lucrare de licenȚĂ -...
TRANSCRIPT
Universitatea Politehnica Bucureşti Facultatea de Automatică şi Calculatoare
Departamentul de Automatică şi Ingineria Sistemelor
LUCRARE DE LICENȚĂ
Controlul unui sistem de alimentare electrică în caz
de avarie la rețeaua de distribuție națională
Absolvent
Victor - Alexandru Lică
Coordonatori:
Prof. dr. ing. Sergiu Stelian Iliescu
Sl. dr. ing. Iulia Dumitru
Bucureşti, 2013
Victor - Alexandru Lică 2
CUPRINS
1. Introducere 3
2. Studiul sistemelor și rețelelor de alimentare cu energie electrică în caz de avarie 5
2.1 Noțiuni introductive. Generalități 5
2.2 Consumatorii finali de energie. Clasificare 6
2.3 Scheme de alimentare cu sistem de anclanșare automată a rezervei 7
2.3.1 Schema bloc a unei instalații de AAR 8
2.3.2 Principiul și condițiile de funcționare al unei instalații de AAR 9
2.3.3 Schema de funcționare a unei instalații AAR convenționale
realizată cu ajutorul logicii cablate folosind contacte și relee 11
2.3.4 Scheme de AAR moderne 13
3. Prezentarea mediului de programare utilizat în dezvoltarea aplicației - Centum VP 17
3.1 Sisteme de conducere distribuită (DCS) 17
3.2 Centum VP 18
3.2.1 Arhitectura – Centum VP 18
3.2.2 Funcțiile bloc (Function Block) 20
4. Implementarea DCS. Automatizarea procesului de anclanșare automată a rezervei 23
4.1 Studiu de caz: Sistem AAR cu doi feederi și cuplă longitudinală 23
4.2 Crearea unui proiect în Centum VP și definirea FCS-ului și HIS-ului 25
4.3 Definirea semnalelor de intrare și ieșire în Centum VP 27
4.4 Funcțiile bloc și implementarea logicii 30
4.5 Realizarea interfeței grafice cu ajutorul Graphic Builder Centum VP 40
4.6 Rularea aplicatiei in Test Function 42
5. Concluzii 48
Anexa A. Elementele interfeței grafice. Nume generic. Valoare inițială. Modificări. 50
Anexa B. Scheme logice 50
Bibliografie 55
Victor - Alexandru Lică 3
1. Introducere
Procesele energetice de producere, transformare, transport, distribuție și consum al
energiei electrice sunt procese de complexitate ridicată. Am ales să tratez această temă
datorită importanței dezvoltării domeniului energetic în țara noastră. Acest domeniu este intr-
o continuă ascensiune, atât datorită infrastructurii învechite care necesită retehnologizări
importante pentru a ajunge la standarde optime, cât și a lipsei totale a acesteia în unele zone
de importanță maximă.
Consider că această lucrare, realizată cu sprijinul firmei japoneze Yokogawa îmi poate
oferi posibilitatea de a face un prim pas spre aplicabilitatea automatizărilor industriale în sfera
ingineriei electrice.
Procesele energetice se deosebesc de alte procese din cadrul activității de producție a
unei fabrici de foc continuu sau a unei zone industriale printr-o serie de particularități
specifice proceselor energetice. Dintre acestea, se remarcă efectele scurtcircuitelor și
influiența proceselor tranzitorii care pot fi resimțite pe mari porțiuni ale sistemelor electrice.
Intervale de timp de ordinul secundelor sau chiar a milisecundelor pot afecta grav
funcționarea optimă a fabricilor sau a zonelor industriale.
O altă particularitate a sistemelor electrice o reprezintă producerea și consumul
energiei care se realizeazăîn mod aproape simultan. La ora actuală, nu există posibilitatea de a
se putea asigura stocarea unei rezerve de energie electrică necesară unui întreg sistem de
alimentare, în consecință, puterea produsă de agregate trebuie să urmareascăîn permanență
variațiile puterii cerute de consumatori.
Intreruperea alimentării cu energie electrică este o altă particulariatate a acestor
sisteme. Intreruperile pot duce la perturbări în funcționarea consumatorilor și pot avea
repercursiuni asupra economiei naționale. Continuitatea alimentării cu energie electricăși
eliminarea într-un timp cât mai scurt al defectelor din sistemele electrice pentru restabilirea
unui regim normal de funcționare al sistemelor energetice au o importanță deosebită.
Zonele industriale bazate pe sisteme energetice sunt dispuse pe suprafețe foarte
întinse. Generatoarele, staţiile de transformare şi consumatorii conectaţi la linii în cadrul unui
sistem se află la distanţe de zeci sau sute de kilometri, astfel devine primordială nevoia de
implementarea a sistemelor de tip DCS pentru conducereși monitorizare a proceselor
desfășurate.
In cadrul acestei lucrări,îmi propun să realizez o aplicatie pentru unsistem distribuit de
conducere a sistemelor de alimentare cu energie electrică în caz de avarie. Un aspect
important tratat in această lucrare este utilizarea metodelor de automatizare bazate pe sisteme
DCS și implementarea logicii în astfel de sisteme, folosind mediile de programare Yokogawa.
Întrucât evoluția actuală a tehnologiei a condus această prelucrare a informațiilor în direcția
calculatoarelor, este facilitată astfel monitorizarea on-line a fluxului de informație. Acest
lucru aduce schimbări masive la nivelul proiectării și funcționării schemelor de AAR.
Această evoluție a condus la posibilitatea înlocuirii cablării efective cu automate programabile
sau controllere ce realizează întreaga logică de anclanșare și declanșare a întreruptoarelor
astfel putând fi reglați parametrii de timp.
Victor - Alexandru Lică 4
Anclanșarea autoamată a rezervei (AAR) reprezintă un sistem automat în circuit
deschis care are drept obiectiv principal asigurarea continuității în alimentarea consumatorilor
cu energie electrică. Schemele de alimentare sunt proiectate astfel încât alimentarea acestora
se realizează pe două căi: de la aceeași sursa sau de la surse diferite.
În general, în regim normal consumatorii se alimentează pe o singură cale, fiind
denumită alimentare normală sau principală. In caz de avarie(deconectare intempestivă sau
scaderea tensiunii sub o valoare de prag) se realizează trecerea automatăa instalației de AAR
pe sursa de alimentare de rezervă. Aceasta poate deservi o grupă sau mai multe grupe de
consumatori, fiecare prevazută cu câte o cale normală de alimentare.
Aceste particularități enunţate anterior impun un grad foarte ridicat de siguranţă în
funcţionarea sistemelor energetice şi, deci, echiparea lor cu dispozitive de protecţie, care au
rolul de asigura în mod automat deconectarea instalaţiei electrice protejate în cazul apariţiei
unui defect sau a unui regim anormal, periculos pentru instalaţie, precum şi rolul de
semnalizare. Evitarea sau remedierea defectelor prin acţiunea protecţiei trebuie să se
efectueze într-un mod optim, fiind asigurate anumite performanţe impuse funcţionării
protecţiei.
Automatizarea acestui tip de procese are două obiective generale: separarea
elementului avariat de restul instalației și asigurarea continuității în alimentarea cu energie
electrică, dar și sesizarea și semnalizarea defectelor permanente și regimurile de funcționare
anormale a instalațiilor electrice.
Instalațiile de AAR, formează un ansamblu complex ce are drept obiectiv înlăturarea
în condiții optime a defectelor apărute. Acestea necesită totodată prelucrarea extrem de
rapidă a unui număr mare de informații legate de regimul de funcționare ale instalațiilor,
prelucrare efectuatăîn stadiul actual de dispozitivele de protecție instalate în numeroase
puncte ale sistemului electric, la fiecare întreruptor a carui declanșare este comandată
automat.
Victor - Alexandru Lică 5
2. Studiul sistemelor și rețelelor electrice
2.1 Noțiuni introductive. Generalități
Golurile de tensiune au un impact negativ asupra calității energiei electrice furnizate
consumatorilor. Impactul depinde în mare măsură de tipul acestor fenomene electrice cât și de
curbele de acceptabilitate ale claselor de echipamente ce sunt legate la rețeaua de energie
electrică.
Golul de tensiune poate fi caracterizat ca o scadere bruscă de tensiune, sub un nivel de
prag, urmată de o revenire după un interval de timp relativ scurt. Nivelul acestei perturbatii ce
afectează consumatorii este determinat atât de procentul de reducere al tensiunii cât şi de
durată.
In funcție de gravitatea repercursiunilor pe care aceste goluri de tensiune le pot avea,
în speță intreruperea accidentală a furnizării de energie electrică se evidențiază consumatorii
vitali. Efectele produse de acest fenomen electric afectează în mod direct populațtia. Un
domeniu în care energia electrică are o importanță vitală este domeniul sănătății. Milioane de
oameni depind în fiecare secundă de aparatura medicală alimentată electric: aparate de dializă,
aparatura din blocul operator sau aparatura din sălile de reanimare și exemplele pot continua.
Un impact negativ asupra populației o poate avea și distrugerea mediului datorată
golurilor de tensiune. Astfel, echipamentele de protecție împotriva poluării prin lipsa de
alimentare electrică pot duce la dezastre, care pot afecta mediul inconjurator: atmosfera, apa
potabilă, apele râurilor și lacurilor sau fertilitatea solululi. Golurile de tensiune pot afecta și
din punct de vedere economic, prin întreruperea unor fabrici de foc continuu sau anumite
procese tehnologice care asigură traiul unei anumite regiuni iar intreruperea funcționării duce
la prierderi economice substanțiale.[1]
Pentru ca aceste lucruri să fie evitate se utilizează soluția alimentării consumatorilor
vitali din alte surse disponibile, în cazul întreruperii intempestive a alimentării de normale.
Sursele alternative de alimentare pot fi constituite din alte rețele sau dintr-un grup
electrogenerator propriu. Rețelele electrice de rezervă pot prelua în întregime puterea
consumată. În cazul grupului electrogenerator, acesta dispune de putere limitată şi de aceea se
va face o selecție a consumatorilor ce vor rămâne cuplați la acesta, în functie de importanța
consumatorilor. Alimentarea consumatorilor vitali din sursele de rezervă, în cazul întreruperii
accidentale a alimentării de bază, se face cu ajutorul unui echipament AAR.
Anclanşarea automată a rezervei (AAR) reprezintă procesul de conectare rapidă a
consumatorilor electrici la un circuit de rezervă (linie electrică sau transformator), în cazul
căderii circuitului normal de alimentare, ca urmare a unei avarii sau a unei deconectări impuse
de către dispozitivele de protecție. Aceasta se poate aplica consumatorilor sensibili la goluri
de tensiune ce beneficiază de două sau mai multe alimentări cu energie electrică din surse
diferite.
În general, AAR este necesară pentru alimentarea cu energie electrică a consumatorilor finali:
în fabrici și zone industriale de flux continuu care realizeaza diferite procese
tehnologice;
în spitale sau instituții publice de interes național unde continuitatea în functionare
este un factor vital;
în zonele în care există probleme în alimentarea cu energie electrică.
Victor - Alexandru Lică 6
2.2 Consumatorii finali de energie. Clasificare
Consumatorii finali de energie pot fi clasificaţi în funcţie de mai multe criterii:
1) în funcţie de durata consumului pot fi:
a) sezonieri;
b) permanenţi.
2) în funcţie de sectorul de activitate căruia îi aparţin pot fi:
a) industriali;
b) terţiari (complexe comerciale, şcoli, spitale, clădiri administrative, etc);
c) casnici (rezidenţiali).
3) în funcţie de efectul întreruperii neanunţate a alimentării cu energie, pot fi încadraţi în trei
categorii :
a) consumatori de gradul I, la întreruperea alimentării cărora se pot produce victime
omeneşti, avarii grave ale unor instalaţii, perturbarea gravă a vieţii şi activităţii
unor colectivităţi mari de oameni;
b) consumatori de gradul II, la întreruperea alimentării cărora se produc importante
pierderi de producţie;
c) consumatori de gradul III, la întreruperea alimentării cărora sunt afectate
condiţiile de muncă şi de viaţă ale unor grupuri de oameni.
La nivelul unui consumator final complex, consumurile de energie pot îmbrăca mai
multe forme:
energie electrică;
energie mecanică;
energie termică (căldură, frig);
energie potenţială (aer comprimat);
energie primară (combustibili).
Cel mai complex sistem consumator este întâlnit în zonele industriale. Acest sistem
este la rândul său compus din mai multe subsisteme şi anume:
subsistemul stocului de energie primară (combustibili lichizi sau solizi);
subsistemul transformatorilor de energie (centrală termică, centrală electrică de
termoficare, staţie de pompe, staţie de compresoare de aer, transformatoare electrice,
etc);
subsistemele de distribuţie a fiecăruia dintre purtătorii de energie direct utilizabilă
(energie electrică, abur, apă fierbinte, aer comprimat, etc);
subsistemul consumatorilor finali.
Formele de energie direct utilizabile disponibile la nivelul unui contur dat, atât cele
provenite din exteriorul cât şi cele generate în interiorul acestuia, pot fi încadrate într-una
dintre următoarele două categorii:
a) consumuri directe (tehnologice), aferente etapelor realizării unui produs sau
prestării unui serviciu;
b) consumuri indirecte, aferente activităţilor conexe desfăşurate în perimetrul
respectiv.
