BOSANSKOHERCEGOVAĈKI KOMITET MEĐUNARODNOG VIJEĆA ZA VELIKE ELEKTRIĈNE SISTEME – BH K CIGRÉ SARAJEVO 11. SAVJETOVANJE BOSANSKOHERCEGOVAĈKOG KOMITETA NEUM, 15. – 19.09.2013. CENTAR DALJINSKOG UPRAVLJANJA HRVATSKIH ŽELJEZNICA CONTROL SYSTEM FOR CROATIAN RAILWAYS Boris Njavro Konĉar – Inţ. za energetiku i transport d.d. boris.njavro@koncar-ket.hr Zagreb, Hrvatska Jadran Franotović Konĉar – Inţ. za energetiku i transport d.d. jadran.franotovic@koncar-ket.hr Zagreb, Hrvatska Tihomir Ĉuješ Konĉar – Inţ. za energetiku i transport d.d. tihomir.cujes@koncar-ket.hr Zagreb, Hrvatska SAŽETAK: Nakon više od 40 godina korištenja opreme za daljinsko upravljanje, prostorije dispeĉerskog centra hrvatskih ţeljeznica u Zagrebu su izgledale primjerenije tehniĉkom muzeju nego centru nadleţnom za jedan od većih energetskih sustava u Hrvatskoj. Poĉevši od najstarijeg EFD sustava, izraĊenog u poluvodiĉkoj tehnologiji, preko PDP raĉunala (sustav PROZA 11 D/R) do „najmlaĊeg“ Proza R/F sustava koji su korišteni u CDU, dobila se "uspješna“ kombinacija koja nadzire 75 objekata elektriĉne vuĉe na zapadnom dijelu Hrvatske. Vaţnost CDU-a u Zagrebu ne treba posebno naglašavati, tako da je dugo oĉekivana rekonstrukcija pozdravljena i od strane korisnika i od strane osoblja za odrţavanje sustava. Rekonstrukcija je obuhvatila ugradnju novog SCADA sustava u CDU-u i graĊevinsko ureĊenja prostora CDU-a. Uz implementaciju nove opreme CDU-a, obavljeni su i graĊevinski radovi u zgradi CDU-a s ciljem osiguravanja optimalnih uvjeta za novu opremu i za korisnike (ureĊenje komandne sobe s ugradnjom video zida, ureĊenje soba sistem inţenjera o odjela za odrţavanje sustava). Ključne riječi: SCADA, daljinska stanica, staniĉno raĉunalo, CDU, rekonstrukcija, ţeljeznica SUMMARY: After more than 40 years of operation of the remote control equipment, the Croatian Railways Dispatching Centre in Zagreb looked more like a technical museum then like a centre in charge of one of larger energy systems in Croatia. Starting with the oldest EFD system made in a semiconducting technology, over a PDP computer (PROZA 11 D/R system) up to the most recent Proza R/F system used in the CDU, a “winning combination” was achieved in a system that monitors 75 electric traction facilities placed in the western part of Croatia. The importance of Zagreb CDU should not be specially emphasised and the long expected reconstruction was welcomed not only by users, but also by system maintenance personnel. The Reconstruction comprised installation of new SCADA system at the CDU and civil engineering modelling of CDU rooms. In addition to implementation of new equipment into the CDU-a, civil engineering works were also performed in the CDU building providing for optimum conditions for new equipment and users (modelling of the command room including installation of a video wall, modelling of the system maintenance system engineers’ room). Key words: remote terminal unit, station computer, ACC, reconstructions, railways Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-1 1. UVOD Nakon više od 40 godina korištenja opreme za daljinsko upravljanje, prostorije dispeĉerskog centra hrvatskih ţeljeznica u Zagrebu (centar daljinskog upravljanja - CDU) su izgledale primjerenije tehniĉkom muzeju nego centru nadleţnom za jedan od većih