Ș.L.DR.ING. NICOLETA ARGHIRAshiva.pub.ro/new/wp-content/uploads/2018/10/Modul1_SIE_moodle.pdf ·...

Sisteme informatice în energeticăȘ.L.DR.ING. NICOLETA ARGHIRA

PROF.DR.ING. SERGIU STELIAN ILIESCU

http://shiva.pub.ro/cursuri/sisteme-informatice-in-energetica/

Bibliografie ILIESCU S.St., Ioana FĂGĂRĂŞAN – Automatizarea centralelorelectrice, Ed. Printech, 2005, Bucuresti.

ILIESCU S.St., Teoria reglării automate, Ed. PROXIMA, Bucureşti2006, ISBN 973-7636-15-5

MIHOC D., ILIESCU S.St., FĂGĂRĂŞAN Ioana, ŢĂRANU Gh.,Conducerea şi automatizarea instalaţiilor energetice, 110 pagini,Editura Printech, Bucureşti, ISBN (10) 973-718-497-1, ISBN (13)978-973-718-497-9 , 110 pg., 2006

MIHOC D., ILIESCU S.St., FĂGĂRĂŞAN Ioana, ŢĂRANU Gh.,MATEI G., Automatizări electro- şi termoenergetice, Ed.PRINTECH, Bucureşti, ISBN: 978-973-718-936-3, 180 pg., 2008;

SISTEME INFORMATICE ÎN ENERGETICĂ 2

Cuprins:


Cap.1. Consideratii generale privind aplicatiile informatice.

Terminologie. Tipuri de scheme tehnologice

Cap.2. Sistemul energetic. Producția, transportul, distribuția și

consumul energiei electrice

Cap.3. Sisteme de comandă și reglare în sistemul energetic,

integrate în sistemul informatic

Cap.4. Principii generale de realizare a sistemelor informatice

4.1 Etapele de realizare a sistemelor (aplicatiilor) informatice

4.2 Etapele de realizare a produselor program

4.3 Aspecte privind evolutia unui sistem informational.

Cuprins:


Cap.5. Tehnologia de realizare a unui produs informatic.

5.1 Consideratii generale

5.2 Strategii de concepere a unui sistem informatic

5.3 Strategii de abordare a procesului de realizare a unei

aplicatii informatice sau produs-program

5.4 Metode de realizare a unui produs informatic

5.4.1. Top – down

5.4.2. Outside – in

5.4.3. Inside – out

5.4.4. Bottom – up

5.5 Tehnici de realizare a unui produs informatic

5.5.1. Interviuri

5.5.2. Chestionarul

5.5.3. Studiul documentar

5.5.4. Analiza diagnostic

5.5.5. Tabele de decizie

Cuprins:


Cap.6. Cadrul tehnologic de realizare a unui sistem informatic

6.1 Elaborarea temei de realizare

6.2 Proiectarea de ansamblu

6.3 Integrare si testare

6.4 Aspecte privind sistemul de management (IMS) al

informatiei

Cap.7. Funcții și caracteristici ale sistemelor informatice

utilizate în domeniul energetic

Cap.8. Exemple de sisteme informatice în energetica

Terminologie

•Proces industrial: ansamblu de fenomene de natura complexa, conceput, de regula, de om, cu o destinatie functionala precisa ce expliciteaza transformarile masice si/sau de energie.

Model: reprezentare matematica a dependentei dintre mai multemarimi. Daca dependenta corespunde unui proces fizic realizabilse spune ca avem un model sistemic.

La un model sistemic exista o relatie de cauzalitate intre marimi.Aceasta relatie imparte marimile ce caracterizeaza un model indoua clase: marimi de intrare (cauza) si marimi de iesire (efect).


x

v

EeEi

yu

INTERIORUL

SISTEMULUI

Su S2

Su S1

Su S3

Ee1

Ee2

Ee3

SISTEM

MEDIU

EXTERIOR

Limita sistemului

cu exteriorul

E 11

E 13

E 12

E 21

E 23

E 22

E 31 E 32

E 34E 33

u

v

yx z

Proces industrialEi Ee

v

yx z

Proces industrial

u

EeEi

MIMO

SISO

Sisteme si Procese

Sistem (tehnic)

Eij – element constituant al sistemului;

Su Sk - subsistemul k

Procesul industrial


. . . .