Victor - Alexandru Lică 7
Consumurile indirecte contribuie la asigurarea şi susţinerea logistică a activităţii
propriu-zise. Activităţile conexe includ planificarea, monitorizarea, contabilizarea,
aprovizionarea, asigurarea condiţiilor de muncă, transportul intern, distribuţia, paza, etc.
Cele două categorii de consumuri de energie au caracteristici diferite. De aceea, este
recomandat ca la întocmirea inventarului consumurilor energetici dintr-o zona industrială să
se precizeze din ce categorie face parte fiecare cerere sau consum de energie.
În raport cu conturul stabilit se definesc categoriile de intrări şi ieşiri din acest contur.
În general, fluxurile materiale continue sau discontinue intrate într-un contur dat pot fi
clasificate în trei categorii:
a) resurse primare, care pot fi materiale şi/sau energetice;
b) semifabricate;
c) energie primară sau direct utilizabilă.
Ieşirile din conturul respectiv pot fi la rândul lor clasificate în patru categorii şi anume:
a) produsul principal;
b) produsul sau produsele secundare;
c) resursele secundare materiale şi/sau energetice;
d) pierderi directe de energie.[2]
2.3 Scheme de alimentare cu sistem de anclanșare automată a
rezervei
Sub denumirea de AAR putem îngloba totalitatea dispozitivelor care facilitează
conectarea automată a alimentării de rezervă în cazul în care se produce deconectarea de la
linia de alimentare normală sau cea de serviciu. Alimentarea de rezervă poate fi utilizată
pentru alimentarea de serviciu de mai mulți consumatori, având rolul de a se conecta în mod
automat și rapid pentru a suplini linia ieșită din funcțiune.
Schemele de alimentare cu energie electrică trebuie realizate în funcție de importanța
consumatorului, dar este recomandat ca întotdeauna să existe posibilitatea de alimentare de
rezervă în cazul în care există o avarie la sistemul național. Deși este o variantă costisitoare
din punct de vedere economic, aceasta este întâlnită la consumatorii strategici, pentru care
dubla alimentare permanentă prin două linii sau transformatoare este vitală menținerii
continuității furnizarii de energie electrică.
Alimentarea cu energie electrică a unui consumator se poate realiza pe mai multe căi.
Calea de alimentare reprezintă totalitatea instalaţiilor înseriate între punctul de racordare la
reţeaua distribuitorului/furnizorului şi punctul de delimitare dintre distribuitor/furnizor şi
consumator. Se poate afirma despre două căi de alimentare că sunt independente în momentul
în care apare un defect pe una dintre ele iar funcționarea celeilate căi de alimentare nu este
afectată. Astfel, există posibilitatea demarării lucrărilor de reparație sau de mentenanță a
elementului sau părții de circuit care duce la scoaterea temporară a căii afectate.
Schemele de AAR se regăsesc atât în instalațiile de distribuție a energiei electrice dar
și în cele care o produc. Datorită faptului că instalațiile de alimentare sau de producere a
Victor - Alexandru Lică 8
energeiei electrice sunt foarte complexe s-a ajuns la un grad foarte mare de automatizare.
Astfel, dacă la început instalațiile AAR erau preponderent mecanice sau preponderent
electrice, acum se pune foarte mult accentul pe automatizarea procesului. În instalațiile de
AAR mecanice se folosește energia înmagazinată în resorturi comprimate sau în greutăți,
ridicate cu servomotoare comandate iar cele electrice au o structură de funcționare bazată pe
relee. Automatizarea proceselor energetice duce la implementarea de sisteme cu
microprocesoare sau automate programabile.[3]
După cum am prezentat, sistemele AAR asigură alimentarea continuă cu energie
electrică. Acestea determină conectarea automată a alimentării de rezervă în cazul
deconectării alimentării normale, realizează trecerea de pe alimentarea normală din reţea pe o
rezervă care poate să fie o altă reţea sau un generator electric.
2.3.1 Schema bloc a unei instalații AAR
Schema bloc a unei instalații de AAR este formată din următoarele elemente:
1. element ce acționează în momentul în care tensiunea scade sub valoarea reziduală de
0,3 Un, denumit generic element de pornire;
2. element ce condiționează funcționarea de prezența tensiunii de alimentare la bornele
transformatorului TT2, de pe alimentarea de rezervă, denumit în literatura de
specialitate element de control;
3. element de temportizare;
4. element care realizează blocarea instalației în cazul acționării repetate.
Figura 2.1 - Schema bloc a unei instalații AAR (după [4])
Victor - Alexandru Lică 9
Prin declanșarea întreruptorului I2 se realizează blocarea sistemului de anclanșare
automată a rezervei în cazul apariției unui defect permanent. Pentru a se evita punerea în
paralel a două tensiuni nesincrone sau defazate și pentru a preîntâmpina pornirea dacă
intreruptorul de pe alimentarea normală a fost declanșat, comanda de execuție pentru AAR a
fost conectată la actionarea întreruptorului I2.
Actualmente, cea mai utilizată soluție este AAR reversibilă clasică, care foloseşte
pentru comutarea între sursele de alimentare normale şi de rezervă, un automat dedicat a cărui
funcţie principală este supravegherea sursei normale şi comutarea pe sursa de rezervă, atât
timp cât sursa normală nu este disponibilă. Sistemele de anclanșare automată a rezervei
dispun de două sau trei întreruptoare cu protecție la scurtcircuit și suprasarcină, interblocaj
electric și mecanic. Aceste elemente permit instalației de AAR, trecerea de pe sursa de bază
pe cea auxiliară, într-un interval de timp cuprins între 0,1 și 30 de secunde, acest lucru ducând
la neafectarea cunsumatorilor electrici racordați la rețeaua respectivă. Protecțiile la
scurtcircuit și suprasarcină asigură funcționarea în condiții de siguranță a circuitelor din aval
iar intreruptoarele nu se pot închide în același timp datorită protecțiilor chiar și în cazul
regimului tranzitoriu. Soluțiile moderne de anclanșare automată nu permit repetarea
procesului de anclanșare în cazul în care se constată defecte persistente. Temporizarea în
cazul tensiunilor de peste 110 kV este suficient de mare încât să se permită dezionizarea
locului în care în timpul scurtcircuitului s-a produs arcul electric.
2.3.2 Principiul și condițiile de funcționare al unei instalații de AAR
Anclanșarea automată a rezervei este un proces care are drept obiectiv general,
trecerea automată de pe sursa de alimentare normalăa pe cea de rezervă, păstrând astfel
continuitatea în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor. Instalația de anclanșare
automată a rezervei (AAR) realizează conectarea consumatorului la reţeaua electrică
disponibilă, cu trecere automată pe reţeaua de bază, atunci când aceasta se află în parametri
nominali.
Sistemele de AAR trebuie să îndeplinească o serie de condiții pentru o funcționare
corectă și eficientă din punct de vedere energetic. Acest sistem trebuie să asigure o
continuitate a alimentării cu energie electrică în mod sigur și rapid în cazul căderii de tensiune
pe sursa principală și să nu permită alimentarea simultană a receptoarelor de la cele două
surse. Instalația de anclanșare automată a rezervei trebuie să asigure totodată revenirea pe
sursa de bază, atunci când se constată că defectul a disparut. Acest lucru se va întâmpla după
o întârziere de acționare ce are ca obiectiv preîntâmpinarea fenomenului de oscilație, trecerea
de pe sursa normală pe cea de rezervă sau de pe cea de rezervă pe cea normală, fără
posibilitatea de a selecta una dintre surse.
În continuare, voi prezenta modul în care funcționează un sistem AAR. Considerăm sursa de
alimentare normală, separat, doua bare prin transformatoarele T1 și T2, și alimentarea din
sursa de rezervă, ambele bare prin transformatorul Tr. Pe fiecare bară există câte un sistem
propriu de AAR care monitorizează prezența tensiunii pe bara cu ajutorul transformatorului
de tensiune TT. În cazul în care se detectează lipsa de tensiune electrică pe bara sau pe
sistemul de bare, instalația de AAR aferentă de pe bară sau cele două instalații de AAR de pe
Victor - Alexandru Lică 10
sistemul de bare vor acționa asupra întreruptoarelor IA. Se face astfel deschiderea spre linia
de alimentare normală și închiderea pe linia de rezervă. În cazul întreruperii alimentării cu
energie electrică datorate unuia dintre transformatoarele T1 sau T2 va intra în funcțiune în
mod automat întreruptorul transformatorului Tr.[4]
Condiții de funcționare pentru dispozitivele de AAR
1. La baza funcționării procesului de AAR sta funcționarea selectivă a protecțiilor
prin relee asigurând funcționarea la defecte localizate în rețeaua de
consumatori sau pe partea de înaltă tensiune.
2. Anclanșarea automată a rezervei trebuie să aibă loc doar în cazul în care s-a
realizat declanșarea alimentării de serviciu (normală). Dacă acest lucru nu s-ar
realiza, anclanșarea ar putea avea loc în timpul semnalizării unui defect sau
nedeclanșarea alimentării normale ar putea conduce la alimentarea în paralel
cu tensiuni defazate.
3. Pornirea AAR se realizeaza in doua cazuri: la disparitia totala a tensiunii pe
linie sau la scaderea tensiunii sub o valoare stabilita ca limita inferioara, in
functie de consumatorii legati la alimentare.
4. “Pauza de AAR” trebuie să fie sub valoarea de 1 secundă pentru a nu permite
scăderea turației motoarelor cuplate la linia de bază, motoare ce acționează
consumatorii industriali dintr-o fabrică de foc continuu.
5. Alegerea sau implementarea unei scheme de AAR este condiționată de
parametrii care permit autopornirea motorului asincron. Acești parametri pot fi
determinați ușor prin calcul sau în mod experimental.
tensiunea reziduală pe bare în momentul intrării in funcțiune a
instalației de AAR
numărul și puterea motoarelor care se autopornesc
factorul de simultaneitate al autopornirii acestora [4]
Implementarea sistemului de conducere a unei instalații de AAR se poate realiza în
două moduri:
1. în mod convențional cu ajutorul logicii cablate folosind contacte și relee, care au rolul
de a comanda intreruptoarele automate
2. cu ajutorul automatelor programabile sau a sistemelor DCS, logica fiind construită cu
ajutorul programării logice bazate pe:
Ladder Diagram (LAD)
Function Block Diagram (FBD)
Sequential Function Chart (SFC)
Structured Text (ST)
Indiferent de varianta de implementare, sistemul de comandă al AAR primește
informații despre starea întreruptoarelor și protecțiilor, funcționarea sursei de alimentare
normală, dar și despre prezența sau lipsa tensiunii pe barele de alimentare, în funcție de
acestea comandând întreruptoarele IA (Figura 2.2).
Victor - Alexandru Lică 11
Schema prezinta alimentarea normla, a doua bare, prin transformatoarele T1 si T2,
care pot fi alimentate in caz de avarie de la sursa de rezerva, prin transformatorul Tr, care
poate suplini lipsa de tensiune pentru ambele bare. Fiecare bara are propriul sistem de AAR
ccare determina prezenta tensiunii cu ajutorul transformatorului de tensiune TT. Lipsa de
tensiune pe una dintre bare sau pe sistemul de bare, determina instalatiile de AAR sa
actioneze intreruptorului IA, aferent fiecareia. Intreruptoarele de pe linia de alimentare
normala sunt declansate iar cele de pe linia de alimentare de rezerva sunt anclansate. La
intreruperea alimentarii pe unul sau ambele transformatoare T1 si t2 se conecteaza automat
intreruptorul transformatorului de rezerva Tr.
Figura 2.2 - Principiul de funcționare al sistemului de AAR (după [5])
2.3.3 Schema de funcționare a unei instalații AAR convenționale
realizată cu ajutorul logicii cablate folosind contacte și relee
In cele ce urmează voi prezenta schema unui dispozitiv de AAR convențional, cu
relee, pentru anclanșarea automată a întreruptorului unei linii de rezervă la sistemul dublu de
bare BI si BII. Considerând linia 1 - 1L ca feed-er în funcțiune iar linia 2 – 2L reprezentând
feed-erul de rezervă cu separatoarele închise pe sistemul de bare BI. Semnalizarea ce arată că
schema este gata să funcționeze este realizată cu ajutorul lămpii LS. Cheia de comandă este
pe poziția din diagramă, ultimul rând și se stabilesc contactele marcate cu X. [4]
Victor - Alexandru Lică 12
Figura 2.3 - Schema monofilară a AAR electric cu relee
pentru anclanșarea unei linii de rezervă (după [4])
Figura 2.4 - Schema de curent alternativ a dispozitivului de AAR (după [4])
Figura 2.5 - Diagrama cheii de comandă a sistemului AAR, atât pentru declanșare cât și
pentru anclanșare. (după [4])
Victor - Alexandru Lică 13
Figura 2.6 - Schema desfășurată pentru AAR convențională (după [4])
„Sunt excitate releele RE si 1RI, după cum urmează: bareta (+), CA 13-16, 1I2 închis,
RE, bareta (-); de asemenea, contactul RE închis, 1Ri și bareta negativă; dacă întreruptorul 1I
este declanșat, releele minimale 1RU și 2RU închid contactele, se excita bobina releului de
timp RT, toate celelate contacte fiind făcute. Se închid cu temporizare contactul RT și se
excită releul intermediar 2RI; acesta închide contactele de la 2RI1 și 2RI4, anclansarea
intreruptorului 2I se face prin circuitul: bareta (+), CA 25-28, 2RI4 închis, 1I3 închis și 2BA la
bareta (-). Dacă 2 este declanșat prin protecție evidențiind un defect permanent, schema
rămâne blocată pentru că releul RE este dezexcitat ca urmare a faptului că 1I2 s-a deschis și
releele 1RI, 1RT și 2RI se dezexcită. Semnalizarea funcțiilor AAR se face prin releleul de
semnalizare RS și prin stingerea lămpii LS. Dacă anclanșarea lui 2I este reușita se comută
cheia pe poziția 2L – funcțiune și 1L - rezervă. In urma acestei comutări se reaprinde lampa
LS.” [4]
2.3.4 Scheme de AAR moderne
Configurațiile de AAR variază în funcție de cerințele diferitelor zone industriale în
care sunt implementate. Pe scară largă, cele mai utilizate trei configurații le voi prezenta in
acest capitol. Aceste configurații sunt folosite în centralele termice, instalații de procesare și
în centralele nucleare.
