Автори: Васильєв Є.О, Заугольніков В.О., Міхневич М.І.
Журнал (бюлетень) Міжнародної Асоціації «Метро» «МETRO INFO International». – 2021 р. - №3. – С. 35-39
Досвід розробки та впровадження системи телемеханіки Компанії «Плутон» на прикладі реалізованого проєкту для Мінського метрополітену
Активна та плідна співпраця Компанії «Плутон» з ДП «Мінський метрополітен», що триває і до сьогоднішнього дня, як і безперервне впровадження інноваційних технологій для тягових підстанцій Мінського метро, беруть свій початок ще з далекого 2004 року. З того часу рішення «Плутон» реалізовані вже на 16 тягових підстанціях та забезпечують високу ефективність, надійність та безпеку керування і контролю енергопостачання.
Метрополітен у Мінську — це складний технічний комплекс, перші станції якого були відкриті 29 червня 1984 року. На сьогодні мінська підземка складається з трьох діючих ліній (Московська, Автозаводська та Зеленолузька) загальною довжиною 40,8 km у двопутному вимірюванні, на яких розташовані 33 пасажирські станції та 2 депо. Пасажиропотік на добу складає близько 600 тисяч осіб, а на рік — 219,29 мільйона пасажирів.
З 2004 по 2014 рік Компанія «Плутон» здійснила постачання «під ключ» обладнання власного виробництва для тягових підстанцій Автозаводської та Московської ліній на станціях «Кам'яна гірка», «Кунцевщина», «Пушкінська», «Уручча», «Борисовський тракт», «Восток», «Інститут культури», «Грушівка», «Михалово», «Петровщина», «Малинівка», Депо, яке успішно експлуатується і сьогодні.
З лютого 2014 року розпочалося активне будівництво нової третьої гілки Мінського метрополітену (Зеленолузької лінії), перші станції якої — «Ковальська Слобода», «Вокзальна», «Ювілейна площа» та «Площа Франтішека Богушевича» загальною довжиною 3,53 km були введені в експлуатацію 7 листопада 2020 року.
Тягова підстанція розробки Компанії «Плутон»
(ст. «Ювілейна площа»)
В той самий час Компанія «Плутон» робить значний крок уперед в області автоматизації та диспетчеризації технологічних процесів у метрополітенах, розробляючи комплексні рішення для оперативного диспетчерського керування та діагностики об'єктів енергопостачання у режимі реального часу. З урахуванням успішного досвіду співпраці у минулому, а також спираючись на аналіз оптимального співвідношення ціни та якості технічних рішень, компанія ДП «Мінський метрополітен» залучає «Плутон» до реалізації комплексного масштабного проєкту — впровадження трьох незалежних автоматизованих систем диспетчерського керування (АСДК) у Мінському метрополітені, а саме:
- системи керування електропостачанням (АСДК-Е), включно з системами освітлення;
- системи керування електромеханічними пристроями (АСДК-ЕМ);
- системи керування ескалаторами та пасажирськими конвейєрами (АСДК-ЕС).
Впровадження автоматизованих систем диспетчерського керування (АСДК), розроблених інженерами Відділу автоматизованих систем керування Компанії «Плутон», дозволило реалізувати цілий ряд функцій, які полегшують та скорочують час обслуговування та ремонту, підвищити зручність керування системами електропостачання та життєзабезпечення станцій у режимі реального часу з автоматизованих робочих місць диспетчерів служб метрополітену. В цілому, фахівці «Плутон» виконали роботи для 18 об'єктів автоматизації, при цьому для кожного з них була реалізована своя окрема інфраструктура та були використані уніфіковані проєктні рішення, що дозволило реалізувати проєкт у найкоротший термін.
Архітектура систем АСДК-Е, АСДК-ЕМ та АСДК-ЕС в цілому побудована за трирівневим принципом:
- верхній рівень охоплює обладнання диспетчерського контролю та керування, яке розташоване у диспетчерському пункті Інженерного корпусу. До складу обладнання диспетчерського пункту входять потужні резервовані сервери даних, резервовані АРМи диспетчера, екран колективного користування (відеостіна) для АСДК-Е та АСДК-ЕМ, АРМ діагностики, АРМ електронного документообігу, мережеве обладнання (резервовані комутатори);
- середній рівень охоплює все обладнання АСДК, яке розташоване на станціях, і призначене для збору інформації від обладнання нижнього рівня та її передачі у Диспетчерський пункт, а також для передавання команд керування з верхнього рівня на нижній. До складу обладнання середнього рівня входять шафи телемеханіки (далі — ШТМ) розробки «Плутон», декілька шаф керування об'єктових (далі — ШКО), станційні АРМи. ШТМ будується на базі програмованих логічних контролерів, які відповідають вимогам міжнародних стандартів серії IEC 61131, з гарячим резервуванням, які виконують функції комунікації з серверами даних верхнього рівня. ШКО, побудовані на базі ПЛК, розташовані на станції за територіальним принципом та здійснюють обмін інформацією з обладнанням нижнього рівня по різноманітним цифровим інтерфейсам, а також за допомогою дискретних сигналів типу «сухий» контакт;
- до нижнього рівня належать об'єкти керування, контролю та вимірювань: пристрої тягових підстанцій, різні електромеханічні пристрої (вентилятори, помпове обладнання), ескалатори та різні об'єкти освітлення.