INTERIOR

MEDIUL EXTERIOR

Element din mediul

exteriorLimita sistemului fata

de mediul exterior

Su EE1Su EE2

Su EEi

Sistem electroenergetic (SEE): Su EEi subsistemul electroenergetic “i”

SEE – Sistem mareUn sistem mare poate fi recunoscut dupa un setde caracteristici (Filip 1986):

• structura interconectata;

• existenta mai multor obiective, uneori vagi si/sauconflictuale (Tomovic, 1972);

• restrictii in structura informationala;

• dimensionalitate mare;

• prezenta incertitudinii (Siljak 1983).

Sistemul electroenergetic (SEE) este constituit dinelemente generatoare de energie electrică,transformatoare, linii electrice, transport şiechipamente de distribuţie a energiei electrice.Aceste elemente sunt grupate zonal constituindsubsistemele unui SEE (SuEE).


Sistemul electroenergetic ≡ Sistem mare ≡ Sistem complex

Caracteristici ale unui SEE:▪producerea si consumul de energie electrica se face simultan;

▪ procesele dintr-un SEE prezinta, in cea mai mare parte, proprietati deautoreglare, dar gradul de statism natural este mare;

▪ raspandire pe o arie geografica mare;

▪ ansamblu de procese rapide si lente;

▪ energia electrica generata trebuie sa indeplineasca o serie de criteriistricte de calitate;

▪ alimentarea fara intrerupere cu energie electrica, in special, pentruconsumatorii industriali.


Retele electrice,

Centrale electrice,

Consumatori

DISPECERI ENERGETICI LOCALI

DISPECER ENERGETICI ZONAL

DISPECER ENERGETICI TERITORIAL

Subsisteme electroenergetice

DISPECERI ENERGETIC NATIONAL

Sisteme EnergeticeNivelul 1

Nivelul 2

Nivelul 3

Nivelul 4

DEN

DET

DED

Centrale

Retele electrice

Consumatori

SENCET

CT

dis

pecer

Sis

tem

de

con

du

cere

neo

pe

rati

va

dispecer

camera de

comanda

dulap

automatizari

instalatii de automatizare

locale si proces

CE

Sistem de conducere

operativa (in timp real)

Structuri de conducere ierarhizatepentru un SEE


• Cresterea numarului de aplicatii implicand sistemenumerice de conducere• Largirea sistemuluiaplicatiilor informatice

Necesitatea realizarii unui cadrumetodologic cat mai bine conturat pentruanaliza, doar in special pentru proiectareasistemelor ce implica utilizarea tehnologieinumerice.

Componenteleanalizei de sistem [Daenzer]

FILOZOFIA ANALIZEI DE SISTEM

Gandire sistemica Model procedural

PROCESUL DE REZOLVARE A PROBLEMEIConfigurare Managementul

sistem proiectului

Metode de configurare

sistem

Metode de management

al proiectului

(de rezolvat) (probleme)

PROBLEMA REZOLVARE

ANALIZA DE SISTEM

Ce trebuie facut ?

• De ce trebuie sa se faca ?

• Ce ar trebui sa se faca ?

• Cand trebuie facut ?

• Cine trebuie sa faca ?

• Cine raspunde ?

• Unde se face ?


Terminologie

•Produs informatic: denumire generica prin care se refera sistemulinformatic, o aplicatie informatica sau produsul program.

•Aplicatie informatica: utilizarea calculatorului in rezolvarea unui grupomogen de probleme ale unui utilizator individual printre care distingem:- aplicatii de gestiune;

- aplicatii stiintifice;

- aplicatii de birotica etc.