Tipul 1 de configurație AAR
Acest sistem auxiliar este tipic pentru stațiile de producere a energiei termice. Acest
tip de configurație deservește alimentarea unui singur sistem de consumatori de la două surse
diferite.
Victor - Alexandru Lică 14
Figura 2.7 - Schema de AAR utilizată în zone industriale de tip Termocentrală (după [6])
Sursa normală (NS) alimentează consumatorul prin întreruptor normal de sursă (BNS),
în timp ce sursa alternativă (AS) alimentează prin întreruptor alternativ de sursă (ASB).
Pornirea și oprirea sunt asigurate prin sursa alternativă atunci când generatorul principal este
oprit. Consumatorii ce trebuie transferați pe sursa alternativă în acest caz sunt de obicei
pompe pentru alimentarea cazanelor, dispozitive de răcire prin ventilație, pompe de răcire a
apei. Odată generatorul este conectat la sistem, sarcinile sunt transferate unității auxiliare de
transformare (UAT), care este conectat la sursa normală. Când UAT este oprită, sarcinile
transferate anterior la sursa normală trebuie să fie transferate la sursa alternativă. Acest
transfer se poate face manual sau automat. Transferurile manuale sunt efectuate în timpul
pornirilor și opririlor planificate. Transferul automat pe sursa de rezervă (ABTS) este
preferată, deoarece timpul mort al motoarelor este minim. Timpul mort este timpul în care
motorul nu se află sub tensiune. Acest tip de transfer este, de asemenea, cunoscut sub numele
transfer stație - unitate de transfer în termocentrale. [6]
Configurație AAR tip II
O configurație tipică de AAR folosită în instalații de proces, cum ar fi rafinăriile,
combinatele chimice, petroliere, fabricile de hârtie. În acest tip de configurație de AAR există
două surse, S1 și S2 fiecare alimentând grupul lui de consumatori. Cele două surse sunt legate
prin intermediul unui întrerupător de egalitate (TB), care este în mod normal deschis. Sursa 1
este conectată la consumatorii ei printr-un post de transformare (ST1) și prin întreruptorul
(SB1) și similar Sursa 2 este conectată la consumatori printr-un post de transformare (ST2) și
intreruptorul (SB2).
În funcție de poziția intreruptorului de pe cupa TB sunt posibile diferite scenarii de
operare. Funcționarea normală se realizează prin menținerea întreruptorului TB deschis în
cazul în care fiecare sursă alimentează sarcinile care îi revin. In caz de urgență, care ar putea
fi din datorată unei avarii la transformatorul ST1 sau a unor defecte permanente, sarcinile sunt
transferate la alte surse prin închiderea TB și deschiderea SB1 și viceversa. În instalațiile de
proces, de asemenea, sunt efectuate ambele manevre de transfer: manual și automat. Sistemele
de transfer manuale sunt folosite în timpul manevrelor de pornire sau oprire planificate ale
Victor - Alexandru Lică 15
procesului. Transferul în caz de avarie poate fi realizat fie în modul break than make (tranziție
deschis) fie în modul make than break (tranziție închis). [6]
Figura 2.8 – Configurație AAR de tip II întâlnită în zonele industriale precum rafinăriile,
combinatele chimice, petroliere
Configurație AAR tip III
Centralele nucleare folosesc patru configurații diferite de AAR. Două dintre
configurațiile de AAR cele mai utilizate pe scară largă în America de Nord sunt explicate în
acest capitol. Există două tipuri de consumatori ce sunt deserviți în centralele nucleare, clasa
de consumatori 1E și consumatori balance-of-plant. Clasa de consumatori 1E reprezintă
elementele esențiale pentru oprirea reactorului, izolarea în cazul proceselor de control a
situațiilor sau substanțelor care pot deveni periculoase, răcirea reactorului și îndepărtarea
căldurii care poate duce la explozii. Restul consumatorilor sunt numiți consumatori balance-
of-plant. În funcție de modul în care sunt alimentați cu energie electrică acești consumatori,
configurațiile instalației de AAR se schimbă.
În prima configurație, atât consumatorii de clasa 1E cat și balance-of-plant (BOP),
sunt alimentate, în mod normal, de la generator prin unitatea de transformare auxiliar (UAT).
In cazul în care alimentarea normală cade, consumatorii de clasă 1E și cei de tip BOP sunt
transferate la o sursă alternativă de alimentare printr-un transformator de pornire a motoarelor
(SST). Această configurație AAR este prezentată în Fig.2.9 [6]
Victor - Alexandru Lică 16
Figura 2.9 - Configurație AAR întâlnită în zona centralelor nucleare în care toți consumatorii
auxiliari sunt alimentați în mod normal de la generatorul principal, prin UAT (după [6])
Un alt tip de configurație a sistemului de AAR în funcție de consumatorii unei centrale
nucleare, de clasă 1E este reprezentată de alimentarea de la o sursă alternativă de energie prin
stații de transformatoare de serviciu (SSTs) ce are rolul de a transfera consumatorii la o altă
sursă alternativă de energie în caz de urgență. Consumatorii BOP sunt în mod normal
alimentați prin intermediul generatorului principal, prin UAT, așa cum se arată în Fig.2.10
Ambele configurații de AAR prezentate mai sus prezintă o maniera proprie de transfer
în condiții de avarie la o sursă de alimentare alternativă cu energie electrică. Cea mai
importantă cerință pentru orice sistem automat AAR este trecerea rapidă și fiabilă pe o nouă
linie de alimentare în cazul consumatorilor afectați, dar și menținerea timpului mort la valori
mai scăzute. [5]
Victor - Alexandru Lică 17
Figura 2.10 - Configurare de AAR pentru centrale nucleare în care consumatorii de clasă 1E
sunt alimentați în mod normal de la o sursă separată (după [6])
Victor - Alexandru Lică 18
3. Prezentarea mediului de lucru utilizat în dezvoltarea
aplicației - Centum VP
3.1 Sisteme de conducere distribuită (DCS)
Termenul de DCS (Distributed Control Sistem) înglobează un sistem de conducere, de
obicei la nivel de producție, fabricație, un sistem dinamic în care conducerea procesului se
realizează pe subansamble, distribuite în cadrul sistemului, cu ajutorul unor subsisteme de
controllere, neamplasate centralizat, ce formează “Inteligența” procesului. Un subsistem
poate fi controlat de unul sau mai multe controller.
DCS are la bază controlul cu ajutorul unor stații de lucru, PC-uri, care facilitează
rularea procesului ce constă în hardware-ul de conducere și monitorizare din zona de proces
(plant). DCS este des întâlnit în majoritatea ramurilor industriei:
platforme marine de foraj;
hidrocentrale și baraje;
rafinării;
turnuri de răcire;
combinate siderurgice, metalurgice și chimice;
industria producerii de medicamente;
sisteme și rețele de alimentare cu energie electrică.
Sistemele de tip DCS utilizează procesoare personalizate iar pentru interconectarea cu
restul dispozitivelor de câmp se utilizează elemente de interconectare și protocoale de
comunicație proprietare.
Modulele de intrare și ieșire au un rol foarte important în DCS. Prin intermediul
modulelor de intrare se achizitionează date de la instrumentele de intrare ale procesului și se
transmit instrucțiuni pentru ieșirile procesului. Comunicația cu PC-ul sau comunicațiile
electrice au la baza principiul de multiplexare și demultiplexare. Aceste rețele de comunicație
realizează conexiunea dintre controllerul central și sistemele din câmp dar și legatura cu
interfața om-mașina. Elementele de DCS pot conecta echipamente fizice precum pompe,
valve, întreruptoare, separatoare si interfața om-mașina prin SCADA. Sistemul DCS primește
informații atât prin intermediul echipamentelor direct conectate fizic, cu ajutorul sistemului de
intrări/ieșiri cât și prin tipurile de comunicație Modbus si Profibus.[7]
DCS-urile sunt conectate la senzori și elemente de acționare și folosesc valoarea de
referința pentru a controla fluxul de material din zona de proces.
Un exemplu concludent în acest sens este referința unei bucle de reglare formată dintr-
un senzor de presiune, controller-ul și o valvă. Rezultatele măsurătorilor de presiune sau
debit sunt trimise către controller, prin intermediul unui modul de intrări/ieșiri. In funcție de
valoarea variabilei măsurate, valva sau elementul de acționare reglează debitul de lichid astfel
încât să se atingă pragul dorit de operator. Folosind acest principiu simplu putem extinde
exemplul la rafinarie care poate ajunge la mii de intrari/ieșiri, implicand un DCS de
dimensiuni mari. Cum ramurile industriei sunt foarte diversificate iar procesele care trebuie
reglate sunt de foarte multe tipuri nu ne putem limita doar la curgerea fluidelor prin
conducte.[]
DCS oferă soluții pentru procese variate, cum ar fi: arzatoare, cuptoare de ciment,
operațiuni de extracție minieră și prelucrarea minereului.
Victor - Alexandru Lică 19
Controllerele citesc informaţiile de la dispozitivele din câmp şi le procesează.
Prezentatorul Sequence of Events (Secvenţă de evenimente - SOE) permite utilizatorilor să
extragă, vizualizeze, analizeze şi tipărească mesajele de alarmă şi evenimentele provenite de
la un număr maxim de 8 surse ce furnizează date.
DCS-ul este capabil să execute o multitudine de bucle de reglare pentru o zonă
industrială. Dispozitivele de intrare/ieșire pot fi integrate, dar pot și achizitiona sau prelua date
și în mod remote prin intermediul rețelelor de câmp. Controllerele actuale au posibilități de
calcul foarte performante. Pe lângă controlul PID se poate efectua și logica și controlul
secvențial.
Sistemele DCS sunt proiectate cu procesoare ce oferă redundanța în scopul unei
fiabilități ridicate a sistemului de conducere. DCS poate implica una sau mai multe stații de
lucru. Configurarea se poate face atât de la o stație de lucru cât și de la un computer on-line.
Conexiunea la nivel local este asigurată de către o rețea cu transmisie pe cablu coaxial,
twisted paid sau fibră optică. [8]
3.2 Centum VP
Centum VP este un sistem DCS, marcă inregistrată Yokogawa Electric Corporation,
ceea ce înseamnă că "inteligența" pentru a rula procesul constă în hardware-ul de conducere
în zona de proces. Sistemul Centum VP are un număr maxim de 64 de posturi pentru fiecare
domeniu, 16 domenii, 256 stații maxime și 100.000 de tag-uri plus alte 1 milion de tag-uri
opționale.
3.2.1 Arhitectura – Centum VP
Figura 3.1 - Schema rețea Centum VP cu două domenii (după [10])
Victor - Alexandru Lică 20
Centum VP prezinta o arhitectura similara cu alte sisteme DCS existente în momentul de faţă.
Dintre componentele hardware din configuratia Centum VP remarcam:
interfaţa om-maşină (HIS – Human Interface Station)
stație de control (FCS – Field Control Station)
echipamente de rețea.
HIS - Human Interface Station. Acest post este folosit în principal pentru operarea și
monitorizarea funcțiilor de plant, din zona de proces. Cu ajutorul software-ului opțional se
poate defini sistemul constructor de funcții.
FCS - Field Control Station este conectat direct la procese. Prin urmare, FCS
trebuie să aibă fiabilitate ridicată, disponibilitate ridicată, acuratețea și fiabilitatea datelor.
FCS oferă conducerea funcțiilor de plant prin intermediul instrumentelor din baza sa de date
oferind redundanță opțională. Informațiile de proces sunt trimise prin intermediul protocolului
de comunicație VNET, pentru conducerea sau monitorizare de către un HIS. Vitezele de
procesare pornesc de la 1 secundă (standard) dar pot fi și de 500 ms sau 200 ms și se pot
selecta pentru blocurile de funcții. FCS poate comunica cu fiecare subsistem, cum ar fi PLC
sau echipamentele analitice. De exemplu, pentru comunicarea cu PLC-urile proprietare
Rockwell Automation, Yokogava distribuie pachetul de comunicație PLC-5/SLC 500 pentru
automatele programabile din gama PLC-5/SLC 500. Alte subsisteme pentru comunicație cu
echipamente de tip PLC sunt:
FA-M3 pachet de comunicație pentru Yokogawa FA-M3 și FA500
MELSEC pachet de comunicație pentru PLC-urile Mitsubishi
DARWIN/DAQSTATION pachet de comunicație pentru Yokogawa’s DARWIN și
DAQSTATION
Modbus pachet de comunicație pentru STARDOM de la Yokogawa, Modicon de la
Schneider and Memocon-SC de la Yasukawa Electric Corporation
YS pachet de comunicație pentru conectarea directă cu YS100 SERIES de la
Yokogawa
Un FCS este format din 4 elemente principale: sursa de alimentate (Pover Supply
Unit), unitatea de procesare (Field Control Unit), card de comunicatie, carduri I/O analogice
si digitale. Cele 4 componente sunt montate pe rack-uri, pe nivele, denumite generic noduri,
fiecare nod avand capacitatea de a stoca 12 astfel de dispozitive in functie de cerinte.
