Одним из приоритетных направленией в деятельности компании «Траскон Текнолоджи» является проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию систем управления судоходными гидротехническими сооружениями (СГТС). Подавляющее большинство работающих сегодня систем управления СГТС были созданы в 60-х годах прошлого века на базе релейно-контакторных схем. Данные системы морально и физически устарели, многократно выработали свой ресурс и требуют капитального ремонта или замены. Альтернативой релейно-контакторным схемам являются системы управления, создаваемые на базе микропроцессорной техники.
В рамках исполнения положений Федерального закона Российской Федерации от 21 июля 1997г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», а также реализации мероприятий подпрограммы «Внутренние водные пути» федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 5 декабря 2001 года №848 компания «Траскон Текнолоджи» осуществила разработку проекта «Реконструкция систем электрооборудования приводных механизмов ворот и затворов шлюзовВолго-Донского ГБУВПиС» в составе 13 шлюзов Волго-Донского судоходного канала и 2 шлюзов Цимлянского гидроузла, и в настоящее время выполняет проекты по реконструкции электрооборудования СГТС для других водных бассейнов РФ.
С апреля 2009 года по настоящее время на Волго-Донском судоходном канале полностью реконструированы системы управления судопропуском на трех шлюзах, а к началу навигации 2011 года будет полностью введено в строй еще 4 Информационно-Управляющих Системы Технологической Безопасности Судопропуска (ИУС ТБС).
ИУС ТБС каждого шлюза интегрирована в систему оперативно-диспетчерского управления гидросооружениями и судоходством, в состав которой входят АРМы: главного диспетчера, диспетчера Волго-Донского судоходного канала, диспетчеров Донского и Цимлянского РГСиС, а так же начальников вахт шлюзов.
ИУС ТБС предназначена для:
- Осуществления технологического процесса судопропуска, в том числе при наличии однократной неисправности, в автоматизированном режиме;
- Реализации и контроля состояния блокировок безопасности и защитных блокировок;
- Максимального снижения влияния «человеческого фактора» на безопасность судопропуска;
- Осуществления видеонаблюдения всех этапов судопропуска;
- Архивирования данных о процессе судопропуска, в том числе данных с видеокамер;
- Взаимодействия с иными информационными и управляющими системами как шлюза, так и канала в целом
Единая автоматизированная информационно-управляющая система
Перспективной разработкой является создание единой автоматизированной информационно-управляющей системы (ЕАИУС) в составе единой системы диспетчеризации (ЕСД) и системы контроля (мониторинга) состояния сооружений и оборудования (СКС).
Главными целями создания единой автоматизированной информационно-управляющей системы является – внедрение инновационных технологий управления объектами технологической инфраструктуры канала, предупреждение аварийных ситуаций, связанных с работой оборудования сооружений, повышение безопасности, снижение времени простоя канала в случае возникновения нештатных ситуаций, улучшение качества обслуживания судов проходящих по каналу.
Единая автоматизированная информационно-управляющая система получает данные от всех объектов технологической инфраструктуры канала и включает в себя следующие основные части:
- Системное оборудование на каждом объекте технологической инфраструктуры канала.
- Комплекс специализированного программного обеспечения.
- АРМ диспетчера судоходного канала.
- Специализированные автоматизированные системы мониторинга (САСМ).
- Оборудование передачи данных.
АРМ диспетчера судоходного канала
На мониторы автоматизированного рабочего места диспетчера канала выводится информация о типе, местоположении и параметрах движения судов по территории канала и на подходах к нему, уровне воды в бьефах и камерах шлюзов, технологическом состоянии судоходных шлюзов, состоянии оборудования ИУС ТБС каждого шлюза, состоянии регуляторов водного режима канала.
Основные выполняемые функции:
- Автоматизированная подготовка распоряжений и указаний по судопропуску для вахтенных дежурных шлюзов, дистанционное управление водным режимом канала.
- Специализированное ПО для оптимизации судопропуска через канал с учетом экономии энергоресурсов.
