografică relativ mare să fie monitorizate si optimizate la nivel central. Principalele necesităţi care au influenţat această evoluţie sunt: - Interconectarea echipamentelor de la producători diferiti - Folosirea tipurilor diferite de canale de transmisie de date (cabluri de cupru, fibra optica, comunicatii prin satelit, GSM etc.) în funcţie de disponibilitate - interconectareai echipamentelor de generaţie mai nouă sau mai veche - Putere de calcul mai mare - Interfaţă uşoară pentru inginerie - Reducerea costurilor de proiectare, inginerie, construcţie şi punere în funcţiune Funcţie de aplicaţie rolul PLC-urilor este luat de RTU şi invers. De asemenea se poate considera în continuare că ambele echipamente sunt tehnologii care au demonstrat în timp funcţionalitatea lor pe termen lung (“field proven tehnology”) Deja există producători care oferă la pachet PLC-ul sau RTU-ul împreuna cu interfaţă de comunicare (ex. GSM) şi o aplicaţie care centralizează aceste date. Preţurile la aceste echipamente sunt de multe ori mult mai mici decât cele ale marilor producători din domeniu. Se recomandă totuşi pentru aplicaţiile cu peste 3000 de semnale de intrare ieşire, care necesită siguranţă în funcţionare şi operare, ca echipamentele alese sa fi fost folosite deja în proiecte similare pentru a fi clar demostrată fiabilitatea şi funcţionalitatea acestora. Deşi nu mai este atât de greu de creat o aplicaţie care să centralizeze aceste date, trebuie avut în vedere specificaţii stricte de testare în fabrică, înainte de punerea în funcţiune si la punerea în funcţiune. Nu în ultimul rând trebuie menţionate aspectele sociale ale implementării unor astfel de echipamente. Este clar ca tendinţa la nivel mondial este de a eficientiza activităţile de producţie şi operare prin instalarea de echipamente precum cele menţionate mai sus împreună cu sisteme de monitorizare video si sisteme de detectare şi stingere incendii. Aceasta va duce evident la disponibilizări de personal.

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 47 din 48

Bibliografie

1. Note de curs “Sisteme de procesare a informaţiilor şi datelor” UPG, prof. dr. ing.

Cristian Bucur,

2. Note de curs “Ingineria Aplicatiilor in Timp Real” UPG, prof. dr. ing. Nicolae

Paraschiv

3. SCADA Systems Engineering & Training Co. first edition of Robert I. Williams,

4. “Remote Terminal Unit RTU 232 System Description”, - ABB Automation System

GmbH Germany

5. “Maintenance and Trouble shooting” 784E_001.doc, ABB Automation systems

GmbH,

6. Remote Terminal Units RTU200/232 and RTU211, Combined course 0781/711/784-

E, ABB Automation systems GmbH

7. “MicroSCADA software System Description”, ABB automation GmbH

8. MicroSCADA software, Combined course 0782/711/784-E, ABB Automation

systems GmbH

9. Internet:

• www.abb.com.ro

• w1.siemens.com/answers/cee/ro/

• www.yokogawa.com

• www.pipelineandgasjounal.com

Dumitran Cristian Cosmin Lucrare de Disertaţie Universitatea „Petrol-Gaze” din Ploieşti Facultatea de Inginerie Mecanică şi Electrică

Pagina 48 din 48

Anexe Anexa 1 – Glosar de Termeni

- ACS Sistem Control Automat

- CD Dispecerat Central

- CPU Unitate de Procesare Centrală

- DCS Sisteme de Control Distribuit

- FDS Specificaţie Proiectare Funcţională

- FEP Procesor Frontal

- GUI Interfaţă Grafică

- HMI/MMI Interfaţă Om-Maşină

- I/O Input/Output – Intrare/ Ieşire

- LAF Funcţie Automată Locală

- LAN Reţea Locală

- Mainframe Calculatoare mari din perioada anilor ‘60 si ‘70

- MCS Sistem control management

- PC Calculator personal

- PLC Controler Logic Programabil

- PTS Sistem de programare LAF

- RP570/571 Protocol de comunicare

- RTU Unitate de transmisie la distanţă

- SCADA Control, Supraveghere şi Achizitie de date

- TCP/IP Transfer control protocol/internet protocol

- WAN Reţea extinsă