Vállalati Energia Felügyeleti Rendszer október V1.0 1/17 Azonosítószám: V állalati Energia. Általános ismertető. V

Átírás

1 2007. október V1.0 1/17 V állalati Energia Felügyeleti Rendszer V október

2 2007. október V1.0 2/17 Tartalomjegyzék 1. Vállalati energia felügyeleti rendszer A VEFR hardver felépítése Adatátviteli infrastruktúra Központi szerver Munkaállomások Egyedi alállomások Jel konverterek A VEFR szoftver felépítése Window s operációs rendszer Cimplicity SCADA Alkalmazói programcsomag Adatkiértékelő programcsomag A VEFR által biztosított szolgáltatások Technológia ábra Trend ábra A rendszer paraméterezése Naplózás Riasztási rendszer Adat archiválás Jogosultság kezelés A VEFR utó feldolgozási funkciók Az eltárol adatok utólagos elemzése Speciális kiértékelések Energia felhasználás elszámolása költséghelyenként...16

3 2007. október V1.0 3/17 1. Vállalati energia felügyeleti rendszer Az Vállalati Energia Felügyeleti Rendszer a továbbiakban VEFR - kiépítésének célja A különböző energiafajták rendelkezésre állásának, minőségének ellenőrzése Az energia előállítás paramétereinek módosítása Az energia ellátásban bekövetkező meghibásodások kezelése Költséghelyekre lebontott energia felhasználásának elszámoláshoz objektíven mért alapadatok biztosítása Hatóságok felé statisztikai kimutatások elállítása 2. A VEFR hardver felépítése A hardver felépítés blokkvázlata Munkaállomás. Munkaállomás Szerver Ethetnet MODBUS TCP/RF 2.4GHz MODBUS RTU Ethetnet MODBUS TCP/RS485 MODBUS RTU Egyedi alállomások RS485 MODBUS RTU RF868MHz MODBUS RTU RS485 MODBUS RTU RF2.4GHz MODBUS RTU RS485 MODBUS RTU Speciális interfész RF2.4 GHz MODBUS RTU RS485MODBUS RTU RF2.4GHz MODBUS RTU RS485MODBUS RTU Jel konverterek RF 868 MHz MODBUS RTU interfészű jel konverter Terepi műszerek Jel konverterek Intelligens eszközök Jel konverterek Terepi műszerek Ethernet RS485 kétvezetékes 2,4GHz Vezeték nélküli 868 MHz vezeték nélküli

4 2007. október V1.0 4/ Adatátviteli infrastruktúra Az adatátviteli rendszer gerincét a vállalati informatikai hálózattól elkülönített ethernet hálózat képezi. Épületen belül kábeles, épületet között, optikai hálózat kiépítése célszerű. A kommunikáció MODBUS TCP-n, Siemens TCP-n történik. Az ethernet végpontokhoz csatlakozhatnak az egyedi alállomások a média és protokoll konverterek A média és protokoll konverterek az Ethernet/MODBUS TCP-t vezetékes RS485MODBUS RTU (DigiOne vezetékes konverter - bus maximális hossza, repeater nélkül m) vagy RF2,4 MHz-es MODBUS RTU (XBETHTCP vezeték nélküli konverter áthidalható távolság épületen kívül 100 m, épületen belül 30m) csatornára alakítják át. Az RS485/MODBUS RTU interfészhez csatlakoznak a speciális interfésszel rendelkező intelligens eszközök (pl. gőz fogyasztásmérők) protokoll konverterei (XKONV az egyik oldalon RS485/MODBUS RTU Slave, a másik oldalon RS232/RS485 szabadon programozható interfésszel) Az RS485/MODBUS RTU vagy az RF2,4MHz/MODBUS RTU interfész. Jel konverterként RS485/MODBUS RTU interfésszel rendelkező IDAP modult vagy RFIDAP modult lehet használni. 2.2 Központi szerver A VEFR a mért és számított adatokat, alkalmazói és adatfeldolgozó programcsomagokat a központi szerveren tárolja. A szerver javasolt minimális konfigurációs paraméterei CPU 3 GHz RAM 4 Gbyte Háttértár 100 Gbyte Redundancia Raid 10 UPS 30 perc áthidalás Adatmentés naponta 2.3 Munkaállomások A VEFR-en belül, két típusú munkaállomást különböztethető meg Weiver munkaállomás. Jellemzői: o Egyedi licence szükséges és egy licence egy munkaállomásra érvényes o A munkaállomáson, ha a VEFR fut, más alkalmazói program nem futhat