- Фиксация всех действий по судопропуску и работе оборудования в базе данных.
- Автоматизированная подготовка отчетной и статистической информации.
Специализированные автоматизированные системы мониторинга (САСМ)
САСМ ЭНЕРГОДИСПЕТЧЕРА
Основные выполняемые функции:
- Мониторинг работы систем энергоснабжения технологических объектов канала.
- Дистанционное управление системами энергоснабжения объектов канала.
- Мониторинг работы и дистанционное управление агрегатами насосных станций с учетом потребности водных ресурсов на судопропуск.
- Контроль параметров внешнего энергоснабжения и учет потребления энергоресурсов.
- Фиксация всех действий по работе оборудования в базе данных.
- Автоматизированная подготовка отчетной и статистической информации.
САСМ СЛУЖБЫ АВТОМАТИКИ
Основные выполняемые функции:
- Мониторинг работы силового электрооборудования и систем автоматики.
- Автоматический подсчет наработки и остаточного ресурса всех элементов систем автоматики и силового оборудования.
- Автоматизированное планирование и учет работ по обслуживанию оборудования.
- Автоматизированная подготовка отчетной и статистической информации.
САСМ СЛУЖБЫ МЕХАНИКОВ
Основные выполняемые функции:
- Мониторинг состояния и параметров работы механического оборудования.
- Дистанционная диагностика состояния механизмов.
- Автоматизированное планирование и учет работ по обслуживанию оборудования.
- Автоматизированная подготовка отчетной и статистической информации.
САСМ СЛУЖБЫ ГИДРОТЕХНИКОВ
Основные выполняемые функции:
- Мониторинг гидротехнических и геодезических параметров сооружений канала.
- Накопление информации по наблюдениям и исследованиям гидротехнических объектов в базе данных.
- Анализ данных и подготовка отчетов о состоянии гидротехнических объектов.
Особенности
Несмотря на то, что все шлюзы в известной степени похожи по исполняемым функциям, построению и протекающим физическим процессам, каждый шлюз в силу места расположения, перепадов уровней бьефов и многого другого представляет собой уникальное сооружение. Соответственно система управления каждого шлюза как правило имеет свои особенности.
При проектировании информационно-управляющей системы технологической безопасности судопропуска (ИУС ТБС) специалисты компании «Траскон Текнолоджи» разработали и применили на практике подход, позволяющий унифицировать систему управления практически для любого СГТС, невзирая на его возможную уникальность, а именно:
- Проектирование ИУС ТБС осуществляется на базе стандартизованных силовых, коммутирующих и управляющих блоков в виде электромонтажных шкафов, при этом идеология построения блоков не изменяется в зависимости от количества камер шлюза, количества галерей, конфигурации ворот шлюза и т.п.;
- Компоновка системы управления осуществляется из указанных блоков, объединенных промышленной сетью передачи данных;
- Особенности характеристик шлюза, в том числе и алгоритмическая составляющая управления, учитываются с одной стороны в программном обеспечении контроллеров ИУС ТБС, с другой стороны – в номиналах используемых силовых и коммутирующих элементов;
- Построение ИУС ТБС осуществляется в виде резервированной системы, в результате чего однократный отказ какого-либо ее компонента не приводит к останову выполнения технологического процесса судопропуска;
- Реализуется возможность проведения замены отказавшего оборудования без общего отключения питания системы, так называемая «горячая замена».
Указанная концепция построения системы имеет следующие особенности:
- Вычислительная, т.е. управляющая часть системы построена на модульных программируемых промышленных контроллерах;
- Система легко модифицируется под различные параметры СГТС;
- Высокая надежность системы обеспечена ее резервированием;
- Система оснащена средствами самодиагностики, что упрощает ее эксплуатацию и значительно снижает затраты на возможный ремонт;
- Возможность интеграции ИУС ТБС нескольких шлюзов в единую информационную сеть с единым координационным центром и возможность выдачи данных на более высокий уровень.
Структура ИУС ТБС
Информационно-управляющая система технологической безопасности судопропуска строится по многоуровневой иерархической схеме.