Numerotarea se realizeaza de la dreapta la stanga.
Modulele procesorului, sursele de alimentare, modulele de I/O, inclusiv magistrala de
comunicare, alcatuiesc o configurație de tip redundantă. Robustețea FCS este data de această
configurație cunoscuta sub numele de “Pair and Spare” iar fiabilitatea rezultatelor de calcul
este asigurată prin validarea în timp real. Arhitectura hardware este alcatuită din două module
de procesor cu două MPU fiecare. MPU1 și MPU2 ale procesorului principal au rolul de a
compara rezultatele de calcul, iar dacă rezultatele nu se potrivesc, primul procesor intră în
modul de mentenanță, timp în care procesorul secundar preia controlul procesului. Pentru
realizarea transferului de procesor fără întreruperi, MPU3 și MPU4 de asemenea calculază și
compară rezultatele în timp ce modulul procesorului principal este activ. “Pair and Spare” este
tehnologia proprietară Yokogawa.[9]
LAN1 / LAN2. Local Area Network (LAN) furnizează servicii de network unui grup
de calculatoare aflate într-o arie georgrafică restransă. În protocoalele Yokogawa, LAN este
definită ca:
Victor - Alexandru Lică 21
VNET / IP (LAN1 și LAN2 datorită redundanței)
Ethernet
VNET / IP și Ethernet este calea de comunicație, care utilizează protocolul Ethernet
și functionează cu viteza de 1GB. Acesta are la bază o comunicare deschisă bazată pe
componente care nu sunt specifice numai Centum, prin TCP / IP. Pe cele două LAN-uri,
magistrala 1 (Bus 1) reprezintă calea comunicație de control și magistrala 2 (Bus 2) calea
comunicații de date prin intermediul protocolului TCP/IP. Dacă nu se reușeste comunicația pe
Bus 1, atunci comunicația de control trece pe Bus 2 pentru stația respectivă. Comunicația
VNET / IP se poate desfășura pe o distanță de 100 de metri pe cablu Ethernet CAT 5e UTP și
hub-uri legate prin conectori RJ45 pentru comunicarea între dispozitive și de până la 5 km,
prin cablu de fibra optică.
Ethernet este o rețea folosită pentru transferul de fișiere și comunicarea de informații
între HIS, ENG (mediul de inginerie) și alte instrumente Ethernet de uz general. Comunicarea
Ethernet se face de obicei prin intermediul unui card de Ethernet montat un PC sau un server.
Terminologia de comunicare Ethernet se referă la comunicarea bazată pe diferite protocoale
standard Ethernetbased. Protocolul de comunicație pentru Ethernet este IEEE802.3 based.
VNET reprezintă calea de comunicație care leagă componentele sistemului asigurând
funcțiile de control și monitorizare. VNET funcționează cu o rată de 10 MB, cu o lungime de
185 metri. Lungimea maximă este de 500 de metri pe segment, dacă este folosit cablu coaxial
10 Base 5. Cu cablu de fibra optică și repetoare, distanța poate fi extinsă la 20 km.
Un domeniu este o grupare de posturi. Centum VP poate aloca pentru un domeniu
până la 64 de posturi. Intervalul de adrese pe domeniu pentru VNET este 1-16, fiind premise
un număr maxim de 256 de posturi pe sistemul Centum VP. Pentru împarțirea unui sistem
Centum VP pe domenii se folosește un BCV (Bus converter), transferul realizându-se prin
cablu coaxial.[8]
3.2.2 Funcțiile bloc (Function Block)
La nivel software, FCS este alcătuit din funcții care realizează calculul părții de
control sau funcții pentru controlul procesului.
Principiul de funcționare al unui function block este de tip black box. Acesta
îndeplinește funcția de prelucrare a datelor de intrare, realizează operațiunile de calcul și
prelucrează datele concomitent pentru semnalele de intrare, fiind capabil să returneze
semnalul de ieșire prelucrat.
Prelucrarea datelor de intrare presupune convertirea unui semnal primit de la sursa la
care este conectată într-un tip de date care permite realizarea operațiunilor de calcul.
Operațiile de calcul formează etapa în care datele citite și prelucrate ale semnalului de intrare
sunt procesate în funcție de caracteristicile function block-ului care realizează această etapă.
Victor - Alexandru Lică 22
Figura 3.2 - Structura unui bloc funcţional
Un Function Block este alcătuit din:
terminalele de intrare și ieșire ce permit comunicația cu dispozitivele exterioare
funcției bloc;
funcție de prelucrare a datelor de intrare;
funcție de prelucrare a calculelor;
funcție de prelucrare a ieșirilor;
funcție de prelucrare a intrărilor;
totalitatea constantelor și variabilelor utilizate în prelucrarea datelor.
Tipuri de blocuri funcționale
CentumVP pune la dispozitia utilizatorului o gamă variată de blocuri funcționale, în
funcție de tipul de date pe care îl prelucrează, parametrii de configurare și variabilele care pot
fi setate în timpul operațiunii.
Victor - Alexandru Lică 23
Figura 3.3 - Meniu de alegere pentru funcțiile bloc
Blocurile de control pentru reglare – realizează controlul procesării de calcule
utilizând valori de proces analogice pentru monitorizare şi control al procesului. Blocurile
funcţionale care oferă funcţia de control de reglare sunt referite ca “Regulatory Control
Block”.
Blocurile control de reglare includ Input indication blocks (blocuri indicaţie de
intrare), controller blocks (blocuri de control), manual loader blocks (Blocuri de încarcare cu
acţionare manuală), signal set blocks, signal limiter blocks (blocuri limitator de semnal),
Signal selector blocks (blocuri selector de semnal), signal distribution blocks (blocuri de
distribuţie semnal), pulse-count blocks (blocuri numărător de puls), alarm blocks (blocuri de
alarmă) şi blocuri YS.
Blocuri de control secvenţial – acest tip de bloc de control stabilește o serie de
evenimente care sunt necesare pentru a controla un proces. Astfel, se pot defini secvențe
tabelare cu ajutorul funcțiilor Sequence Tables, blocuri de tip SFC, blocuri de tip timer,
countere software, convertoare numerice sau instrumente de tip Switch care permit controlul
ON/OFF al dispozitivelor cum ar fi separatoarele electrice. Controlul secvential urmează pas
cu pas condițiile și ordinea predefinită.
Blocuri pentru calcul aritmetic și logica de operare - realizează calcule de
procesare generale, cum ar fi calcul aritmetic, calcul analogic şi funcţionarea logică. Calcul
aritmetic şi blocurile de logică includ blocuri de calcul numeric, blocuri de calcul analogic,
blocuri cu scop general de calcul, blocuri de calcul auxiliare şi blocuri de funcţionare logică.
Scopul general al blocului de calcul, cum ar fi calculul aritmetic, calculul analogic şi
Victor - Alexandru Lică 24
funcţionarea logică sunt îndeplinite la semnalele de intrare pentru a îmbunătăţi controlul de
reglementare şi controlul secvenţei.
Blocuri pentru vizualizare (Faceplate) - sunt formate din blocuri Faceplate
analogice, blocuri de Faceplate pentru secvenţe şi blocuri Faceplate hibride.[8]
Victor - Alexandru Lică 25
4. Implementarea DCS. Automatizarea procesului de
anclanșare automată a rezervei
4.1 Studiu de caz: Sistem cu doi feederi și cuplă longitudinală
Aplicația pe care am dezvoltat-o reprezintă implementarea unui sistem DCS care
asigură trecerea automată de pe sursa de baza pe sursa de rezervă pentru a asigura
continuitatea alimentării cu energie a consumatorilor.
In funcție de sarcină, se poate alege rimul de funcționare cu un transformator în
funcțiune, bara de MT întregită prin cuplă și un transformator în rezervă sau cu două
transformatoare în funcțiune și cupla deschisă.
La dispariția tensiunii de pe bara de medie tensiune, dacă există tensiune pe
alimentarea de rezervă, dacă AAR-ul este în funcțiune, are condiții de funcționare și nu este
blocat, după “pauza de AAR” se comandă declanșarea sursei de bază, și anclanșarea sursei de
rezervă după verificarea deschiderii alimentării de bază.
În cazul declanșării intempestive a sursei de bază, dacă există tensiune pe alimentarea
de rezervă, dacă AAR-ul este în funcțiune, are condiții de funcționare și nu este blocat, se
comandă anclanșarea fără temporizare a sursei de rezervă după verificarea deschiderii
alimentării de bază.
Figura 4.1 Schema de funcționare a sistemului de AAR cu doi feederi și cuplă longitudinală
Victor - Alexandru Lică 26
Regimuri de functionare:
- AAR pe cuplă;
- AAR pe trafo 1;
- AAR pe trafo 2;
- AAR anulat.
Modul Operațional 1 – Comutare automată de la transformatorul 1 la transformatorul
2 de alimentare
În acest caz, automatul de activare a rezervei verifică îndeplinirea unor condiții logice
specifice acestui mod de funcționare. Astfel, trebuie detectată tensiune pe ambele linii, iar
instalația de AAR trebuie să funcționeze pe trafo1 (setare din cheie). Astfel întreruptoarele de
pe transformatorul 1 - Q1 și Q4 și întreruptorul aferent cuplei Q3 vor fi închise. Pe
transformatorul 2 - Q2 și Q5 vor fi în starea deschis și pregatite, fără să prezinte defecte
permanente, iar resortul trebuie să fie armat.
Dacă se detectează o pierdere de tensiune pe bara de 20 kV atunci va porni funcția de
AAR și se va executa automat trecerea de pe trafo1 pe trafo2. Intreruptorul transformatorului
și cel al cuplei vor primi semnalul de trip. După o întârziere de maxim 1 secundă în care se
face verificarea trecerii întreruptorului de intrare, de pe trafo1, pe poziția deschis,
întreruptorul de pe alimentarea alternativă, trafo2, se va închide. În caz contrar, funcția de
AAR se va opri. Se verifică pozitia întreruptorului și se semnalizează faptul că procesul de
AAR s-a finalizat.
Modul Operațional 2 – Comutare automată de la transformatorul 2 la transformatorul
1 de alimentare
Trebuie detectată tensiune pe ambele linii iar instalația de AAR trebuie să fie în
funcțiune pe trafo2 (setare din cheie). Astfel întreruptoarele de pe transformatorul 2 – Q2 și
Q5 și cel de pe cuplă, Q3 vor fi închise. Pe transformatorul 1 - Q1 și Q4 vor în starea deschis
și pregătite fără să prezinte defecte permanente, resortul trebuie să fie armat.
Dacă se detectează o pierdere de tensiune pe bara de 20 kV, atunci va porni funcția de
AAR și se vor executa automat trecerea de pe trafo2 pe trafo1. Întreruptorul transformatorului
și cel al cuplei vor primi semnalul de trip. După o întârziere de maxim 1 secundă în care se
face verificarea trecerii întreruptorului de intrare de pe trafo2 pe poziția deschis, întreruptorul
de pe alimentarea alternativă, trafo1, se va închide. În caz contrar, funcția de AAR se va opri.
Se verifică poziția întreruptorului și se semnalizează faptul că AAR a lucrat.
Modul Operațional 3 – Comutare automată de la alimentarea cu ambele
transformatoare în funcțiune și cupla de MT conectată la un singur transformator de
alimentare cu cupla de MT închisă.
În cazul comutării de pe ambele transformatoare și cupla longitudinală în funcțiune pe
un singur trafo condițiile inițiale care trebuie îndeplinite sunt: prezența tensiunii pe ambele
linii, modul ARR să fie stabilit pe cuplă iar toate întreruptoarele aferente transformatoarelor
Victor - Alexandru Lică 27
să fie închise, mai puțin cel de pe cupla Q3 care trebuie sa fie deschis și pregătit – să fie
resortul armat și a nu existe semnalizare pentru intreruptor defect.
Dacă se detectează o cădere de tensiune pe bara de 20 kV atunci va porni funcția de
AAR și se vor executa automat manevrele pentru trecerea din modul normal, cel cu două
transformatoare și o cupla deschisa, la cel cu un singur transformator de alimentare.
Întreruptoarele aferente transformatorului secțiunii pe care a fost detectată pierderea de
tensiune și cel al cuplei vor fi declanșate. O întârzire de maxim 1s va permite controlul
poziției întreruptorului, acesta trebuind să devină deschis iar cupla de medie trensiune va fi
inchisă. In caz contrar, funcția de AAR se va opri. Întârzierea precedentă stabilirii poziției
întreruptorului are rolul de a facilita controlul efectuării manevrei și indică faptul că secvența
de AAR s-a executat.