•Produs program: sistem complet si documentat de programe, livrabil unuigrup de utilizatori care reprezinta:- implementarea uneia sau mai multor aplicatii informatice la utilizatorii din

grup;

- suportul de realizare si exploatare a produselor program aplicative de uzgeneral sau dedicat.


Terminologie

•Produs informatic: denumire generica prin care se refera sistemulinformatic, o aplicatie informatica sau produsul program.

•Sistem informatic: ansamblu constituit din urmatoarele tipuri deelemente:

- echipamente, care pot fi: unul sau mai multe calculatoare, memorii,periferice;

- software compus din: soft de baza, soft de gestionare a bazelor dedate, soft de aplicatie;

- personal de exploatare, utilizatori de specialitate pentru intretinere;

- organizarea activitatilor de pregatire a mediului de achizitiea datelor,de supraveghere a exploatarii si intretinerii sistemului.


Terminologie

•Produs informatic: denumire generica prin care se refera sistemul informatic, oaplicatie informatica sau produsul program.

•Ciclul de viata al unui produs informatic: perioada de timp intre momentulaparitiei cererii prin care se solicita realizarea unui produs informatic si momentulscoaterii lui din exploatare.

•Ciclul de realizare al unui produs informatic: partea din ciclul de viata al unuiprodus informatic in cadrul careia se realizeaza respectivul produs.

In ceea ce priveste criteriile, sistemele informatice se pot clasifica dupa:

- nivelul sistemului obiect pe care se grefeaza sistemul informatic: sisteme destinateproceselor industriale, unitatilor socio-economice, de productie sau de servicii;

- domeniul de utilizare;

- stadiul atins in evolutia sa de sistemul informatic.


Terminologie

Calculator de proces: echipament numeric de calcul care poaterealiza conducerea unui proces in timp real si care pe langainterfetele clasice dispune de o interfata industriala prin care serealizeaza o legatura bilaterala cu procesul condus, precum si deo consola a operatorului de proces ce permite dialogul operator-calculator.

Timp real: mod de organizare a prelucrarilor prin care calculatorultrebuie sa furnizeze, pe baza datelor primite de la un proces,informatii necesare de comanda si control intr-un timp compatibilcu regimul tranzitoriu din proces.


Terminologie

Hardware (echipament): echipament fizic folosit pentruprelucrarea datelor, spre deosebire de programe, proceduri, regulisi documentatia asociata acestora.

Software: produs intelectual constand din programe, reguli sidocumentatia asociata pentru functionarea unui sistem deprelucrare a datelor (notiunea de software nu include si suportiifizici utilizati pentru a-l manipula).


Terminologie

Software critic: componenta software a unui produs informatic a caruifunctionare eronata produce efecte negative foarte mari in mediul utilizator.

Software de operare (sistem de operare): software care controleazaexecutia programelor si poate sa asigure functiuni ca: alocarea resurselor,planificarea resurselor, controlul intrarilor, al iesirilor si gestiunea datelor.

Software suport: software care constituie suport pentru realizarea siexploatarea produsului informatic si care va fi incorporat in componentelesoftware ale produsului final; cuprinde: software-ul de baza, software-ul degestionare a colectiilor de date, software-ul de comunicatie.


Tipuri de scheme tehnologice

Scheme tehnologice cu automatizări (P&ID)


Process/Piping and Instrumentation Diagram (P&ID): în care sunt

reprezentate atât elementele instalaţiei automatizate, legăturile lor

funcţionale, cât şi elementele şi circuitele instalaţiei de automatizare.