Первый технологический уровень
В состав первого технологического уровня входят: технологические датчики, измерительные приборы и силовая исполнительная аппаратура.
- В составе приводов ворот и затворов применены резервированные асинхронные электродвигатели, работающие под управлением преобразователей частоты.
- В состав сборок шкафов входят основной и резервный комплекты силового оборудования.
- Контроль положения ворот и затворов осуществляется цифровыми датчиками, способными измерять положение с точностью до 0,05 мм.
- Контроль нагрузки на механизмы осуществляется современными измерительными системами, способными измерять нагрузку в реальном масштабе времени.
Второй технологический уровень
В состав второго технологического уровня входят: промышленные контроллеры выполняющие программу управления исполнительными механизмами шлюза, местные пульты управления и модули передачи сигналов, обеспечивающие как получение сигналов от датчиков, так и выдачу управляющих сигналов на исполнительные элементы системы.
- Контроль положения механизмов и управление силовым оборудованием осуществляет резервированный промышленный программируемый контроллер;
- Система управления собрана по модульному принципу и обеспечивает возможность оперативной замены любого модуля без остановки технологического процесса.
- Для проведения регламентных работ на механизме и местного управления применены релейный и цифровой пульты управления.
Третий технологический уровень
В состав третьего технологического уровня входят: центральный контроллер, выполняющий программу общесистемного управления шлюзом путем формирования заданий для контроллеров второго уровня и центральный пульт управления.
- Центральный пульт управления содержит два сенсорных графических терминала, при выходе из строя одного из них, процесс управления производится при помощи второго.
- Управление технологическим процессом шлюзования и контроль блокировок безопасности осуществляет резервированный промышленный программируемый контроллер.
- Взаимодействие между контроллерами 2 и 3 уровней осуществляется через кольцевую сеть передачи данных. Физическая среда - оптоволоконный кабель.
Четвертый технологический уровень
В состав четвертого технологического уровня входят: видеосистема, обеспечивающая запись и хранение видеоархивов и АРМ инженера, предназначенный для настройки параметров ИУС ТБС и ведения журнала событий.
- На пульт инженера выводится вся необходимая информация для обслуживания системы и настройки параметров механизмов.
- Система технологического видеонаблюдения позволяет производить круглосуточное наблюдение и архивирование видеоинформации о процессе шлюзования.
Первые три уровня системы являются дублированными (резервированными) в результате чего при однократном отказе оборудования ИУС ТБС обеспечивает технологический процесс судопропуска в штатном режиме.
Четвертый уровень системы, как правило, выполняется нерезервированным, поскольку не оказывает влияния на безопасность судопропуска, а служит для сервисных функций.
Предложенная структура легко модифицируется под любую конфигурацию шлюза и любой состав механизмов, путем включения необходимых унифицированных блоков и загрузки соответствующего технологического программного обеспечения.
Оборудование
ИУС ТБС выполняется на базе стандартизованных силовых, коммутирующих и управляющих блоков в виде электромонтажных шкафов. Расчет цены системы управления производится на основании параметров объекта управления.