energetskih sustava u Hrvatskoj. Poĉevši od najstarijeg EFD sustava, izraĊenog u poluvodiĉkoj tehnologiji, preko PDP raĉunala (sustav PROZA 11 D/R) do „najmlaĊeg“ Proza R/F sustava koji su korišteni u CDU, dobila se "uspješna“ kombinacija koja nadzire 75 objekata na zapadnom dijelu Hrvatske: EVP-a, PSN-a, PS-a i kolodvora. Istoĉni dio pruga nadzire se preko CDU-a u Vinkovcima koji će biti integriran u novi sustav u drugoj fazi projekta. Vaţnost CDU-a u Zagrebu ne treba posebno naglašavati, tako da je dugo oĉekivana rekonstrukcija pozdravljena i od strane korisnika i od strane osoblja za odrţavanje sustava. Rekonstrukcija je obuhvatila ugradnju novog SCADA sustava u CDU-u i graĊevinsko ureĊenja prostora. Naţalost, zbog ograniĉenih financijskih sredstava i tehniĉkih razloga zbog kojih CDU ne smije biti duţe vrijeme nefunkcionalan, oprema u samim objektima još uvijek se neće mijenjati. Zbog prethodno navedenih razloga, znaĉajan dio rekonstrukcije CDU-a predstavljala je integracija starih objekata na novi sustav, te razdoblje migracije do konaĉne konfiguracije. Posebno treba izdvojiti centralnu komunikacijsku jedinicu EFD300K koja je EFD sustav prilagodila na poznati komunikacijski protokol IEC 60870-5-101 i omogućila upravljanje i tih objekata. Uz implementaciju nove opreme CDU-a, obavljeni su i graĊevinski radovi u zgradi CDU-a s ciljem osiguravanja optimalnih uvjeta za novu opremu (klimatizacija, strukturno kabliranje, UPS) i za korisnike (ureĊenje komandne sobe s ugradnjom video zida, ureĊenje soba sistem inţenjera i odjela za odrţavanje sustava). Ovaj rad će ukratko opisati stare sustave koji su se koristili za daljinsko voĊenje HŢ-a, novu konfiguraciju CDU-a i korake koji su obavljeni do postizanja konaĉne funkcionalnosti. Na kraju će se dati i pregled naprednih funkcionalnosti dobivenih s novim sustavom, te vizija modernog CDU-a za nadzor elektroenergetskog sustava HŢ-a. 2. OBJEKTI UPRAVLJANJA Objekti u elektroenergetskoj mreţi HŢ-a poĉeli su se daljinski upravljati još 1971. godine kada je završila ugradnja ureĊaja daljinskog upravljanja (DU) tipa EFD 300, koji se zasnivaju na poluvodiĉkim elektroniĉkim elementima i relejima i ĉiji centralni dio se nalazi u CDU Zagreb. Upravljanje i prikaz stanja postrojenja integrirani su na upravljaĉkoj ploĉi u mozaiĉkoj izvedbi. Pri elektrifikaciji pruge Dugo Selo – Botovo – drţavna granica ugraĊen je sustav DU tipa DS – 801. Prvobitna tehnologija bila je sliĉna kao i EFD s upravljanjem pomoću mozaik ploĉe. Prigodom pretvorbe sustava elektriĉne vuĉe na pruzi Zagreb – Karlovac – Ogulin – Moravice 1987. godine, u CDU Zagreb je pušten u pogon raĉunalski sustav DU sa sustavom PROZA 11 D/R s dvije nove linije upravljanja. Nadzirani objekti su opremljeni ureĊajima DS-802T. Do kraja 2002. godine obnovljen je EVP Sunja te izgraĊen PSN Volinja. DU tim postrojenjima iz CDU Zagreb obavlja se privremeno jednim raĉunalom s programskim sustavom PROZA R/F. Na centralno PROZA R/F raĉunalo 2007. godine prikljuĉen je i novoizgraĊeni EVP Zaprešić. Dinamiku ukljuĉenja ureĊaja DU i MU u pogon, njihov tip i koliĉinu prikazuje slijedeća tablica. Tablica I. Dinamika ukljuĉenja ureĊaja DU i MU Godina Pruga 1971. Dobova-Zagreb-Dugo Selo-Novska 1971. Zagreb-Sisak-Novska 1978. Ranţirni kolodvor Zagreb 1980 Dobova 1981. Dugo Selo – Botovo 1983. Sunja – Bosanski Novi 1986. Hrvatski Leskovac – Zveĉaj 1987. Generalski Stol- Moravice 2002. Sunja – Volinja 2007. EVP Zaprešić 2008. Šaš, Dubica, kolodvori Ukupno UgraĊeno 16 16 5 1 7 3 9 9 4 1 8 9 Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-2 UreĊaj DU EFD 300 EFD 300 EFD 300 EFD 300 DS 801 T EFD 300 DS 802 T DS 802 T SC, KKU SC EFD, KKU U pogonu 2008. 