4.2 Crearea unui proiect în CENTUM VP și definirea FCS-ului și
HIS-ului
Crearea unui nou proiect în mediul de lucru destinat Centum VP se realizează în
System View, pe care îl găsim în Windows Start menu la secțiunea Centum. Pentru a crea
proiectul trebuie dat clik dreapta pe secțiunea System View din stanga mediului de lucru și
urmata calea: Create New/Project.
În fereastra Outline va trebui sa introducem informațiile referitoare la Software-ul
Centum: Userul – Yokogawa, Organizația – Yokogawa și informații despre proiect.
In secțiunea “Create new project” definim numele proiectului: AAR și locația unde va
fi salvat acesta C:\CENTUMVP\eng\BKProject\. Tot de aici, putem schimba și numărul de
domenii. În aceasta fereastră, în Detailed Setting avem posibilitatea de a activa două opțiuni:
“Manually Register Engineering Unit Symbol” și “Manually Register Switch Position Label”,
ambele default fiind inactive. Prin activarea primei, fiecare unitate inginerească va trebui
inregistrată în Engineering Unit Symbol Builder din folderul COMMON, în mod implicit,
unitatea inginerească putând fi declarată direct în Function Block Detail Builder. În cazul
celei de-a doua opțiuni, aceasta permite salvarea manuală a poziției switch-urilor în Switch
Position Label Builder.
In mod automat, după ce noul proiect a fost creat, va apare o fereastră prin care se
poate crea un FCS. Pentru proiectele deja existente, crearea unui nou FCS se face prin
selectarea proiectului apoi File\New\FCS. De aici, putem seta tipul stației care este
reprezentat de modelul hardware și numărul ales pentru plantul nostru.
In cazul de față, am ales: AFV10D Duplexed Field Control Unit (for Vnet/IP and FIO.
19” Rack Mountable Type) fără alimentare dual-redundantă. Prin intermediul câmpului
“Database type” se definește varietatea de tipuri de funcții bloc suportate de FCS.
“Alias of Station” permite utilizatorului redenumirea FCS-ului. Acest nou nume va fi
afișat în fereastra “System Status”. Acesta poate fi definit cu până la 8 caractere alfanumerice.
Victor - Alexandru Lică 28
“Upper Equipment Name” permite utilizatorului să grupeze hardware-ul asociat FCS
și HIS, sub un nume comun. Aceasta poate fi folosit în “User Security” pentru restricționarea
accesului.
In secțiunea “Network” regăsim setări referitoare la setările protocolului Vnet/IP
Control Bus TCP/IP. Aici sunt setate în mod automat de către software Adresa IP și Masca de
subnet. Adresa ip este construită pe baza numărului de domeniu (Domain Number – D# ) și
numărul de stație (Station Number – S#) și este de forma 172.16.D#.S# . Ambele sunt foarte
ușor de observat din numele FCS-ului care este alcătuit din numărul stației și domeniului. De
exemplu, în cazul nostru FCS este FCS0101 iar adresa va fi 172.16.1.1. Masca este asignată
în mod automat folosind algebra binară.
Figura 4.2 - Setările protocolului Vnet/IP Control Bus TCP/IP
De asemenea, pentru dezvoltarea unui proiect în CentumVP este necesară crearea și
definirea unui nou HIS. Acest proces se realizează în mod automat. După crearea procesului,
apare o fereastră care permite configurarea HIS-ului, în funcție de cerințele utilizatorului. El
poate totodată să creeze un nou HIS asemeni unui nou FCS (procedura descrisă anterior).
Aici utilizatorul trebuie să definească tipul stației operator pe care care o va utiliza: fie
consola Yokogawa fie un PC. Host name-ul pentru Ethernet, adresa IP și masca de subnet,
adresele de Vnet/VnetIP pot fi lasate default.
În CentumVP, adresa de stație HIS începe de la 64. În secțiunea ”Network” se
configurează setările pentru Ethernet TCP/IP. Cele două configurații principale care trebuie
făcute sunt Vnet/IP Bus 2 și pentru cardul de rețea (onboard network card) pentru care se
definesc numele de host pentru Ethernet, adresa IP și masca de subnet pentru comunicația
HIS-ului.
În primul caz, adresa IP se stabilește după urmatorul model: 192.168.D#+128.S#+129,
unde D# reprezintă numărul domeniului, iar S# reprezintă numărul stației. Pentru cardul de
rețea adresa este de tipul 172.17.D#.S#.
In cazul proiectului pe care il dezvolt HIS-ul este HIS0164 de unde tragem concluzia
că numărul domeniului este 1 și cel al stației este 64. Adresa IP pentru Vnet/IP Bus 2 este
192.168.129.193 cu masca 255.255.255.252 iar pentru cardul de rețea este 172.17.1.64 cu
masca de subnet 255.255.0.0.[8]
Victor - Alexandru Lică 29
Figura 4.3 - Configurarea setarilor pentru Ethernet TCP/IP
4.3 Definirea semnalelor de intrare și iesire în CENTUM VP
Intrări/ieșiri software – I/O-uri virtuale sunt oferite de software-ul intern al FCS-
ului.
In CENTUM VP sunt disponibile două tipuri de variabile software: “Internal switch”,
folosite pentru lucrul cu valorile logice între blocuri funcționale sau alte funcții aplicație și
“Message output” care sunt folosite pentru a inștiința despre apariția unui eveniment.
La rândul lor, I/O-urile de tip “Internal Switch” sunt de două feluri: ”Common
Switch” (simbolizate în mediul de lucru prin %SW) si “Global Switch” (marcate prin %GS).
[8]
Mesajele de tip “Message Output” sunt de mai multe feluri:
mesaje de semnalizare - %AN (Annunciator Message)
mesaje de tipărire - %PR (Print Message)
mesaje ajutătoare pentru operator - %OG (Operator Guide Message)
mesaje multimedia - %VM (Multimedia Start Message)
mesaj de semnalizare pentru evenimente - %EV (Signal Event Message)
Switch-urile
Common Switch-urile sunt flaguri în interiorul FCS și pot fi folosite pentru
semnalizarea evenimentelor tabelelor de secvență. Switch-urilor le pot fi atribuite tag-uri.
Intrările și ieșirile proiectului le-am definit în secțiunea SWITCH a FCS-ului și sunt de
tipul Common Switch. Am definit atât stările instalației de AAR și a elementelor ei
componente, comenzile pe care utilizatorul le poate da instalației (semnale binare de intrare)
cât și ieșirile binare de tipul ON/OFF. [2]
Victor - Alexandru Lică 30
Stările instalației de AAR și a elementelor de circuit le-am definit cu ajutorul Common
Switch Builder în SwitchDef2 sub forma de taguri atribuite switch-urilor.
U_LOSS_M1 – indică lipsa tensiunii pe transformatorul 1
U_LOSS_M2 – indică lipsa tensiunii pe transformatorul 2
U_HEALTHY_M1 – indică prezența tensiunii pe transformatorul 1
U_HEALTHY_M2 – indică prezența tensiunii pe transformatorul 2
ABT_C_READY – anclanșarea automată a rezervei pregatită să lucreze pe cuplă
ABT_T1_READY – anclanșarea automată a rezervei pregatită să lucreze pe
transformatorul 1
ABT_T2_READY – anclanșarea automată a rezervei pregătită să lucreze pe
transformatorul 2
ABT_OUT_OF_SERV – starea în care instalația de AAR este scoasă din funcțiune
pentru mentenanță
ABT_OUT – starea în care instalația de AAR este oprită
ABT_LOCK – instalația de AAR blocată
ABT_LOCKOUT – instalația de AAR deblocată
U_M1_OK – nivelul OK pe circuitul de măsură tensiune linia 1
U_M2_OK – nivelul OK pe circuitul de măsură tensiune linia 2
MCB_M1_OK – indică faptul că siguranța de pe circuitul de măsură tensiune linia 1
este declanșat
MCB_M2_OK – indică faptul că siguranța de pe circuitul de măsură tensiune linia 2
este declanșat
Figura 4.4 - Definirea intrărilor/ieșirilor în Common Switch Builder
În același mod am definit în SwitchDef3 intrările binare:
BI_ABT_SCADA – regim de funcționare REMOTE din SCADA
Victor - Alexandru Lică 31
BI_ABT_T2 – semnal de trecere a AAR-ului pe T2
BI_ABT_T1 – semnal de trecere a AAR-ului pe T1
BI_Q5_READY_U_OK – Q5 pregătit și prezentă tensiune pe linia 1
BI_Q4_READY_U_OK – Q4 pregatit și prezentă tensiune pe linia 1
BI_ABT_LOCKOUT – semnal de deblocare instalație AAR
BI_Q2_READY – Intreruptorul Q2 pregătit
BI_Q1_READY – Intreruptorul Q1 pregătit
BI_Q3_READY – Intreruptorul Q3 pregătit
BI_Q2_OPENED – Intreruptorul Q2 deschis
BI_Q2_CLOSED – Intreruptorul Q2 închis
BI_Q1_OPENED – Intreruptorul Q1 deschis
BI_Q1_CLOSED – Intreruptorul Q1 închis
BI_Q3_OPENED – Intreruptorul Q3 deschis
BI_Q3_CLOSED – Intreruptorul Q3 închis
BI_Q4_CLOSED – Intreruptorul Q4 inchis
BI_Q4_OPENED – Intreruptorul Q4 deschis
BI_ABT_OFF – Semnal de oprire instalație AAR
BI_U_M1_LOSS – semnal lipsă tensiune pe circuitul de măsură al liniei 1
BI_U_M2_LOSS – semnal lipsa tensiune pe circuitul de măsură al liniei 2
BI_U_M1_OK – semnal tensiune OK pe circuitul de măsură al liniei 1
BI_U_M2_OK – semnal tensiune OK pe circuitul de măsură al liniei 2
BI_MCB_M1_OK – semnal siguranțe OK pe circuitul de măsură al liniei 1
BI_MCB_M2_OK – semnal siguranțe OK pe circuitul de măsură al liniei 2
BI_Q5_CLOSED – întreruptorul Q5 inchis
BI_Q5_OPENED – întreruptorul Q5 deschis
BI_ABT_COUPLER – semnal de trecere a AAR-ului pe cuplă
Figura 4.5 - Definirea intrărilor/ieșirilor în Common Switch Builder
In SwitchDef4 am definit ieșirile binare ale AAR-ului:
Victor - Alexandru Lică 32
BO_Q1_CLOSE_CMD – comanda de declanșare a întreruptorului Q1
BO_Q1_OPEN_CMD – comanda de anclanșare a întreruptorului Q1
BO_Q2_CLOSE_CMD – comanda de declanșare a întreruptorului Q2
BO_Q2_OPEN_CMD – comanda de anclanșare a întreruptorului Q2
BO_Q3_CLOSE_CMD – comanda de declanșare a întreruptorului Q3
BO_Q3_OPEN_CMD – comanda de anclanșare a întreruptorului Q3
BO_Q4_CLOSE_CMD – comanda de declanșare a întreruptorului Q4
BO_Q4_OPEN_CMD – comanda de anclanșare a întreruptorului Q4
BO_Q5_CLOSE_CMD – comanda de declanșare a întreruptorului Q5
BO_Q5_OPEN_CMD – comanda de anclanșare a întreruptorului Q5
BO_ABT_C_OK – AAR pe cupla funcțional
BO_ABT_COND_OK – condițiile de AAR sunt îndeplinite
BO_ABT_LOCKOUT – comanda de deblocare AAR
BO_ABT_OPERATED – instalația de AAR a lucrat
BO_ABT_T1_OK – AAR pe trafo1 funcțional
BO_ABT_T2_OK – AAR pe trafo2 funcțional
BO_ABT_OUT – AAR scos din funcțiune
Figura 4.6 - Definirea intrărilor/ieșirilor în Common Switch Builder
4.4 Funcțiile bloc și implementarea logicii
In realizarea proiectului meu ce reprezintă principiul de funcționare a unei instalații de
Anclanșare Automată a Rezervei am folosit o structură de control secvențială alcatuită din 7
“Sequence Function Blocks” de tipul LC64.
Funcția block LC64 este o diagramă logică cu 64 de elemente logice elementare AND,
OR, NOT, OFFD, TON, OND, SRS1-R. Schema logică a funcției bloc LC64 prezintă o
Victor - Alexandru Lică 33
structură cu 32 de intrări și 32 de ieșiri, făcând parte din categoria Logic Chart Block-urilor.
Acestea sunt blocuri de funcții care descriu relațiile dintre semnalele de intrare, semnalele de
ieșire și operatorii logici sub forma unor diagrame de interblocare, astfel încât să poată
indeplini funcția principală.