5 2007. október V1.0 5/17 o Az alkalmazói programok a munkaállomásra letöltődnek, a szerverről csak az adatokat kéri le, ennek következtében a válaszidők rövidek WebView munkaállomás. Jellemzői: o Egyedi licence szükséges hozzá, de egy licence egy időben érvényes csak egy munkaállomásra. Amennyiben az adott munkaállomás megszünteti a kapcsolatát a szerverrel egy másik munkaállomás kapcsolódhat hozzá o Az alkalmazói programok a szerveren futnak, így a válaszidők jelentsen megnövekedhetnek o A webview szolgáltatást tetszőleges window s böngésző programmal használni lehet Munkaállomásként az a számítógép használható, amely alkalmas Window s XP operációs rendszer futtatására 2.4 Egyedi alállomások Az egyedi alállomások PLC alapú, önállóan telepítve egy-egy folyamatirányítási feladatot látnak el. A VEFR-ben tipikusan Siemens és Modicon PLC-k valósítják meg. Az egyedi alállomások kapcsolata a VEFR-rel Az egyedi alállomások ethernet interfészen keresztül kapcsolódnak a VEFR-hez A VEFR átveszi a PLC által kezelt mérési/beavatkozási pontok értékét és letárolja SQL adatbázisban A VEFR-en keresztül történik a szabályzókörök alapjeleinek beállítása A VEFR biztosítja az egyedi alállomások kezelői felületét 2.5 Jel konverterek A jel konverterek feladata a mérő/beavatkozó pontok szabványos interfész felületen történ elérésének biztosítása. A VEFR-ben a leggyakrabban használt szabványos interfész felület az RS485/MODBUS RTU. Jel konverterként IDAP vagy RFIDAP modulokat használunk, amelynek jellemzői: az IDAP, RS485/MODBUS RTU interfésszel rendelkezik az RFIDAP, RF868MHz/MODBUS RTU interfésszel rendelkezik. Az IDAP jelkonverter jellemzői tápellátása 24VDC/600mA max. minden csatorna egymástól és környezetétől galvanikusan leválasztott az analóg csatornák típusai programozottan konfigurálhatók a kétállapotú bemenetek önállóan impulzus számlálást is végeznek a modul csatorna konfigurációja az AIN, AOU, DIN, DOU, CNT típusú csatornák száma az alkalmazott csatorna fogadó kártya típusától függően széles határok között beállítható. Egy IDAP modul max. 16 AIN, vagy 16 AOU, vagy 32 DIN, vagy 32 DOU csatornát fogadhat, de létezik olyan kártya is, amely 2 AIN, 2 AOU, 4 DIN, 4DOU csatornát tud fogadni.