| ШУРП-ВГ | Шкаф управления распределением питания верхней головы |
| ВРЩ1-ЛВГ | Вводной распределительный щит 1 верхней головы левой нити |
| ВРЩ2-ЛВГ | Вводной распределительный щит 2 верхней головы левой нити |
| ВРЩ3-ЛВГ | Вводной распределительный щит 3 верхней головы левой нити |
| ВРЩ1-ПВГ | Вводной распределительный щит 1 верхней головы правой нити |
| ВРЩ2-ПВГ | Вводной распределительный щит 2 верхней головы правой нити |
| ВРЩ3-ПВГ | Вводной распределительный щит 3 верхней головы правой нити |
| ЩВРГ-ВГ | Щит ввода резервного генератора нижней головы правой нити |
| ШУРП-НГ | Шкаф управления распределением питания нижней головы |
| ВРЩ1-ЛНГ | Вводной распределительный щит 1 нижней головы левой нити |
| ВРЩ2-ЛНГ | Вводной распределительный щит 2 нижней головы левой нити |
| ВРЩ3-ЛНГ | Вводной распределительный щит 3 нижней головы левой нити |
| ВРЩ1-ПНГ | Вводной распределительный щит 1 нижней головы правой нити |
| ВРЩ2-ПНГ | Вводной распределительный щит 2 нижней головы правой нити |
| ВРЩ3-ПНГ | Вводной распределительный щит 3 нижней головы правой нити |
| ПУГ-ЛНГ | Пульт управления главный левой нити |
| ШУГ-ЛНГ | Шкаф управления главный левой нити |
| ШВС-ЛНГ | Шкаф видеосистемы левой нити |
| ШРП-ЛНГ | Шкаф распределения питания левой нити |
| ПУГ-ПНГ | Пульт управления главный правой нити |
| ШУГ-ПНГ | Шкаф управления главный правой нити |
| ШВС-ПНГ | Шкаф видеосистемы правой нити |
| ШРП-ПНГ | Шкаф распределения питания правой нити |
| ШУ-ЛВГБУ | Шкаф управления верхней головы берегового устоя левой нити |
| ШК-ЛВГБУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ верхней головы берегового устоя левой нити |
| ШС1-ЛВГБУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы берегового устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШС2-ЛВГБУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы берегового устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ1-ЛВГБУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы берегового устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ЛВГБУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы берегового устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ЛВГБУ | Щит распределительный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы берегового устоя левой нити |
| ЩРГ-ЛВГБУ | Щит распределительный затворов наполнения верхней головы берегового устоя левой нити |
| ПМ-ЛВГБУ | Пульт местный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы левой нити |
| ПМЗН-ЛВГБУ | Пульт местный затворов наполнения верхней головы левой нити |
| ШУ-ЛВГСУ | Шкаф управления верхней головы среднего устоя левой нити |
| ШК-ЛВГСУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ верхней головы среднего устоя левой нити |
| ШС1-ЛВГСУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы среднего устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШС2-ЛВГСУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы среднего устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ1-ЛВГСУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы среднего устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ЛВГСУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы среднего устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ЛВГСУ | Щит распределительный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы среднего устоя левой нити |
| ЩРГ-ЛВГСУ | Щит распределительный затворов наполнения верхней головы среднего устоя левой нити |
| ПМ-ЛВГСУ | Пульт местный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы левой нити |
| ПМЗН-ЛВГСУ | Пульт местный затворов наполнения верхней головы левой нити |
| ШУ-ПВГСУ | Шкаф управления верхней головы среднего устоя правой нити |
| ШК-ПВГСУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ верхней головы среднего устоя правой нити |
| ШС1-ПВГСУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШС2-ПВГСУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ1-ПВГСУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ПВГСУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ПВГСУ | Щит распределительный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы среднего устоя правой нити |
| ЩРГ-ПВГСУ | Щит распределительный затворов наполнения верхней головы среднего устоя правой нити |
| ПМ-ПВГСУ | Пульт местный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы правой нити |
| ПМЗН-ПВГСУ | Пульт местный затворов наполнения верхней головы правой нити |
| ШУ-ПВГБУ | Шкаф управления верхней головы среднего устоя правой нити |
| ШК-ПВГБУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ верхней головы среднего устоя правой нити |
