Мультиплатформенная распределённая система МИРТС

Мультиплатформенная интеллектуальная распределённая типовая система (МИРТС) представляет собой объединение программных и технических средств ведущих отечественных и мировых производителей на базе типовых протоколов обмена информации и типовых решений АО «НВТ-Системы».

МИРТС это мультиплатформенное обобщение технологий и основных технических решений, разработанных в передовом ПТК за 30 лет продуктивного развития

МИРТС предназначена для создания полнофункциональных АСУ ТП, крупномасштабных АСДУ, комплексных систем учёта энергетических и промышленных объектов различного масштаба: от крупного энергоблока и системы теплоснабжения города до общедомового узла учёта или индивидуального теплового пункта.

Особенности МИРТС

1. Все технические и программные компоненты МИРТС поддерживают распределённые сетевые структуры.
2. Компоненты МИРТС взаимно-совместимы и могут применяться в конкретной АСУТП в различных сочетаниях. Выбор набора компонентов определяется требованиями, предъявляемыми к данной АСУТП, и предпочтениями Заказчика.
3. Широкий спектр и взаимная совместимость используемых средств позволяют обеспечить оптимальное соответствие характеристик создаваемых систем предъявляемым требованиям. Следствием этого является оптимальная цена АСУТП на базе МИРТС.
4. Типовые решения АО «НВТ-Системы» обеспечивают высокие качественные показатели АСУТП на базе МИРТС:
   • высокую надёжность АСУТП при сбалансированном объёме резервирования;
   • высокое быстродействие АСУТП распределённой структуры;
   • возможность реализации алгоритмов управления высокой сложности.
5. Распределённая архитектура МИРТС обеспечивает минимизацию финансовых и временных затрат на создание АСУТП:
   • значительное (до 3-4-х раз) снижение стоимости монтажных работ, монтажных материалов и кабеля за счёт использование распределённых средств ввода-вывода сигналов;
   • снижение стоимости строительных работ за счёт сокращения площади требуемых помещений щитов управления;
   • повышение уровня заводской готовности компонентов АСУТП за счёт применения типовых решений;
   • сокращение времени монтажных и пуско-наладочных работ.
6. Использование в МИРТС передовых российских контроллеров, не уступающих по надежности и уровню системно-технических решений лучшим импортным устройствам, и передовых отечественных Softlogic- и SCADA- систем делает МИРТС оптимальным средством импортозамещения.
7. Большой опыт внедрения типовых решений МИРТС в различных отраслях промышленности обеспечивает отработанность этих решений и гарантирует успешность внедрения АСУ ТП на базе МИРТС на новых объектах.

МИРТС - зарегистрированная торговая марка АО «НВТ-Системы».

Состав и структура МИРТС

Мультиплатформенная система МИРТС включает:

1. Несколько семейств современных программно-совместимых контроллеров ведущих российских производителей.
2. Набор совместимых SoftLogic- и SCADA- систем.
3. Типовые конструкции шкафов управления, обеспечивающие возможность эффективного размещения сетевых контроллеров вблизи объектов управления.
4. Типовые решения по созданию современных АРМ и щитов управления на базе стандартных персональных компьютеров, серверов, обзорных экранов.
5. Типовые решения по организации многоуровневых резервированных вычислительных сетей.
6. Типовые решения по организации бесперебойного питания всех элементов АСУ ТП (от датчика до сервера).

МИРТС имеет сертификат соответствия Таможенного союза и внесён в Госреестр средств измерения, а его ПТС проходили экспертизу Минэнерго на соответствие общим техническим требованиям к ПТК (РД 153-34.1-35.127-2002) и требованиям к реализации технологических защит (РД 153-34.1-36.137-00), рекомендованы для применения в АСУ ТП всех типов теплоэнергетического оборудования электростанций.

Инструментальные средства МИРТС позволяют эффективно создавать на их основе полнофункциональные АСУ ТП сложных технологических объектов различного масштаба (установок, энергоблоков, цехов, станций, производств) и входящего в их состав оборудования. Отработана организация стыковки с электротехнической частью АСУ ТП (системы РЗА, автосинхронизации, возбуждения) и системами MES/ERP.

Благодаря универсальности заложенных в МИРТС принципов построения АСУ ТП, они с успехом применяются в восьми отраслях промышленности: большой и малой энергетике, нефтехимии, атомной промышленности, металлургии, производстве стекловолокна, ЖКХ, системах жизнеобеспечения зданий и т.д.

АРМ операторов, инженеров АСУ ТП, других пользователей

Для организации АРМ используются компьютеры, функционирующие под различными версиями Windows или Linux.

Конструктивное исполнение (промышленное, офисное, плоско-панельное, переносное) выбирается исходя из условий эксплуатации. Применение промышленных компьютеров оправдано, когда АРМ расположено вблизи действующего оборудования или при отсутствии блочного/группового щита управления. Переносные компьютеры (notebook) применяются в качестве АРМ инженеров АСУ, пультов программирования и тестирования контроллеров, для периодически обслуживаемых АРМ технологов.