Зв'язок обладнання середнього рівня з обладнанням верхнього рівня здійснюється через магістральну інформаційну мережу по двом резервованим лініям звязку Ethernet із використанням протоколу передачі даних відповідно до вимог МЕК 60870-5-104. Увесь комплекс АСДК функціонує у режимі 24/7.
Структурна схема АСДК-Е
Організація автоматизованої системи диспетчерського керування, збору даних та візуалізації розробки «Плутон» для централізованого контролю стану систем електропостачання та життєзабезпечення Мінського метрополітену
Автоматизована система АСДК-Е, яка охопила функції керування об'єктами електроосвітлення станцій та перегонних тунелів, була спроєктована фахівцями «Плутон» як комплексна мікропроцесорна система, яка забезпечує автоматизований диспетчерський контроль та керування об'єктами електропостачання на станціях метрополітену. Загальна кількість контрольованих та керованих параметрів системи телемеханіки електропостачання на сьогодні складає близько 10 тисяч.
Диспетчерська АСДК-Е третьої лінії Мінського метрополітену
АСДК-Е забезпечує реалізацію наступних функцій:
- централізоване автоматизованого диспетчерське керування основними комутуючими апаратами з диспетчерського пункту;
- централізоване автоматизоване дистанційне керування основними комутуючими апаратами з залу розподільчих пристроїв підстанцій;
- аналіз стану контрольованих об'єктів керування у реальному часі, відображення поточного стану обладнання та пристроїв, виведення диспетчеру повідомлень про виникнення аварійних ситуацій;
- відображення поточних значень параметрів телевимірювань у реальному часі;
- завантаження осцилограм аварійних процесів з пристроїв релейно-захисної автоматики (РЗА) підстанцій за допомогою цифрових каналів зв'язку;
- дистанційний автоматизований контроль та керування об'єктами освітлення на станціях та у перегонних тунелях з диспетчерського пункту станції;
- виведення діагностичної інформації про роботу обладнання та пристроїв передавання даних;
- видачу диспетчеру оперативної інформації;
- формування звітних документів.
Унікальний досвід «Плутон» у реалізації системи керування роботою станцій (СКРСТ)
У межах проєкту фахівці «Плутон» вперше реалізували систему телемеханіки життєзабезпечення станцій (СКРСТ), яка охопила систему керування ескалаторами та пасажирськими конвейєрами (АСДК-ЕС), та систему керування об'єктами електромеханічної служби (АСДК-ЕМ), які представлені цілим рядом обладнання для водо- та теплопостачання приміщень, каналізаційним помповим та водовідливним обладнанням, обладнанням вентиляції станцій та перегонів, службових та технологічних приміщень.
Пульт СКРСТ (ст. «Ювілейна площа»)
Завдяки системі керування ескалаторами та пасажирськими конвейєрами (АСДК-ЕС) забезпечується виконання наступних функцій:
- централізоване диспетчерське керування ескалаторами та пасажирськими конвейєрами на станціях метрополітену з диспетчерського пункту лінії;
- аналіз стану контрольованих об'єктів керування у реальному часі, відображення поточного стану обладнання та пристроїв, виведення диспетчеру повідомлень про виникнення аварійних ситуацій;
- виведення діагностичної інформації про роботу обладнання та пристрої передавання даних;
- виведення диспетчерам оперативної інформації;
- формування звітної документації.
На сьогодні система телемеханіки ескалаторів та пасажирських конвейєрів «Плутон» здійснює автоматизацію та диспетчеризацію:
- 12 ескалаторів на станціях «Площа Франтішека Богушевича», «Вокзальна» та «Ювілейна площа»;
- 9 пасажирських конвейєрів у пересадочних тунелях та вузлах.