6 2007. október V1.0 6/17 A 0/20mA, 4/20mA, 0/5V, 0/10V, 0/600ohm analóg csatornáknál lineáris konverzió beállítható, így az interfészen a fizikai mennyiségnek megfelelő számérték jelenik meg pl. 0/10 bar. 4/20mA-es csatornáknál, a távadó megtápláló 22V/60mA-es táp biztosított a B, E, J, N, K, R, S, T, hőelemek és Pt100 csatorna típusok választása esetén beépített konverziós tábla van Az RFIDAP jelkonverter jellemzői Tápellátása 3,6V/7A-es elem Adatátviteli frekvencia: 868MHz Csatorna típusok: DIN, CNT, AIN Csatornák száma: konfigurációtól függő, max. 10. Áthidalási távolság épületen belül 20m Elemes üzemidő 1 év egy perces mintavétel mellett 3. A VEFR szoftver felépítése Adatkiértékelő programcsomag Alkalmazói programcsomag SQL szerver Web szerver I/O szerver OPC szerver Rendszer adminisztráció Riasztási rendszer Sarzs adminisztráció Rendszer integritás ellenőrzés Backup restore rendszer Egy készülék több technológia Cimplicity SCADA VEFR speciális moduljai Windows 2000 Professional (angol) operációs rendszer Központi szerver 3.1 Window s operációs rendszer A VEFR szerverén window s 2000 Professional operációs rendszer kerül telepítésre. A szerveren a window s szolgáltatásokat csak rendszergazdaként lehet elérni, minden más esetben a window s szolgáltatások a kezelő számára letiltottak. Csak a Cimplicity SCADA illetve a VEFR speciális moduljai használhatják pl. floppy disk, pen drive használata, stb.

7 2007. október V1.0 7/ Cimplicity SCADA A Cimplicity SCADA-t a General Electric Fanuc fejlesztette ki saját folyamatirányító rendszereihez. Széleskörű elterjedését megbízhatósága, rugalmassága, szolgáltatásainak színvonala, hatékony fejlesztői környezete indokolja. A VEFR speciális moduljai az energia felügyelethez kapcsolódó speciális szolgáltatásokat biztosítják pl. riasztáskor SMS küldés, vagy dedikált számítógépre üzenet küldés 3.3 Alkalmazói programcsomag Az alkalmazói programcsomag tartalmazza az egyes megvalósulások speciális elemeit technológia ábrák, trend ábrák, stb. 3.4 Adatkiértékelő programcsomag Az adatkiértékelő programcsomag a SCADA által összegyűjtött és SQL adatbázisban letárol adatok a felhasználó igényei szerint kiértékeli, speciális lekérdezéseket biztosít, kimutatásokat készít pl. vízmérleg, költséghely szerinti elszámolások, stb.

8 2007. október V1.0 8/17 4. A VEFR által biztosított szolgáltatások 4.1 Technológia ábra Mérési pont neve, értéke, mértékegysége Technológia választó gombok Határértékkel rendelkező pont határértéke, és a riasztás bekapcsolt állapota Határértékkel rendelkező pont határértéke, és a riasztás kikapcsolva A technológia ábrán megjelennek A mérési, beavatkozási pontok topológiai elhelyezkedése A mérési pontok nevei A mért/számított értékek A mért/számított értékek mértékegysége A mért értékek normál vagy riasztási állapota Az esetlegesen beállított riasztási határérték Pontonként a riasztási funkció be- ill. kikapcsolt állapota

9 2007. október V1.0 9/ Trend ábra Project választó gombok Képernyő választó gombok Funkcióvá lasztó gomb Leolvasási időpontot kijelölő vonalzó A képernyőn tartalom időbeli átfogás kijelölő gombok A trend funkció szolgáltatásai Az 1 perces ciklusidővel eltárolt adatok grafikus megjelenítése Egy technológiához több trend képernyő tartozik. Egy trend képernyőn technológián belül változóknak célszerűen kialakított csoportja jelenik meg A leolvasó vonalzó mozgatásával az eltárolt adatok, pontonként numerikusan is megjelennek Zoom funkció görberészlet kinagyítás Y tengely irányban az átfogás nagyságrendenként változtatható X tengely irányú átfogás megváltoztatása 1 óra, 8 óra, 1 nap, 7 nap, 30 nap Időskála mentén fél vagy egész képernyő mozgatás

10 2007. október V1.0 10/ A rendszer paraméterezése Technológia kijelölő gombok Működési paraméterek Alapjel képző táblázat A beállítások funkcióban a megfelelő jogosultsággal rendelkező kezelő módosítani tudja a technológia paramétereit. Az előző ábrán egy hőközpont előremenő víz hőmérséklet képzésének táblázata látható a külső hőmérséklet függvényében hogyan változzon az előremenő víz hőmérséklete.