Для АРМ оперативного персонала в системе «МИРТС» разработано типовое решение – «типовая оперативная секция». Она включает комбинацию пары компьютеров с мониторами TFT 24-27", установленных на пультовом столе, и обзорный 46-55" ЖК-экран, размещенный на оперативной панели щита управления. Пультовые столы имеют встроенные ящики для размещения компьютеров. На поверхности стола размещен ключ аварийного останова, а под обзорным экраном – дополнительные ключи, индикаторы и приборы аварийно-резервного управления в соответствии с отраслевыми требованиями.

С мониторов пульта выполняется оперативное управление выбранным участком технологического процесса, а обзорный экран постоянно отображает состояние объекта управления в целом. Все компьютеры оперативного контура взаимно-резервированы.

Для контроля и управления по месту могут использоваться сенсорные ЖК-панели любых производителей, подключаемые к контроллерами или модулям АРКС400 по наиболее распространённому Modbus RTU.

Сетевое оборудование и серверы

МИРТС включает технические и программные средства создания высоконадёжных и высокопроизводительных многоуровневых цифровых сетей. Как локальных, так и глобальных.

Базовой сетью системы МИРТС является Ethernet, которая связывает в систему компьютеры, контроллеры и серверы. При этом контроллеры подключаются к сети на скорости 100 Мбит/с, а компьютеры АРМ и серверы – 1 Гбит/с. В зависимости от масштаба системы могут применяться коммутаторы различного уровня управляемости (L2, L3). Рекомендуется использовать коммутаторы промышленного исполнения. Устойчивость работы сети, независимо от типа используемого коммуникационного оборудования, обеспечивается как использованием максимально надёжной топологии «дублированная звезда», так и применением протокола, соответствующего стандарту PRP.

В небольшой АСУ ТП сервером оперативной и архивной базы данных может быть сам АРМ оператора. При большом количестве АРМ в оперативном контуре, а также при обмене информацией с другими оперативными контурами и станционными АРМ, необходима установка выделенного сервера-маршрутизатора. Сервер обеспечивает возможность эффективного многопользовательского доступа к информации в реальном времени, защищая, при этом, оперативные контуры от перегрузки, т.к. при наличии сервера-маршрутизатора системы МИРТС разрешает все запросы от внешних пользователей на его уровне. Технология виртуализации и эффективные сетевые протоколы, используемые в системе МИРТС, позволяют для большинства объектов ограничиться установкой одного сервера на цех. Индивидуальный сервер на энергоблок/установку требуется только при создании полнофункциональных АСУ ТП оборудования большой мощности. Основной и резервный серверы могут быть разнесены в разные помещения (здания) для обеспечения устойчивости к пожарам/заливам и т.п.

В территориально-распределённых системах для передачи данных используются каналы GSM или IOT.

Технические и программные средства МИРТС обеспечивают возможность подключения к АРМ и большинству контроллеров широкой номенклатуры устройств по сетям с электрическим интерфейсом RS 485. Для обмена с удаленными модулями УСО и контроллерами используются различные виды протоколов Modbus. Поддерживаются также ADAM 4000, ST-BUS и др.

Система бесперебойного электропитания

Бесперебойное электропитание является одним из важнейших факторов, влияющих на надёжность и качество функционирования АСУТП.

МИРТС включает технические средства и типовые решения по обеспечению бесперебойного электропитания всех устройств системы - от датчика и электропривода до сервера:

• подсистема бесперебойного питания верхнего уровня АСУТП;
• подсистема бесперебойного питания шкафов управления арматурой;
• подсистема бесперебойного питания контроллеров;
• подсистема бесперебойного питания датчиков;
• подсистема бесперебойного питания интеллектуальных СК и стендов датчиков.

Для каждой из подсистем применяются свои средства, схемы и типовые решения, оптимизированные в соответствии с требованиями конкретного типа потребителя.

При этом структура бесперебойного электропитания также является распределённой (АВР реализуется максимально близко к потребителю), что обеспечивает её высокую живучесть.

Реализация функций в системе «МИРТС»

Система «МИРТС» выполняет информационные, управляющие и вспомогательные (сервисные) функции в автоматическом и автоматизированном режимах. Перечень функций и характеристики их выполнения полностью соответствуют требованиям, приведенным в РД 153-34.1-35.127-2002.

При реализации функций особое внимание уделялось надежности, эффективности и дружественному интерфейсу.

Информационные функции:

• сбор и первичная обработка информации;
• представление информации оператору;
• технологическая сигнализация;
• контроль действий оператора, контроль несанкционированного вмешательства;
• диагностика состояния технологического оборудования;
• регистрация аварийных ситуаций
• регистрация событий;
• анализ действия защит (АДЗ);
• документирование;
• обработка, архивирование и представление ретроспективной и нормативно- справочной информации;
• расчет технико-экономических показателей.

Технология цифровых двойников, объектный подход и развитая классификация элементов технологического объекта и системы в МИРТС обеспечивает возможность реализации основных информационных функций АСУ ТП без программирования – в цифровом двойнике элемента уже описаны внутренняя логика, функции отображения, хранения в базе данных и т. п. При применении цифровых двойников требуется только настойка связей и параметров конфигурации для конкретного объекта.