Дисплеї АРМ АСДК-ЕМ та АСДК-ЕС
Система керування електромеханічними пристроями (АСДК ЕМ) забезпечує автоматизацію та диспетчеризацію наступних об'єктів електромеханічної служби:
- вентиляційного обладнання тунельної вентиляції у венткамерах на станціях та у притунельних спорудах;
- повітряних клапанів тунельної вентиляції на станціях та у притунельних спорудах;
- обладнання місцевої вентиляції на станціях та у притунельних спорудах;
- обладнання протидимової вентиляції пасажирських приміщень станцій;
- повітряно-теплових завіс;
- систем автономного теплопостачання та повітряного обігріву;
- кондиціонерів у технологічних приміщеннях;
- пристроїв електрообігріву сходових маршів;
- помпового обладнання артезіанських свердловин;
- пристроїв, що регулюють вхід;
- основного та місцевого водовідливного обладнання на станціях та у притунельних спорудах;
- каналізаційного помпового обладнання на станціях та у притунельних спорудах;
- засувок з електроприводом на вводах водогону на станціях та на тунельному водогоні;
- дверцят автоматичних станційних на платформенних ділянках станцій (моніторинг стану без права керування).
Диспетчерська АСДК-ЕМ третьої лінії Мінського метрополітену
Крім того, АСДК-ЕМ забезпечує моніторинг наступних параметрів повітря:
- температури повітря, відносної вологості та вмісту в ньому окису та двоокису вуглецю, радіаційного фону та
- потенційно небезпечних речовин — в одному кінці платформенної частини станції;
- температури повітря, відносної вологості та вмісту в ньому окису та двоокису вуглецю, радіаційного фону та потенційно небезпечних речовин, вибухонебезпечних газів — у вентиляційних камерах припливних установок тунельної вентиляції;
- температури повітря, відносної вологості — у вентиляційних камерах установок тунельної вентиляції на станціях;
- температури повітря, відносної вологості повітря, вибухонебезпечних газів (метану) — у касових залах вестибюлів та у пересадочних спорудах.
Відповідність обладнання систем телемеханіки «Плутон» вимогам міжнародних та європейських стандартів
Особливу увагу при розробці автоматизованих систем диспетчерського керування для централізованого контролю стану систем електропостачання та життєзабезпечення Мінського метрополітену було приділено відповідності застосованого обладнання вимогам міжнародних та європейських стандартів серій МЕК 61850 («Мережі та системи зв'язку на підстанціях»), МЕК 60870 («Пристрої та системи телемеханіки»), МЕК 62351 («Керування енергосистемами та пов'язаний з ним обмін інформацією. Безпека даних та комунікацій») у частині безпеки, надійності та якості. Для візуалізації, диспетчерського керування, збору та аналізу даних було використане найсучасніше програмне забезпечення на базі відкритої SCADA-системи Zenon виробництва COPA-DATA GmbH (Австрія), а мікропроцесорні системи керування були розроблені на базі ПЛК компанії B&R (Австрія), які підтримують мови програмування за міжнародним стандартом IEC 61131-3.
Перспективи та тенденції розвитку функціональних можливостей систем телемеханіки «Плутон» в області автоматики та телемеханіки руху потягів метро
На сьогодні перед метрополітенами особливо гостро стоїть питання переходу із застарілих систем централізації релейного типу на системи мікропроцесорної централізації, що є необхідним для вдосконалення технологічних процесів керування перевезеннями та роботою структурних підрозділів метрополітену. У більшості метрополітенів термін використання близько 40 % реле, які експлуатуються, значно перевищує нормативний, та спостерігається тенденція збільшення некоректного спрацювання пристроїв маршрутно-релейної централізації (МРЦ) через незадовільний стан самих пристроїв. Мікропроцесорні пристрої мають суттєві переваги перед пристроями на базі електромеханічних або електронних реле, а їх використання суттєво збільшує безперебійність електропостачання споживачів та зменшує наслідки аварій електрообладнання.
З розвитком мікропроцесорної техніки та з появою на ринку програмованих логічних контролерів (ПЛК) Компанія «Плутон» відмовилась від традиційної релейно-контакторної апаратури та стала активно впроваджувати ПЛК для реалізації систем керування обладнанням перетворення та розподілення електроенергії для тягових підстанцій. Що до систем телемеханіки для метрополітенів, то фахівці «Плутон» не бажають обмежуватися тільки сферами електропостачання та життєзабезпечення станцій, а вже зараз працюють на перспективу, вивчаючи можливість впровадження у метрополітенах мікропроцесорних систем автоматики та телемеханіки власної розробки для комплексу пристроїв сигналізації, централізації та блокувань (СЦБ). Як результат, у найближчому майбутньому Компанія «Плутон» зможе запропонувати єдине комплексне рішення для оперативного та ефективного керування всіма технологічними процесами як у сфері енерго- та життєзабезпечення підстанцій, так і у сфері автоматичного керування та забезпечення безпечного руху потягів метрополітену.Скачат