11 2007. október V1.0 11/ Naplózás Esemény időpontja Esemény leírása Esemény nyugtázó kezelő azonosító Esemény nyugtázás időpontja Technológia eseménynapló Esemény nyugtázása Rendszer eseménynapló Kétszintű naplózás Technológiánkénti események naplózása Rendszerhez tartozó valamennyi esemény naplózása Az eseménynaplóban rögzítésre kerül A kezelő be és kijelentkezése Az adatátviteli rendszerben történt változások a mérési ponttal a kapcsolat rendben vagy megszakadt Bármilyen kezelői beavatkozás pl. határérték módosítás Technológiai beavatkozások pl. szabályzó kör indítása leállítása Az eseménynaplóban minden esemény egy sorban tárolódik: o a bekövetkezés időpontja o az esemény leírása ezen belül pl. határérték túllépés esetén a változó neve és a túllépett határérték, határérték túllépés megszűnése után a változó neve és a maximális eltérés o az eseményt nyugtázó kezelő azonosítója aki elolvasta az eseményt o az esemény nyugtázásának időpontja nyugtázás előtt, lehetőség van maximum 80 karakterben megjegyzés fűzésére az eseményhez

12 2007. október V1.0 12/ Riasztási rendszer Riasztással nem rendelkező pont Kikapcsolt riasztással rendelkező pont Bekapcsolt riasztással rendelkező pont Távriasztás be- és kikapcsolása Az energia felügyeleti rendszerben vannak riasztással rendelkező és riasztással nem rendelkező pontok. A riasztással rendelkező pontoknál meg lehet adni a riasztási határértéket ill. a riasztási funkció be- és kikapcsolható Ha bekapcsolt riasztással rendelkező pontnál határérték túllépés ill. határérték túllépés megszűnésekor esemény jön létre, amely a technológia ill. a rendszer eseménynaplóba bejegyzés kerül és a távriasztás bekapcsolt állapota mellett o GSM csatornán keresztül SMS üzenet küldődik a felsorolt telefonszámokra és o üzenet küldhet egy dedikált számítógépre pl. a portaszolgálathoz A távriasztási funkció megfelelő jogosultsággal ki- és bekapcsolható pl. szerviz munkák alatt

13 2007. október V1.0 13/ Adat archiválás A mért vagy számított adatokat 1 perces felbontásban a VEFR konfigurálástól függően őrzi meg általában mindig az utolsó 45 nap kerül megőrzésre. Ezek az adatok bármikor megtekinthetők, ellenőrizhetők a rendszer alap szolgáltatásaival pl. trend ábra. Ugyanakkor lehetőség van, az adatok CD-n történ archiválására és utólagos feldolgozására, elemzésére. Az így elmentett adatok köre független az eltárolt adatokétól általában azok részhalmaza és csak speciális, a rendszerhez szállított programmal lehet megtekinteni, és pl. excel formátumba kimenteni. 4.7 Jogosultság kezelés A rendszerben személyre szabottan lehet a VEFR által biztosított szolgáltatások használatának körét korlátozni. A jogosultságokat a rendszergazda változtathatja meg, az üzemeltetés kérésére. A jogosultság korlátozása lehet egy-egy funkció, vagy funkción belüli szolgáltatás letiltása.