| ШС1-ПВГБУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШС2-ПВГБУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода аварийно-эксплуатационнных ворот верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ1-ПВГБУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ПВГБУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов наполнения верхней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ПВГБУ | Щит распределительный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы среднего устоя правой нити |
| ЩРГ-ПВГБУ | Щит распределительный затворов наполнения верхней головы среднего устоя правой нити |
| ПМ-ПВГБУ | Пульт местный аварийно-эксплуатационных ворот верхней головы правой нити |
| ПМЗН-ПВГБУ | Пульт местный затворов наполнения верхней головы правой нити |
| ШУ-ЛНГБУ | Шкаф управления нижней головы берегового устоя левой нити |
| ШК-ЛНГБУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ нижней головы берегового устоя левой нити |
| ШС1-ЛНГБУ-30 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы берегового устоя левой нити, двигатель 30 кВт |
| ШС2-ЛНГБУ-30 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы берегового устоя левой нити, двигатель 30 кВт |
| ШСГ1-ЛНГБУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы берегового устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ЛНГБУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы берегового устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ЛНГБУ | Щит распределительный двустворчатых ворот нижней головы берегового устоя левой нити |
| ЩРГ-ЛНГБУ | Щит распределительный затворов опорожнения нижней головы берегового устоя левой нити |
| ПМ-ЛНГБУ | Пульт местный двустворчатых ворот нижней головы левой нити |
| ПМЗО-ЛНГБУ | Пульт местный затворов опорожнения нижней головы левой нити |
| ШУ-ЛНГСУ | Шкаф управления нижней головы среднего устоя левой нити |
| ШК-ЛНГСУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ нижней головы среднего устоя левой нити |
| ШС1-ЛНГСУ-30 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы среднего устоя левой нити, двигатель 30 кВт |
| ШС2-ЛНГСУ-30 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы среднего устоя левой нити, двигатель 30 кВт |
| ШСГ1-ЛНГСУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы среднего устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ЛНГСУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы среднего устоя левой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ЛНГСУ | Щит распределительный двустворчатых ворот нижней головы среднего устоя левой нити |
| ЩРГ-ЛНГСУ | Щит распределительный затворов опорожнения нижней головы среднего устоя левой нити |
| ПМ-ЛНГСУ | Пульт местный двустворчатых ворот нижней головы левой нити |
| ПМЗО-ЛНГСУ | Пульт местный затворов опорожнения нижней головы левой нити |
| ШУ-ПНГСУ | Шкаф управления нижней головы среднего устоя правой нити |
| ШК-ПНГСУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ нижней головы среднего устоя правой нити |
| ШС1-ПНГСУ-30 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы среднего устоя правой нити, двигатель 30 кВт |
| ШС2-ПНГСУ-30 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы среднего устоя правой нити, двигатель 30 кВт |
| ШСГ1-ПНГСУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ПНГСУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы среднего устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ПНГСУ | Щит распределительный двустворчатых ворот нижней головы среднего устоя правой нити |
| ЩРГ-ПНГСУ | Щит распределительный затворов опорожнения нижней головы среднего устоя правой нити |
| ПМ-ПНГСУ | Пульт местный двустворчатых ворот нижней головы правой нити |
| ПМЗО-ПНГСУ | Пульт местный затворов опорожнения нижней головы правой нити |
| ШУ-ПНГБУ | Шкаф управления нижней головы среднего устоя правой нити |
| ШК-ПНГБУ | Шкаф коммутационный,ввод и распределение питания ПЭЭ нижней головы берегового устоя правой нити |
| ШС1-ПНГБУ-30 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы берегового устоя правой нити, двигатель 30 кВт |
| ШС2-ПНГБУ-30 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода двустворчатых ворот нижней головы берегового устоя правой нити, двигатель 30 кВт |
| ШСГ1-ПНГБУ-37 | Шкаф силовой основной двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы берегового устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ШСГ2-ПНГБУ-37 | Шкаф силовой резервный двигателя насоса гидропривода затворов опорожнения нижней головы берегового устоя правой нити, двигатель 37 кВт |
| ЩРВ-ПНГБУ | Щит распределительный двустворчатых ворот нижней головы берегового устоя правой нити |
| ЩРГ-ПНГБУ | Щит распределительный затворов опорожнения нижней головы берегового устоя правой нити |
| ПМ-ПНГБУ | Пульт местный двустворчатых ворот нижней головы правой нити |
| ПМЗО-ПНГБУ | Пульт местный затворов опорожнения нижней головы правой нити |