Figura 4.7 - Structura generală a unei funcții bloc LC64(după [10])
În realizarea logicii din spatele fiecărei funcții bloc am folosit următoarele tipuri de porți
logice uzuale:
AND – Logical AND
NOT – Logical Negation
OFFD – OFF-Delay timer
OND –ON-Delay timer
OR – Logical OR
SRS1-R – Set Dominant Flip-flop with 1 Output
TON – Trigger ON rising edge
a) AND b) NOT
c) OFFD d) OND
Victor - Alexandru Lică 34
e) OR f) SRS1-R g) TON
Figura 4.8 - Reprezentarea conventională a funcțiilor logice în Function Block Buider (după [10])
In FCS am definit cele 7 funcții bloc care stau la baza logicii proiectului:
VOLTAGE_CONTROL
ABT_CONDITIONS
TRANSFORMER_TRIP
COUPLER_CLOSING
TRANSFORMER_CLOS
ABT_OPERATED
Q_CHANGE
Realizarea efectivă a logicii a fost realizată în FUNCTION_BLOCK\ DR0001 cu
ajutoul uneltei de lucru Function Block Detail Builder disponibilă în CENTUM VP. Acesta
permite realizarea schemei logice a fiecarui bloc de funcții. Cu ajutorul funcțiilor logice am
definit relațiile logice dintre semnalele de intrare și cele de ieșire.
Funcția bloc VOLTAGE_CONTROL verifică prezența tensiunii pe cele două linii.
În cazul în care se primește semnal de lipsă tensiune pe M1 și siguranța de pe M1 nu este
sărită activează comanda de lipsă tensiune pe M1. În cazul în care se primește semnal ce
indică tensiune pe M1, prin semnalul de intrare BI_U_M1_OK.PV, atunci se activează
comanda U_HEALTHY_M1.PV ce indică prezența tensiunii pe linia1. Prin această funcție se
realizează în mod absolut similar verificarea și pentru linia 2. Aceleași semnale binare de
intrare pentru M2 returnează comenzile de lipsă și prezență tensiune în punctul de măsurare
M2.
Figura 4.9 - Logica funcției bloc VOLTAGE_CONTROL
Victor - Alexandru Lică 35
Funcția ABT_CONDITIONS reprezintă condițiile pentru intrarea instalației de AAR
în stările de: Out of service, AAR oprit, AAR blocat sau instalația să fie pregatită să lucreze
pe cuplă, trafo1 sau trafo2.
Pentru ca instalația să fie pregatită să lucreze pe modul Cupla - ABT_C_READY.PV -
este nevoie ca urmatoarele 4 condiții să fie îndeplinite simultan:
AAR setat din cheie pe modul de funcționare “cupla”
Intreruptorul Q3 pregătit
Intreruptorul Q1 închis
Intreruptorul Q2 închis
Pentru ca instalația să fie pregatită să lucreze pe modul Trafo1 ABT_T1_READY.PV
este nevoie ca urmatoarele 5 condiții să fie îndeplinite simultan:
AAR setat din cheie pe modul de funcționare “Trafo1”
Intreruptorul Q5 pregătit și tensiunea OK
Intreruptorul Q1 închis
Intreruptorul Q3 închis
Intreruptorul Q4 închis
In cazul în care instalația trebuie să fie pregatită să lucreze pe modul “Trafo2”
ABT_T2_READY.PV este nevoie ca urmatoarele 5 condiții să fie îndeplinite simultan:
AAR setat din cheie pe modul de funcționare “Trafo2”
Intreruptorul Q4 pregatit și tensiunea OK
Intreruptorul Q2 închis
Intreruptorul Q3 închis
Intreruptorul Q5 închis
Dacă nici măcar unul din modurile de mai sus nu este selectat instalația de AAR este
prevazută să intre în starea “out of service”. In aceasta stare se poate ajunge și prin comanda
de intrare ABT_OUT. Instalația se poate opri și din comanda ABT_OUT.PV sau dacă se
primește semnalul de intrare BI_ABT_OFF.PV
Tot în această funcție bloc este realizată și deblocarea instalației de AAR. Blocarea se
poate realiza în două moduri:
Prin comanda ABT_LOCK.PV
După ce instalația AAR a lucrat și s-a primit semnalul de ieșire
BO_ABT_OPERATED.PV
Deblocarea se realizează prin trecerea instalatiei prin starea oprit –
BO_ABT_OUT.PV
Victor - Alexandru Lică 36
Figura 4.10 - Logica funcției bloc ABT_CONDITIONS
Blocul TRANSFORMER_TRIP realizează anclanșarea celor două întreruptoare de
pe fiecare linie Q1, Q4 și Q2, Q5.
Anclanșarea întreruptoarelor Q2 si Q5 se va produce în momentul în care se primește
un impuls care dă comanda simultan pentru cele două întreuptoare. Acest lucru se va întâmpla
în momentul în care o serie de 3 condiții sunt îndeplinite simultan:
instalația de AAR să nu fie blocată,
se detectează lipsa de tensiune în punctul de măsurare M2,
cel puțin una din următoarele seturi de condiții este îndeplinită:
1. tensiune prezentă măsurată de M1 și instalația de AAR este pregătită să
anclanșeze cupla,
2. Q4 pregătit și prezență tensiune pe linia 1, adică primirea semnalului
de intrare de tip binary BI_Q4_READY_U_OK.PV și instalația este
pregătită să lucreze pe transformatorul 2.
În mod similar este construită logica și pentru anclanșarea pe linia 1 pentru
întreruptoarele Q1 și Q4. Anclanșarea întreruptoarelor Q1 și Q4 se va produce în momentul în
care se primește un impuls care dă comanda simultan pentru cele două întreruptoare. Acest
lucru se va întâmpla în momentul în care o serie de 3 condiții sunt îndeplinite simultan:
instalația de AAR să nu fie blocată,
se detectează lipsă de tensiune în punctul de măsurare M1,
cel puțin una din urmatoarele seturi de condiții să fie îndeplinită:
1. tensiune prezentă măsurată de M2 și instalația de AAR este pregătită să
anclanșeze cupla,
Victor - Alexandru Lică 37
2. Q5 pregătit și tensiune prezentă pe linia 2, adică primirea semnalului
de intrare de tip binary BI_Q5_READY_U_OK.PV și instalația este
pregatită să lucreze pe transformatorul 1.
Figura 4.11 - Logica funcției bloc TRANSFORMER_TRIP
Funcția bloc COUPLER_CLOSING activează ieșirea binară reprezentând comanda
de declanșare a întreruptorului Q3. Declanșarea întreruptorului aferent cuplei se realizează în
momentul în care o serie de 3 condiții sunt îndeplinite:
anclanșarea automată a rezervei nu este blocată
este detectată tensiune doar pe linia 1, sau este detectată tensiune doar pe linia 2 sau
este detectată tensiune pe ambele linii. Condiția este realizată cu un OR logic între
comenzile U_HEALTHY_M1.PV și U_HEALTHY_M2.PV.
cea de a treia condiție ca să aibă loc deschiderea cuplei este o condiție compusă din
alte 3 condiții. Astfel, instalația de AAR nu trebuie să fie blocată, întreruptorul cuplei
trebuie să fie pregătit și unul dintre întreruptoarele Q1 sau Q2 trebuie să fie deschis.
Figura 4.12 - Logica funcției bloc COUPLE_CLOSING
Funcția bloc TRANSFORMER_CLOS realizează declanșarea întreruptoarelor Q1,
Q4 pe trafo1 și Q2, Q5 pe trafo 2.
Victor - Alexandru Lică 38
Pentru declanșarea celor două întreruptoare pe linia 1 de transformare trebuie
îndeplinite simultan 3 condiții inițiale: instalația AAR să nu fie blocată, instalația AAR să fie
pregatită pe T2 pentru a putea prelua alimentarea cu energie electrică și intreruptorul Q2 să fie
deschis. După “pauza de AAR” realizată cu un bloc logic OFFD se verifică și condiția pentru
Q4 pregătit și tensiune prezentă pe linia 1 și se verifică iar condiția de funcționare a AAR-
ului, pentru ca acesta să nu fie blocat. Îndeplinirea acestor condiții duc la activarea comenzii
de declanșare a întreruptorului Q4 realizată cu un delay implementat cu ajutorul unei funcții
OFFD. În cazul în care s-a realizat declanșarea pe întreruptorul Q4 și întreruptorul Q1 este
pregătit să lucreze, se activează și comanda de declanșare a întreruptorului Q1.
Pentru declanșarea celor două întreruptoare pe linia 2 de transformare trebuie
îndeplinite, de asemenea simultan cele 3 condiții inițiale: instalația AAR să nu fie blocată,
instalația AAR să fie pregatită pe T1 pentru a putea prelua alimentarea cu energie electrică și
întreruptorul Q1 să fie deschis. După “pauza de AAR” realizată cu un bloc logic OFFD se
verifică condiția pentru Q5 pregătit și tensiunea prezentă pe linia 2, apoi se verifică iar
condiția de funcționare a AAR-ului, pentru ca acesta să nu fie blocat. Îndeplinirea acestor
condiții duc la activarea comenzii de declanșare a întreruptorului Q5 relizata cu un delay
implementat cu ajutorul unei funcții OFFD. În cazul în care s-a realizat declanșarea pe
intreruptorul Q5 și intreruptorul Q2 este pregătit să lucreze, se activează și comanda de
declanșare a întreruptorului Q2.
Figura 4.13 - Logica funcției bloc TRANSFORMER_CLOS
Funcția ABT_OPERATED arată faptul că funcția de AAR a lucrat. Pentru a evidenția
această comandă am folosit un bloc SRS1-S. Acesta este un bloc care primește 2 semnale de
intrare, una de set iar cealaltă de reset, având o singură ieșire. Pentru a reseta funcția după ce
se primește comanda de BO_ABT_OPERATED este nevoie ca instalația să treacă prin starea
ABT_OUT. Cu alte cuvinte, instalația trebuie oprită și repornită pentru a deveni din nou
funcțională.
Pentru a deveni activă ieșirea BO_ABT_OPERATED este necesar ca cel puțin una din
urmatoarele 3 condiții să fie îndeplinită:
Victor - Alexandru Lică 39
întreruptorul Q3 aferent cuplei să fie închis și ieșirea ce reperezintă comanda de
închidere să fie activată după ce se așteaptă timpul “pauza de AAR” reprezentat printr-
un timer de tipul OFFD.
întreruptoarele Q2 și Q5 aferente liniei 2 să fie închise, semnale de intrare binară
BI_Q2_CLOSED.PV si BI_Q5_CLOSED.PV și ieșirile ce reperezintă comanda de
declansare a înreruptoarelor, BO_Q2_CLOSE_CMD.PV și
BO_Q5_CLOSE_CMD.PV, să fie activate după ce se așteaptă timpul “pauza de
AAR” reprezentat printr-un timer de tipul OFFD.
In mod similar se procedează și pentru linia 1. Se închid întreruptoarele Q1 și Q2, se
primește semnalul de intrare BI_Q1_CLOSED.PV și BI_Q4_CLOSED.PV, se dă
comanda de declanșare a întreruptoarelor Q1 și Q4 prin comenzile
BO_Q1_CLOSE_CMD.PV.ON și BO_Q4_CLOSE_CMD.PV.ON acestea fiind
întârziate cu un delay ce reprezintă “pauza de AAR”.
Figura 4.14 - Funcția bloc ABT_OPERATED
Funcția bloc Q_CHANGE realizează logica de trecere a unuia din întreruptoare Q1,
Q2, Q3 aferente instalației de AAR din starea închis sau deschis în starea pregătit (ready).
Acest lucru se întamplă când unul dintre semnalele BI_Q#_CLOSED.PV sau
BI_Q#_OPENED.PV devin active, intrând în starea BI_Q#_READY.PV, unde # reprezintă
numărul unuia din cele 3 întreruptoare.
Victor - Alexandru Lică 40
Figura 4.15 - Funcția bloc Q_CHANGE – Trecere Q1, Q2, Q3 în starea pregătit (ready)
Tot în această funcție este realizată și închiderea unuia din cele 5 întreruptoare ale
circuitului de AAR. Pentru a declanșa un semnal de întreruptor închis (BI_Q1_CLOSED.PV)
am folosit un bloc SRS1-S. Funcția de SET a blocului este comandată atunci când semnalul
de declanșare este 1 sau când semnalul de închidere a întreruptorului este 1. Funcția de reset
este comandată atunci când semnalul de închidere al intreruptorului este 0 sau cand semnalul
de anclanșare este 1.
Victor - Alexandru Lică 41
Figura 4.16- Funcția bloc Q_CHANGE – închiderea întreruptoarelor
Pe lângă aceste 7 funcții secvențiale am introdus Function Block-ul INIT. Blocul este
de tip ST16, acest tip de bloc permite definirea a 32 de condiții și 32 de acțiuni sub forma
unui table de secvențe (Sequence table). Blocul ST16 este un bloc de decizie care descrie
relația dintre semnalele de intrare și semnalele de ieșire prin intermediul unei colecții de
reguli de tipul Y/N (yes/no). Prin conectarea secvențială cu alte funcții bloc ele devin mijlocul
de control al executării acestora.
Figura 4.17 - Structura generală a unei funcții bloc ST16 (după [10])
Fiecare tabel are 32 de coloane care sunt menționate ca "Reguli". În cazul în care un
tabel secvență este alcatuit numai din reguli, atunci toate condițiile sunt testate în fiecare ciclu
de sincronizare. Când toate condițiile din orice regulă se dovedesc a fi adevărate, atunci sunt
luate acțiunile din cadrul acelui set de condiții.
În cazul blocului definit de mine, INIT, acesta are rolul de a porni în mod automat
toate celelalte blocuri definite anterior. Prin această funcție am facilitat executarea simultană a
funcțiilor secvențiale prezentate anterior. După cum se observă în figura de mai jos, ecranul
este împărțit în patru cadrane. În cadranul din stânga jos avem posibilitatea să declarăm
acțiunile pe care dorim să le facem iar în partea de sus se definesc tagurile aferente condițiilor.