16 6 5 1 7 0 9 9 4 1 8 66 3. NOVI CENTAR DALJINSKOG UPRAVLJANJA Kod instalacije novog centra daljinskog upravljanja bilo je od iznimne vaţnosti omogućiti neometan rad starog centra, što je trebalo iskordinirati i s rekonstrukcijom unutarnjih prostorija centra: sistemske sobe, sanitarije, uredi, dispeĉerska soba i dr. Osim toga, oprema u objektima i komunikacijska oprema su minimalno mijenjani (osim tijekom izgradnje novih postrojenja tijekom instalacije centra), te je bilo potrebno sve ureĊaje u objektima prilagoditi komunikacijski novom sustavu. Ovo i nije bilo tako teško za PDP raĉunalo, tj. PROZA D/R i PROZA R/F sustave, jer postoje velika iskustva u rekonstrukciji dispeĉerskih centara u HEP-u, no prilagodba EFD ureĊaja zahtijevala je kompletno novo rješenje, nazvano EFD 300K (komunikacijski konvertor). 3.1. Konfiguracija SCADA sustav je modularan i fleksibilan sustav ĉiji moduli se mogu koristiti za razliĉite razine nadzora i upravljanja od staniĉnog raĉunala pa do velikih upravljaĉkih centara. Ovisno o namjeni moguće je i implementirati razliĉite sklopovske konfiguracije. Na donjoj slici prikazana je shema SCADA sustava za HŢ CDU Zagreb. Slika 1. Konfiguracija novog sustava 3.2. Zamjena sustava Zamjena sustava daljinskog upravljanja u CDU Zagreb poĉela je tako da se uz postojeći centar (PROZA D/R i PROZA R/F sustavi) instalirao paralelni sustav nove generacije (PROZA NET) u minimalnoj, jednostrukoj, konfiguraciji. Kao privremena lokacija za smještaj opreme novog sustava predviĊena je nova školska prostorija, koja je graĊevinski ureĊena prva. Taj je centar primio na sebe samo komunikacijsko suĉelje i daljinske stanice tipa SINDAC (EVP Sunja, Daljinske stanice DS80x) i IEC tipa (Sustav EFD300), te prikljuĉenje najbliţeg lokalnog objekta do kojeg postoji izravna veza (EVP Zaprešić). Za potrebe HŢ CDU Zagreb cjelokupna komunikacija novog SCADA sustava sa staniĉnim raĉunalima odvijala se preko IEC 60870-5-104 protokola. Za daljinske stanice koje ne podrţavaju ovaj protokol instaliran je konverter protokola (komunikacijsko raĉunalo) koji je protokole ADLP (SINDAC) i IEC 60870-5-101 konvertirao na protokol IEC 60870-5104, a posebno je instaliran i novo razvijeni komunikacijski konvertor EFD 300K. Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-3 Naĉelna komunikacijska shema sustava tijekom prijelaznog razdoblja i nakon ispitivanja prikazana je na donjoj slici. Slika 2. Shema sustava CDU Zagreb tijekom prijelaznog razdoblja i tijekom ispitivanja Slika 3. Shema sustava CDU Zagreb nakon prebacivanja na novi sustav Ispitivanje i prebacivanje sa starog na novi sustav u punoj konfiguraciju, uz preseljenje opreme iz privremenih u konaĉne prostore, obavljeno je nakon testiranja svih funkcija kako SCADA sustava tako i komunikacijskog suĉelja i EFD jedinice, te obuke operatera i sistem inţenjera, dakle ispravnost rada sustava u svim bitnim funkcijama je verificirana. Konaĉna shema sustava CDU Zagreb prikazan je na slici 3. Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-4 3.3. EFD 300K EFD 300K se povezuje direktno na liniju preko postojećeg komunikacijskog ureĊaja te na frekventne pretvaraĉe za prikupljanje mjerenja i u potpunosti zamjenjuje staru opremu u centru, a s druge strane se povezuje s novim SCADA sustavom. Blok shema ureĊaja EFD 300-K dana je na donjoj slici: RUN COM 1 MASTER POWER SUPPLY RS 232 COM 2 EEPROM WDT + 5V + /-20V STROBE RESET CLOCK OSC 10 MHz SLAVE 1 RAM SLAVE 2 LINE 1 RAM LINE 2 F1 F12 Slika 4. Blok shema ureĊaja EFD 300K Komunikacijski konvertor je izraĊen na osnovi mikrokontrolera. Sadrţi tri meĊusobno povezana mikrokontrolera. Glavni mikrokontroler je "master" i on komunicira s nadreĊenim SCADA sustavom preko RS 232 sklopa. Preko istog sklopa moguće je ulanĉati više konvertora radi proširenja ulaznih kapaciteta. Prema nadreĊenom raĉunalu ovako spojeni konvertori predstavljaju jedinstven ureĊaj. Glavni mikrokontroler, nadalje oĉitava ulaze mjerenja te vrši frekventno - digitalnu konverziju, osvjeţava nadzornu jedinicu "WDT", a preko interne sabirnice komunicira s dva "slave" mikrokontrolera i "EEPROM" memorijom. "Slave" mikrokontroleri su zaduţeni za slanje i prijem telegrama, svaki posebno za linije 1 i 2. Primljene informacije pohranjuju se u pripadajuću "RAM" memoriju. Ulazi za mjerenja i komunikacijske linije su spojeni na zasebne prilagodne sklopove koji osiguravaju odgovarajuća filtriranja i galvansko odvajanje signala tako da digitalna elektronika ureĊaja nema elektriĉkih dodirnih toĉaka s prikljuĉenom opremom. Sklop za napajanje osigurava potrebne stabilizirane napone posebno za digitalne, posebno za prilagodne sklopove. EFD 300-K se na raĉunalni sustav spaja preko skretnica u ECOM 12 sustavu. S druge strane je signalnim kabelom spojen na linije 1 i 2 prema objektima, a takoĊer signalnim kabelom prema ormaru mjerenja. UreĊaj se napaja mreţnim naponom 220 V AC koji se dovodi u lokalnu Power Supply jedinicu. Ova jedinica vrši galvansko odvajanje napona i pretvorbu na napone: +5 VDC, 0 VDC te napone +20 VDC, -20 VDC i 0 VDC ĉime se napajaju svi elementi modula. Naponi +20 VDC, -20 VDC i 0 VDC koristi se za signale na izlaznim linijama prema EFD 300 sustavu za svaku liniju. 3.4. Ispitivanja Tijekom instalacije sustava ispitivanja su obavljena u nekoliko razina: 1. Tvorniĉko ispitivanje 2. Funkcionalno ispitivanje na lokaciji 3. Ispitivanje komunikacije toĉka-toĉka; provjera svih alarma, mjerenja i komandi s novim centrom 4. Ispitivanje raspoloţivosti; praćenje dogaĊaja u sustavu na osnovu kojih se odreĊuje raspoloţivost Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-5 5. Ispitivanje odziva sustava; ispitivanje vremena potrebnog za prikaz nekog dogaĊaja ili za realizaciju neke akcije. Posebno zanimljivo bilo je ispitivanje odziva koje je odraĊeno „u ţivo“ na tri razliĉita tipa postrojenja, ovisno o opremi: EFD300, DS 801 i PROZA R/F, te u dva scenarija: normalno i vršno opterećenje. U donjoj tablici dan je izvadak rezultata ispitivanja za scenarij normalnog opterećenja. DogaĎaj Tablica II. Rezultati ispitivanja odziva Vrijeme (s) Vrijednost 1 Postrojenje EVP Zaprešić – Proza R/F Vrijeme odziva na spontane dogaĊaje iz postrojenja: Vrijeme izmeĊu nastanka dogaĊaja i