Управляющие функции

• дистанционное управление исполнительными устройствами;
• технологические блокировки, включая АВР;
• технологические защиты;
• автоматическое регулирование;
• программно-логическое (функцио-нально-групповое) управление;
• автоматизированный пуск и останов технологического оборудования в режиме управления или совета.

В МИРТС особое внимание уделено эффективной и максимально надежной реализации управляющих функций. Для этого для каждого управляемого объекта создаётся цифровой двойник на базе математической модели конечного автомата. Основу функционирования всех систем программного комплекса положена специально разработанная подсистема передачи и исполнения команд.

Использование цифровых двойников на базе конечного автомата обеспечивает:

• высокую надёжность прикладных программ (с возможностью верификации);
• независимость программной реализации алгоритмов от их размещения по вычислительным узлам АСУ ТП;
• возможность параллельной работы, выдачи и исполнения команд компонентами АСУ ТП.

Встроенная в виртуальную машину МИРТС система передачи и исполнения команд обеспечивает:

• гарантированную доставку команды исполнителю;
• автоматический учет приоритетов команд и запретов на их исполнение;
• регистрацию процессов прохождения, исполнения и отмены команд.

Сервисные функции

Сервисные функции реализуются набором программных средств контроллеров и АРМ оператора, а также набором тестовых технических и программных средств, установленных на инженерной станции.

Эти средства обеспечивают:

• контроль состояния ПТС, слежение за работой системы в реальном времени;
• самодиагностику программно - технических средств в реальном времени;
• тестирование работоспособности и правильности функционирования вычислительных устройств и каналов ввода/вывода (только с инженерной станции);
• документирование результатов диагностики и тестирования.

АСУ ТП на базе мультиплатформенной системы «МИРТС»

АО «НВТ-Системы» имеет огромный опыт создания АСУ ТП, воплощённый как в программно-технических средствах МИРТС, так и в реализованных проектах АСУ ТП. Отработанные типовые решения в сочетании с современными программно-техническими средствами позволяют в короткие сроки создавать на базе МИРТС АСУ ТП крупных энергетических, нефтехимических, металлургических и других ответственных объектов, обеспечивающие существенное повышение надёжности и эффективности производства, а также АСДУ объектов критической инфраструктуры:

1. Полнофункциональные АСУ ТП опасных и особо опасных технологических объектов высокой сложности:
   • АСУ ТП энергоблоков мощностью от 20 до 325 МВт;
   • АСУ ТП газовых турбин мощностью от 12 до 150 МВт;
   • АСУ ТП паровых турбин мощностью от 6 до 110 МВт;
   • АСУ ТП паровых котлов паропроизводительностью от 20 до 480 т/ч;
   • АСУ ТП водогрейных котлов различных типов и конструкций;
   • АСУТП распредустройств различного уровня напряжения;
   • АСУ ТП топливоподач большого диапазона мощности;
   • АСУ ТП химводоочисток (в т.ч. для энергоблоков со сверхкритическими параметрами);
   • АСУ ТП воздушных, доменных и газовых компрессоров различной мощности с электрическим и паротурбинным приводом;
   • АСУ ТП печей различного назначения;
   • АСУ ТП сложных технологических установок (металлургических, нефтехимических, непрерывного производства стекловолокна и т.п.).
2. АСДУ сетей теплоэнергоресурсов городского хозяйства и промышленных предприятий
   • отопления и горячего водоснабжения;
   • пара и конденсата;
   • водоснабжения;
   • воздухоснабжения, азотоснабжения и т.п.
3. Системы автоматического регулирования высокого уровня сложности и точности.
4. Информационно-измерительные системы, системы коммерческого и технического учёта.

Средства и технологии АО «НВТ-Системы» оптимальны как при новом строительстве, так и при модернизации действующего производства. Они обеспечивают важные преимущества создаваемых АСУ ТП:

1. Высокие надежность и качество при оптимальной цене:
   • полнота реализации информационных и управляющих функций;
   • наработка на отказ на уровне лучших мировых брендов;
   • высокий уровень импортозамещения;
   • практический срок службы 20 и более лет;
   • многовариантное резервирование, обеспечивающее оптимальное соответствие схемы резервирования требованиям конкретного проекта;
   • цены в 1,3 и более раз ниже импортных ПТК при аналогичном качестве и лучшей приспособленности к российским условиям эксплуатации.
2. Высокая открытость и расширяемость системы:
   • открытые протоколы и интерфейсы, встроенная поддержка наиболее популярных стандартов;
   • функционально-полный комплект инструментального ПО за умеренную цену.
3. Поддержка на всех стадиях жизненного цикла системы:
   • сопровождение от предпроектного обследования до постгарантийной эксплуатации (более 20 лет);
   • offline-консультации с использованием «горячей линии», удалённая online-наладка по защищённым канал связи, возможность выезда на объект;
   • гибкое наращивание АСУ ТП, поддержка взаимозаменяемости компонентов десятки лет.