Din acest panou de control logic am construit logica de executare a procesului. Cea mai bună
abordare este de a observa succedarea logicii blocurilor de funcție. Din această fereastră avem
posibilitatea de a selecta timpul de procesare din opțiunea Processing Timing: I (Startup at
initial cold start or restart) ceea ce permite pornirea/repornirea de fiecare dată cu secvența
inițială: VOLTAGE_CONTROL și executarea în ordinea stabilită a instrucțiunilor sub forma
unui lanț.
Victor - Alexandru Lică 42
Figura 4.18 - Ponrnirea automată a blocrurilor de funcții declarate anterior
4.5 Realizarea interfeței grafice cu ajutorul Graphic Builder Centum
VP
În Centum VP interfața grafică se realizează cu ajutorul mediului Graphic Builder,
mediu vizual ce permite crearea și editarea de ferestre grafice destinate monitorizării pe stația
de Human Interface a dispozitivelor sistemelor DCS.
Graphic View-ul permite afișarea informațiilor din plant sau statusul procesului
controlat într-o manieră vizuală, ușor de perceput. Cum spuneam, Graphic View-urile se
construiesc folosind Graphic Builder-ul pus la dispozitie de Centum VP. Acestea pot conține
la rândul lor atribute grafice (Graphic Attribute), atribute de ansamblu (Overview Attribute) și
de control (Control Attribute).
Graphic Attribute – este utilizat pentru a afișa datele de proces împreună cu diverse
diagrame de tip flow chart sau pentru a apela diverse ferestre de operare sau
monitorizare.
Overview Attribute – este utilizat pentru afișarea statusului funcțiilor block și pentru
apelarea diverselor ferestre de operațiuni sau pentru ferestre de monitorizare.
Utilizarea lor permite înțelegerea foarte ușoară a stării generale a plantului sau a unui
anumit proces.
Victor - Alexandru Lică 43
Control Attribute – Faceplate-urile pot fi asignate unor ferestre grafice, utilizatorul
putând opera asupra plantului în timp ce are o viziune de ansamblu asupra ei.
Utilizatorul poate selecta ca Graphic View-ul să realizeze o scalare automată a
ferestrei când aceasta este schimbată. Dacă scalarea este specificată fereastra grafică este
mărită sau micșorată în funcție de dimensiunile ferestrei. Dacă scalarea nu este specificată,
atunci fereastra grafică este afișată la aceeași dimensiune cum a fost creată.
Pentru a implementa procesul de anclanșare automată a rezervei, am optat pentru un
graphic file de tipul Graphic Window (Graphic File\Atribute\ Panel Type) cu dimensiunea
970 lațime și 585 înalțimea display-ului graphic la o rezoluție de 1024 x 768, pentru a-mi
permite inserarea elementelor grafice ce simbolizeaza elementele de circuit: întreruptoarele de
pe transformatoare, întreruptorul de pe cuplă, dar și butoanele care le acționează și le trec din
starea ON în OFF sau invers. Modul de scalare l-am ales de tip “Fixed Ratio” pentru a nu
permite modificări de dimensionare a ferestrei. Fereastra grafică poate fi accesată din HIS/
WINDOW și se numește OVERVIEW.
Figura 4.19 - Interfața grafică – AAR doi feederi și cuplă longitudinală
Reprezentarea vizuală a circuitului este realizată cu ajutorul bibliotecii de elemente
grafice “Stancil”. Cele cinci întreruptoare, aferente fiecărui transformator și cuplei sunt
realizate în mod similar. Fiecare întreruptor este realizat din 6 linii și un cerc (basic shapes),
două linii care reprezintă delimitarea de restul circuitului și încă două care indică poziția
închis/deschis a întreruptorului. Pentru realizarea simbolului de întreruptor grupăm cele 7
elemente de grafică prin comanda Group.
Să considerăm, spre exemplu realizarea grafică a întreruptorului 4 de pe Trafo1.
Pentru a simboliza poziția închis/deschis a întreruptorului am folosit două linii care să
simbolizeze cele două poziții:
una, cu numele generic $TAGSWCLS căreia îi atribuim valoarea BI_Q1_OPENED.
Această operațiune o realizăm din Properties/Generic Name Binding după selectarea
“Define local Bindings” iar din câmpul Modifier definim condiția
$TAGSWCLS.PV==1, caz în care culoarea liniei nu se va modifica, iar pentru o
Victor - Alexandru Lică 44
valoare diferită de 1 a variabilei generic name $TAGSWCLS.PV<>1 afișăm linia
transparent.
cea de-a doua linie va fi realizată similar, va avea generic name-ul $TAGSWOPN iar
valoarea BI_Q1_CLOSED, și din câmpul Modifier definim condiția
$TAGSWOPN.PV==1, caz în care culoarea liniei nu se va modifica, iar pentru o
valoare diferită de 1 a variabilei generic name $TAGSWOPN.PV<>1 afisam linia
transparent.
Numele generice sunt variabile folosite în locul unui tag name, nume de element sau a
unei valori numerice care este atribuită unui obiect grafic. Se pot folosi mai multe denumiri
generice într-un grafic view. Acestui nume generic i se atribuie o valoare inițială. Se pot aloca
mai multe valori inițiale pentru un nume generic, prin crearea de seturi de nume generice.
Valorile initiale pot fi valori numerice, stringuri, date de process variabile, valori legate de un
obiect grafic (au extensia .PV)
Sintaxa unui nume generic este specifică. Începe tot timpul cu $ și este urmat de
caractere alfanumerice. Se pot folosi elemente precum “_” si “–“ și poate conține maxim 200
de caractere.
Pentru realizarea elementelor vizuale atribuite butoanelor și semnalizării prin leduri a
modului de anclanșare automată a rezervei selectat și a masurătorii de tensiune am folosit o
grupare de 3 elemente din biblioteca “Stancil” și forme de bază. O elipsa pe care o colorăm în
verde pentru a indica modul inactiv al comenzii și roșu pentru modul activat. Acest lucru este
realizat astfel:
din fereastra de proprietăți a elipsei în campul “Fill” selectam Type: “Solid” iar la
culoare selectăm verde,
în câmpul Generic Name Binding atribuim numele generic și valoarea pentru a crea
legatura cu variabilele de intrare sau ieșire ale proiectului,
în campul Modifier am setat valoarea 1 a variabilei din Generic Name pentru trecerea
în culoarea rosie.
Celelate două elemente sunt de tipul push button.
In câmpul Function din proprietățile elementului, setam la Data valoarea indicată în
câmpul Generic Name, tipul de funcție: “Instrument command Operation ” iar tipul de
date : “Process data”.
In câmpul Modifier vom stabili condiția de transparent pentru a crea suprapunerea de
butoane acționat/neacționat. Astfel, butonul va deveni transparent în momentul în care
valoarea din schema logică a numelui generic atribuit butonului este 1.
Vom realiza aceeași pași și pentru cel de-la doilea buton dar condiția va fi 0.
Pentru crearea semnalelor vizuale pentru care nu sunt atașate butoane am folosit
principiul de mai sus fără cele două push button-uri.
Toate grupurile care au fost necesare pentru realizarea implementării ferestrei grafice
OVERVIEW sunt prezentate detaliat în tabelul din ANEXA.
4.6 Rularea aplicatiei in Test Function
Pentru rularea unui proiect in CENTUM VP este nevoie sa pornim Test Functionul.
Aceasta procedura o realizam din partea meniu a ferestrei de System View, selectam FCS
Victor - Alexandru Lică 45
apoi alegem optiunea Test Function. Acest modul de testare ofera utilizatorului posibilitatea
compilarii si rularii aplicatiilor dezvoltate in CENTUM VP.
Pentru a putea lucra cu interfata HMI ce inglobeaza toata functiile aplicatiei de AAR
pe care am dezvoltat-o va trebui sa o accesam din meniul din partea stanga a ecranului
butonul NAME. In fereastra Name Input ce ne va aparea va trebui sa introducem numele
ferestrei pe care am creeat-o, in cazul nostru OVERVIEW. Dupa chemare efectiva a ferestrei
prin apasarea butonului Call vom putea simula efectiv cele 3 moduri operationale ale
instalatiei de AAR realizate cu ajutorul Functiilor Bloc si a Logicii.
Figura 4.20 Rularea aplicației – Deschiderea ferestrei Overview
Simularea celor 3 moduri operaționale:
Comutare de pe trafo1 pe trafo2
În acest caz, automatul de activare a rezervei verifică îndeplinirea unor condiții logice
specifice acestui mod de funcționare. Astfel, trebuie detectată tensiune pe ambele linii din
amonte in aval, iar instalația de AAR trebuie să funcționeze pe trafo1 (setare din cheie). Astfel
întreruptoarele de pe transformatorul 1 - Q1 și Q4 și întreruptorul aferent cuplei Q3 vor fi
închise. Pe transformatorul 2 - Q2 și Q5 vor fi în starea deschis și pregatite, fără să prezinte
defecte permanente, iar resortul trebuie să fie armat.
Pentru ca AAR-ul sa fie ON pe trafo1 avem nevoie de urmatoarele comenzi sa fie
activate:
ABT_T1
Pentru trafo1:
Victor - Alexandru Lică 46
- MCB_M1_OK;
- U_M1_OK;
- U4_READY_OK
- Intreruptoarele Q1, Q4, Q3 – inchise
Pentru trafo 2:
- MCB_M2_OK;
- U_M2_OK;
- U5_READY_OK
- Intreruptoarele Q2, Q5 – deschise
Figura 4.21 - AAR – activat pe trafo 1
Dacă se detectează o pierdere de tensiune pe bara de 20 kV atunci va porni funcția de
AAR și se va executa automat trecerea de pe trafo1 pe trafo2. Acest lucru se simuleaza prin
activarea comenzii U_LOSS_M1. Intreruptorul transformatorului și cel al cuplei vor primi
semnalul de trip. După o întârziere de maxim 1 secundă în care se face verificarea trecerii
întreruptorului de intrare, de pe trafo1, pe poziția deschis, întreruptorul de pe alimentarea
alternativă, trafo2, se va închide. În caz contrar, funcția de AAR se va opri. Se verifică pozitia
întreruptorului și se semnalizează faptul că procesul de AAR s-a finalizat, acest lucru se va
observa prin semnalizarea cu rosu a comenzilor ABT_OPERATED, ABT_LOCKOUT,
ABT_OUT_OF_SERVICE si dezactivarea avertismentului aferent ABT_ON_T1.
Victor - Alexandru Lică 47
Figura 4.22 - Semnalizarile instalației AAR după ce a funcționat în unul din cele 3 moduri
Comutare de pe trafo2 pe trafo1
În acest caz, automatul de activare a rezervei verifică îndeplinirea unor condiții logice
specifice acestui mod de funcționare. Astfel, trebuie detectată tensiune pe ambele linii, iar
instalația de AAR trebuie să funcționeze pe trafo2 (setare din cheie). Astfel întreruptoarele de
pe transformatorul 2 – Q2 și Q5 și întreruptorul aferent cuplei Q3 vor fi închise. Pe
transformatorul 1 – Q1 și Q4 vor fi în starea deschis și pregatite, fără să prezinte defecte
permanente, iar resortul trebuie să fie armat.
Pentru ca AAR-ul sa fie ON pe trafo1 avem nevoie de urmatoarele comenzi sa fie
activate:
ABT_T2
Pentru trafo1:
- MCB_M1_OK;
- U_M1_OK;
- U4_READY_OK
- Intreruptoarele Q1, Q4 – deschise
Pentru trafo 2:
- MCB_M2_OK;
- U_M2_OK;
- U5_READY_OK
- Intreruptoarele Q2,Q3, Q5 – inchise
Victor - Alexandru Lică 48
Figura 4.23 - AAR – activat pe trafo 2
Dacă se detectează o pierdere de tensiune pe bara de 20 kV atunci va porni funcția de
AAR și se va executa automat trecerea de pe trafo2 pe trafo1. Acest lucru se simuleaza prin
activarea comenzii U_LOSS_M2. Intreruptorul transformatorului și cel al cuplei vor primi
semnalul de trip. După o întârziere de maxim 1 secundă în care se face verificarea trecerii
întreruptorului de intrare, de pe trafo1, pe poziția deschis, întreruptorul de pe alimentarea
alternativă, trafo2, se va închide. În caz contrar, funcția de AAR se va opri. Se verifică pozitia
întreruptorului și se semnalizează faptul că procesul de AAR s-a finalizat, acest lucru se va
observa prin semnalizarea cu rosu a comenzilor ABT_OPERATED, ABT_LOCKOUT,
ABT_OUT_OF_SERVICE si dezactivarea avertismentului aferent ABT_ON_T2.
Comutare automată de la alimentarea cu ambele transformatoare în funcțiune și
cupla longitudinala conectată la un singur transformator de alimentare .
În cazul comutării de pe ambele transformatoare și cupla longitudinală în funcțiune pe
un singur trafo condițiile inițiale care trebuie îndeplinite sunt: prezența tensiunii pe ambele
linii, modul ARR să fie stabilit pe cuplă iar toate întreruptoarele aferente transformatoarelor
să fie închise, mai puțin cel de pe cupla Q3 care trebuie sa fie deschis și pregătit – să fie
resortul armat și a nu existe semnalizare pentru intreruptor defect.