njegove pojave u listi dogaĊaja Vrijeme odziva na spontane dogaĊaje iz postrojenja: Vrijeme izmeĊu nastanka dogaĊaja i njegove pojave u tablici alarma Vrijeme odziva na naloge operatera: Vrijeme od slanja komande do izvršenja naloga u postrojenju Postrojenje EVP Koprivnica (DS801) Vrijeme odziva na spontane dogaĊaje iz postrojenja: Vrijeme izmeĊu nastanka dogaĊaja i njegove pojave u listi dogaĊaja Vrijeme odziva na spontane dogaĊaje iz postrojenja: Vrijeme izmeĊu nastanka dogaĊaja i njegove pojave u tablici alarma Vrijeme odziva na naloge operatera: Vrijeme od slanja komande do izvršenja naloga u postrojenju Vrijeme odziva na naloge operatera: Vrijeme od izvršenja naloga u postrojenju do prikaza u listi dogaĊaja Postrojenje EVP Ludina (EFD) Vrijeme odziva na spontane dogaĊaje iz postrojenja: Vrijeme izmeĊu nastanka dogaĊaja i njegove pojave u listi dogaĊaja Vrijeme odziva na spontane dogaĊaje iz postrojenja: Vrijeme izmeĊu nastanka dogaĊaja i njegove pojave u tablici alarma Vrijeme odziva na naloge operatera: Vrijeme od slanja komande do izvršenja naloga u postrojenju Vrijeme odziva na naloge operatera: Vrijeme od izvršenja naloga u postrojenju do prikaza u listi dogaĊaja Vrijednost 2 Vrijednost 3 Sr. Vrj. 2,2 [s] 3,9 [s] 3,4 [s] 3,2 [s] 2,2 [s] 3,9 [s] 3,4 [s] 3,2 [s] <1 [s] <1 [s] <1 [s] <1 [s] 5,4 [s] 3,4 [s] 5,1 [s] 4,6 [s] 5,4 [s] 3,9 [s] 4,5 [s] 4,6 [s] 1,1 [s] 0,7 [s] 1,2 [s] 1 [s] 5,1 [s] 2,7 [s] 4,8 [s] 4,2 [s] 6,3 [s] 7,0 [s] 5,9 [s] 6,4 [s] 6,3 [s] 7,0 [s] 6,1 [s] 6,5 [s] 1,6 [s] 1,5 [s] 1,4 [s] 1,5 [s] 6,9 [s] 7,2 [s] 6,5 [s] 6,9 [s] Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-6 Slika 5. Dispeĉerska prostorija CDU HŢ Zagreb 4. ZAKLJUČAK Instalacija novog centra daljinskog upravljanja za Hrvatske ţeljeznice bila je nuţnost kako bi se konaĉno zamijenio postojeći sustav koji je bi u radu više od 40 godina. Prelazak na novi sustav nije bio lak, te je dobro planiranje i osmišljavanje prelazne faze omogućilo prelazak bez prekida rada, a tijekom paralelnog rada oba sustava obavljena su sva ispitivanja, školovanje korisnika i rekonstrukcija kompletnog interijera. Kako ništa ne bi bilo prepušteno sluĉaju, ispitivanja novog centra obavljena su u 5 faza, pri ĉemu je ispitivanje toĉka-toĉka obavljeno na 100% podataka u bazi CDU, a ispitivanje odziva dokazalo je performanse novog sustava. S novim sustavom, korisnici u HŢ-u dobili su moderan alat za voĊenje mreţe i savršenu podlogu za objedinjavanje sustava voĊenja EES-a u cijeloj Hrvatskoj, Zagreb, Rijeka i Vinkovci. 5. [1] [2] [3] [4] LITERATURA ”Sustav EFD-300” Tehniĉka dokumentacija sustava za daljinsko upravljanje stabilnim postrojenjima za elektriĉnu vuĉu, Siemens AG Njemaĉka, 1971 “CDU Zagreb - Glavni projekt” Dokumentacija sustava za daljinsko upravljanje stabilnim postrojenjima za elektriĉnu vuĉu, Konĉar elektroindustrija Zagreb, 1987. K. Trajbar, J. Franotović “Revitalizacija sustava za daljinsko upravljanje stabilnim postrojenjima za elektriĉnu vuĉu” CIGRE, treći simpozij sustava voĊenja EES-a HEP-a, Cavtat 1998. B. Kauf, K. Trajbar, J. Franotović “Obnova sustava daljinskog upravljanja elektrovuĉnim postrojenjima na dijelu pruge Sisak – Sunja - Volinja” CIGRE, peti simpozij sustava voĊenja EES-a HEP-a, Cavtat 2002. Boris.njavro@koncar-ket.hr STK D2-7
© Copyright 2024 Paperzz