14 2007. október V1.0 14/17 5. A VEFR utó feldolgozási funkciók A VEFR-hez tartozik utófeldolgozó modul. Ez segít a VEFR által gyűjtött adatok műszaki vagy költség megosztási szempont szerinti kiértékelésben. 5.1 Az eltárol adatok utólagos elemzése Ez a funkció igen hasznos az üzemeltetés számára, egy-egy hiba bekövetkezés okának felderítésekor. Alapvetően a trend funkció lehetőségeit lehet kihasználni Segítséget nyújt a meghibásodás okának ill. annak hatásainak megállapítására A fogyasztások időbeli alakulásának változására a lekötendő energia becsléséhet A görberészletek kinagyításával akár 1 perces felbontás mellett a események lefolyása válik elemezhetővé A különböző paraméterek egymásra hatásának elemzése Trend funkció kiválasztása Pl. víz fogyasztás alakulásának elemzése Vizsgálandó görberészlet

15 2007. október V1.0 15/17 Kinagyított görbe részlet Vízfogyasztás 5.2 Speciális kiértékelések Speciális kiértékelés az alapadatok (mért eredmények) egyedi szempontok szerinti feldolgozása. Ilyen speciális kiértékelés pl. a környezetvédelem számára a vízmérleg elkészítése. A vízmérleg mért és számított értékeket tartalmazhat. Számított értékeknél fel lehet tüntetni az érték kiszámításának menetét. Ezek a kiértékelések felhívhatják a figyelmet a rendszerben előforduló anomáliákra.

16 2007. október V1.0 16/17 A csapadékvíz adatokat be kell gépelni Lekérdezési időintervallum beállítása Hibás számítási eljárás eredménye Mért érték Számított érték Vízmérleg képernyő megjelenítése Számítási képletek megjelenítése 5.3 Energia felhasználás elszámolása költséghelyenként A rendszer elvi felépítése A szolgáltatás a VEFR által létrehozott adatbázisra épül. Az adatbázisban minden fogyasztásmérő állások percenként tárolódnak el. A fogyasztásmérőket hozzá kell rendelni fogyasztókhoz ha, egy fogyasztásmérőhöz több fogyasztó tartozik,.akkor meg kell adni százalékban kifejezve, a fogyasztók részesedését a fogyasztásmérő által mért értékből. A fogyasztókat hozzá kell rendelni költséghelyekhez. A költség megosztás költséghelyekre vonatkozik. Amennyiben a vállalton belül több divízió is van, akkor a költséghelyeket hozzá kell rendelni a divízióhoz. Vannak olyan fogyasztók, amelyek több, esetleg minden költséghelyhez tartoznak. Ekkor a fogyasztó költségét gyakorlati tapasztalatok ill. elvi számítások alapján rá kell terhelni a költség helyekre Tekintettel, hogy a költségmegosztó fogyasztásmérők nem hitelesek, esetleg van olya ága a rendszernek ahol nincs fogyasztásmérő beépítve így a közüzemi fogyasztásmérő által mért fogyasztás értéke, nem lesz azonos az alfogyasztásmérők által mért értékek összegével. A különbséget a fogyasztás arányában osztódik szét.

17 2007. október V1.0 17/17 A közüzemi számla értéke a költséghelyek fogyasztásának arányában kerül szétosztásra. Az előzőek szerint felépített rendszerből elállítható a költség megosztó tábla, amely tartalmazza az időintervallumon belül divíziónként, költséghelyenként a fogyasztásokat elszámolási egységekben pl. m3, kwh forintban kifejezett értékben százalékos megosztásban kifejezve. Egy-egy költséghelyre kattintva megjelenik a költséghelyhez tartozó fogyasztók listája ill. költséghelyhez tartozó fogyasztásuk. A költségmegosztó táblák lehetnek ideiglenesek kiértékelésük, kinyomtatásuk után megszűnnek a rendszerben rögzítettek ezek nem törlődnek a rendszerből, utólag bármikor lehívhatók és alkalmasak tovább feldolgozásra. Pl. a rögzített havi elszámoló táblákból elő lehet állítani a negyedéves, éves táblákat. A költségmegosztó táblákat excel formátumba lehet konvertálni.