ABT_COUPLER
Pentru trafo1:
- MCB_M1_OK;
- U_M1_OK;
- U4_READY_OK
- Intreruptoarele Q1, Q4 – inchise
Victor - Alexandru Lică 49
Pentru trafo 2:
- MCB_M2_OK;
- U_M2_OK;
- U5_READY_OK
- Intreruptoarele Q2 , Q5 – inchise
Cupla: Q3 - deschis
Figura 4.24 - AAR – activat pe Cuplă
Dacă se detectează o cădere de tensiune pe bara de 20 kV atunci va porni funcția de
AAR și se vor executa automat manevrele pentru trecerea din modul normal, cel cu două
transformatoare și o cuplă, la cel cu un singur transformator de alimentare. Întreruptoarele
aferente transformatorului secțiunii pe care a fost detectată pierderea de tensiune și cel al
cuplei vor fi declanșate. O întârzire de maxim 1s va permite controlul poziției întreruptorului,
acesta trebuind să devină deschis iar cupla de medie trensiune va fi inchisă. In caz contrar,
funcția de AAR se va opri. Întârzierea precedentă stabilirii poziției întreruptorului are rolul de
a facilita controlul efectuării manevrei și indică faptul că secvența de AAR s-a executat.
Victor - Alexandru Lică 50
5. Concluzii
Lucrarea de față este rezultatul unei colaborări cu firma japoneză Yokogawa care,
alături de profesorii ce m-au susținut și îndrumat în realizarea proiectului de licență, mi-a
oferit ocazia să descopăr modul de lucru, dar și cerințele și rigorile impuse de o astfel de
firmă.
Pe parcursul acestei colaborări am luat parte la cursul ProSafe RS Engineering, ce
reprezintă mediul de programare care asigură dezvoltarea de aplicații pentru Sistemele de
Control a Siguranței din zonele industriale.
Aplicația implementată în cadrul licenței prezintă un sistem de monitorizare și
conducere dezvoltat folosind mediul de programare Centum VP.
Lucrarea debutează cu o sinteză asupra problematicii din domeniu care ne-a permis
delimitarea sistemului obiect: automatizarea procesului de anclanșare automată a rezervei
implementabil în cadrul unei aplicații DCS.
In continuare a fost realizat un studiu atent al schemelor de alimentare folosite în
instalațiile de anclanșare automată a rezervei. Au fost detaliate atât AAR-urile convenționale
construite pe baza logicii cablate și a releelor, cât și cele care stau la baza echipamentelor
moderne a căror logică este implementată cu ajutorul limbajelor de programare ale
automatelor programabile.
Un alt aspect important abordat în cadrul acestei lucrări îl constituie analiza sistemelor
de conducere distribuită, precum și modalitatea de implementare în cadrul mediului de
programare dezvoltat de către firma Yokogawa - Centum VP.
In studiul de caz al lucrarii am implementat logica unui sistem de AAR, pe baza
cunoștiințelor dobandite în urma studiilor efectuate de-a lungul perioadei de cercetare pe care
am realizat-o în domeniile automatizărilor industriale și ingineriei electrice, două domenii
complementare cu rezultate extraordinare în dezvoltarea industriei pe scară largă. Aici am
folosit drept model de studiu instalația de AAR cu doi feederi și cuplă longitudinala.
Aplicatia pe care am dezvoltat-o poate fi extinsă si pentru mai multe linii de
alimentare, în funcție de numărul consumatorilor și sarcinile care trebuie alimentate cu
energie electrică.
Cu ajutorul blocurilor de funcții și a operatorilor logici am construit logica de
anclanșare automată a rezervei, iar cu ajutorul Graphic Builderului din Centum VP am
construit o interfață HMI care permite vizualizarea statusului instalației dar și a comenzilor
care s-au executat asupra instalației.
Lucrarea mi-a permis să dobândesc cunoștinte în utilizarea sistemului modern de
conducere distribuit. O mare parte a memoriului tehnic mi-a permis să dau o tentă
inginerească, practică temei abordate.
Dintre avantajele utilizării unui sistem distribuit ce conține și automate programabile
putem menționa: scaderea considerabilă a numărului de legături prin înlocuirea logicii cablate
Victor - Alexandru Lică 51
cu cea software, în consecință spațiul componentelor scade considerabil. Fiabilitatea
instalației crește odată cu scăderea numărului de componente. Un alt avantaj important care
merită semnalat este legat de numărul condițiilor care pot fi luate în calcul și validate printr-o
astfel de implementare. Numărul intrărilor și ieșirilor aferente mărimilor analogice care pot fi
controlate cu tehnologia oferită de PLC-uri, poate crește substanțial. Se pot crea algoritmi
elaborați, relativ ușor de implementat care pot deveni o modalitate de înnoire și optimizare a
proceselor pe care acestea le execută.
Implementarea sistemelor de control distribuit permite oferirea de soluții de proiectare
a unor instalații moderne care pot întotdeauna ușura munca operatorului uman prin
monitorizarea la distanță a instalațiilor de proces din zonele industriale. Totodată, aceste
sisteme permit și retehnologizarea unor soluții deja existente, care nu mai pot oferi
randamentul scontat datorită uzării lor atât fizice cât și morale, acest lucru implicând, în cele
mai multe cazuri, îmbunantațirea performațentelor tenico-economice și de mediu, creșterea
producției, reducerea consumurilor specifice, scăderea cheltuileilor de intreținere și
exploatare. [11]
Victor - Alexandru Lică 52
ANEXA A – Elementele interfeței grafice
Element grafic
(Grupat)
Tipul
elementelor
folosite
Numele
obiectelor
folosite
Nume
generic Valoare inițială
Modificări
(Acțiune/Condiție)
Intreruptor 1
Line StraightLine_0
003
$TAGSW
CLS BI_Q1_OPENED
No color change
$TAGSWCLS.PV=
=1
Transparent
$TAGSWCLS.PV<
>1
Line StraightLine_0
003
$TAGSW
OPN BI_Q1_CLOSED
No color change
$TAGSWOPN.PV=
=1
Transparent
$TAGSWOPN.PV<
>1
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q1_CLOSED -
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q1_CLOSED -
Intreruptor 2
Line StraightLine_0
003
$TAGSW
CLS BI_Q2_OPENED
No color change
$TAGSWCLS.PV=
=1
Transparent
$TAGSWCLS.PV<
>1
Line StraightLine_0
003
$TAGSW
OPN BI_Q2_CLOSED
No color change
$TAGSWOPN.PV=
=1
Transparent
$TAGSWOPN.PV<
>1
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q2_CLOSED -
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q2_CLOSED -
Intreruptor 3 Line StraightLine_0
003
$TAGSW
CLS BI_Q3_OPENED
No color change
$TAGSWCLS.PV=
=1
Transparent
$TAGSWCLS.PV<
>1
Victor - Alexandru Lică 53
Line StraightLine_0
003
$TAGSW
OPN BI_Q3_CLOSED
No color change
$TAGSWOPN.PV=
=1
Transparent
$TAGSWOPN.PV<
>1
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q3_CLOSED -
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q3_CLOSED -
Intreruptor 4
Line StraightLine_
0003
$TAGS
WCLS BI_Q4_OPENED
No color change
$TAGSWCLS.PV
==1
Transparent
$TAGSWCLS.PV
<>1
Line StraightLine_
0003
$TAGS
WOPN BI_Q4_CLOSED
No color change
$TAGSWOPN.PV
==1
Transparent
$TAGSWOPN.PV
<>1
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q4_CLOSED -
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q4_CLOSED -
Intreruptor 5
Line StraightLine_
0003
$TAGS
WCLS BI_Q5_OPENED
No color change
$TAGSWCLS.PV
==1
Transparent
$TAGSWCLS.PV
<>1
Line StraightLine_
0003
$TAGS
WOPN BI_Q5_CLOSED
No color change
$TAGSWOPN.PV
==1
Transparent
$TAGSWOPN.PV
<>1
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q5_CLOSED -
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q5_CLOSED -
Victor - Alexandru Lică 54
ABT_SCADA
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_ABT_SCADA
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_SCADA Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_SCADA Transparent
$TAG.PV==1
ABT_T1
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_ABT_T1
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_T1 Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_T1 Transparent
$TAG.PV==1
ABT_T2
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_ABT_T2
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_T2 Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_T2 Transparent
$TAG.PV==1
ABT_COUPL
ER
Elipse Elipse0 $TAGO
N
BI_ABT_COUPLE
R
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_COUPLE
R
Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_COUPLE
R
Transparent
$TAG.PV==1
ABT_OFF
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_ABT_OFF
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_OFF Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ABT_OFF Transparent
$TAG.PV==1
U_LOSS_M1
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_U_M1_LOSS
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_U_M1_LOSS Transparent
$TAG.PV==0
Victor - Alexandru Lică 55
PushButton PushButton0 $TAG BI_U_M1_LOSS Transparent
$TAG.PV==1
U_M1_OK
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_ U_M1_OK
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ U_M1_OK Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ U_M1_OK Transparent
$TAG.PV==1
MCB_M1_O
K
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_MCB_M1_OK
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_MCB_M1_OK Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_MCB_M1_OK Transparent
$TAG.PV==1
U_LOSS_M2
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_U_M2_LOSS
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_U_M2_LOSS Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_U_M2_LOSS Transparent
$TAG.PV==1
U_M2_OK
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_ U_M2_OK
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_ U_M2_OK Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_ U_M2_OK Transparent
$TAG.PV==1
MCB_M2_O
K
Elipse Elipse0 $TAGO
N BI_MCB_M2_OK
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_MCB_M2_OK Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_MCB_M2_OK Transparent
$TAG.PV==1
U4_READY_
OK Elipse Elipse0
$TAGO
N
BI_Q4_READY_U
_OK
Red
$TAGON.PV==1
Victor - Alexandru Lică 56
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q4_READY_U
_OK
Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q4_READY_U
_OK
Transparent
$TAG.PV==1
U5_READY_
OK
Elipse Elipse0 $TAGO
N
BI_Q5_READY_U
_OK
Red
$TAGON.PV==1
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q5_READY_U
_OK
Transparent
$TAG.PV==0
PushButton PushButton0 $TAG BI_Q5_READY_U
_OK
Transparent
$TAG.PV==1
ABT_ON_T1 Elipse Elipse0 $TAGO
N ABT_T1_READY
RED
$TAGON.PV==1
ABT_ON_T2 Elipse Elipse0 $TAGO
N ABT_T2_READY
RED
$TAGON.PV==1
ABT_ON_CO
UPLER Elipse Elipse0
$TAGO
N ABT_C_READY
RED
$TAGON.PV==1
ABT_OUT_O
F_SERVICE Elipse Elipse0
$TAGO
N
ABT_OUT_OF_S
ERV
RED
$TAGON.PV==1
ABT_OPERA
TED Elipse Elipse0
$TAGO
N
BO_ABT_OPERA
TED
RED
$TAGON.PV==1
ABT_LOCKO
UT Elipse Elipse0
$TAGO
N
BO_ABT_LOCKO
UT
RED
$TAGON.PV==1
Victor - Alexandru Lică 57
Bibliografie
[1] Mihaela Marilena Albu, Goluri de tensiune. Caracteristici, tehnici de monitorizare şi
definire a unui indice de calitate a serviciului de furnizare a energiei electrice., Revista
Energetică, cod CNCSIS 512, categoria B, ISSN 1220-5133, februarie 2004
[2] Roxana Patrașcu, Cristian Răducanu, Ion Sotir Dumitrescu, Utilizarea energiei (Partea
intâi), UPB, 2003
[3] Burlacu Cristian, Anclanșarea automată a rezervei în rețelele electrice de distribuție,
București, 2008
[4] Dan Mihoc, Sergiu Stelian Iliescu, Ioana Făgărăşan, Gheorghe Ţăranu, George Materi,
Automatizarea Sistemelor Electro- şi Termoenergetice, Editura Printech, 2008
[5] Popescu Daniel, Iancu Nicolae, ASPECTE SPECIFICE ANCLANŞĂRII AUTOMATE A
REZERVEI PENTRU ALIMENTAREA CU ENERGIE ELECTRICĂ A UNUI SPITAL, A XVI-
A Conferitna Confort, eficienta, conservarea energiei si protectia mediului, Facultatea de
Instalatii, 18-19 martie 2010
[6] Tarlochan S. Sidhu, Vinayagam Balamourougan, Manish Thakur, Bogdan Kasztenny, A
Modern Automatic Bus Transfer Scheme, International Journal of Control, Automation, and
Systems, vol. 3, no. 2 (special edition), pp. 376-385, June 2005
[7] ***, Introduction to Industrial Control Networks. IEEE Communications Surveys and
Tutorials. 2012
[8] ***, CentumVP Engineering Training Manual, Documentaţie Yokogawa
[9] ***, ProSafe RS Engineering #1 Training Manual, Documentaţie Yokogawa
[10]***, Online Manual, Centum VP, Documentație Yokogawa
[11] ***, Regulamentul de calificare a producătorilor de energie electrică din surse
regenerabile de energie electrică pentru aplicarea schemei de susținere, Autoritatea națională
de reglementare în domeniul energiei, Departamentul PIAȚA DE ENERGIE
Victor - Alexandru Lică 58