Exemplu P&ID

P&ID 11 TURBINA-Model.pdf




Simbol Semnificaţie Simbol Semnificaţie Simbol Semnificaţie

comandă de la

distanţă

(închis,

deschis, stop)

comandă de

la distanţă

(pornit/oprit,

creşte/scade)

element de comutare automat-manual

(pentru reglarea referinţei în bucla de

reglare: A-referinţa culeasă din proces;

M-referinţă modificată manual)

aparat local traductor,

detector

aparat montat pe panou sau pupitru în

CCT – camera de comandă tehnică

(contur operativ)

aparat montat

în panou local

aparat montat

în dulap

neoperativ

semnal analogic (binar) transmis la

calculatorul de proces

3H

an

2H

an

A-M

an

XXXX

an

XX

an

XX

an

XX

an

A(B)

XX

a n

prima literă (primele litere) reprezintă simbolul parametrului măsurat

a doua literă (ultimele litere începând cu a doua) reprezintă simbolul funcţiei aparatului

cifră reprezentând numărul aparatului în buclă

litere având următoarea semnificaţie : b = buton; g = aparat indicator; f = traductor; u = aparat calcul

Sursa: ISA – www.isa.org




Cele mai utilizate simboluri ale parametrilor şi funcţiilor sunt :

simboluri parametri simboluri funcţii

A calitate (pH, S) I indicare

F debit R înregistrare

L nivel Q contorizare

P presiune A semnalizare

T temperatură S protecţie

Y turaţie Y calcul

Z poziţie T transmitere la distanţă

V vibraţii E element sensibil (detector)

U deplasare C reglare

X dilatare relativă W priză pentru măsurători de probă

K referinţă


Scheme desfăşurate


Scheme desfăşurate: reprezintă legăturile dintre aparate sau dintre

elementele componente ale acestora, care permit înţelegerea şi

urmărirea funcţionării efective a circuitelor electrice;

Partea de forță Partea de comandă

M

3~

L1

L2

L3

Q

K

K

R

S

Sp K

S0


Semneconventionale IEC folositepentruschemeleinstalațiilorelectrice


Buton normal deschis actionat prin impingere cu revenire

Buton normal deschis actionat prin rotire cu mentinerea

pozitiei

Buton normal inchis actionat prin impingere (apasare) cu

revenire

1k

Contact de releu sau contactor normal deschis

Contact de releu sau contactor normal inchis

Bobina de contactor principal sau releu intermediar

Contactor

Contactor asociat cu relee de suprasarcina


Scheme de montaj


Scheme sau tabele de conexiuni interioare: pe baza cărora

se execută legăturile dintre aparate, precum şi legăturile

dintre aparate şi şirurile de cleme din interiorul tablourilor sau

pupitrelor de comandă.

Schemele sau tabelele de conexiuni exterioare: pe baza

cărora se execută legăturile dintre echipamente şi aparatele

locale (traductoare, butoane de comandă, acţionări, etc.)

Funcţii ale sistemelor informatice utilizate în energetică


SUPRAVEGHERE

REGLARE

COMANDA

PROTECTIE

Bloc amplificare şi

execuţie

Bloc culegere şi prelucrare

primară a informaţiilor din

proces

PROCES



Prin supraveghere se intelege

achizitia datelor provenite din

proces (masuratori), prelucrarea

si afisarea informatiilor, arhivare

si semnalizare.

In cazul sistemelor complexe

supravegherea se poate face pe

mai multe nivele, ingloband in

acet caz si functiile de reglare,

comanda si protectie.

Functiile sistemului de conducere a

proceselor pe domenii de functionare a

instalatiilor

Functionare periculoasa

PROTECTIE

Functionare anormala

COMANDA

Functionare normala

REGLARE

SU

PR

AV

EG

HE

RE

A



Semnalizarea consta in

indicarea optica si acustica:

a schimbarii modului de

functionare a unei instalatii

(semnalizare de pozitie sau

functionare),

a aparitiei unei functionari

necorespunzatoare care poate

conduce la avarii (semnalizare

preventiva)

sau la aparitia propriu-zisa

a avariei (semnalizare de

avarie).

Functiile sistemului de conducere a

proceselor pe domenii de functionare a

instalatiilor

Functionare periculoasa

PROTECTIE

Functionare anormala

COMANDA

Functionare normala

REGLARE

SU

PR

AV

EG

HE

RE

A

Acesta este constituit din elemente

generatoare de energie electrică, retea

de transport, de distribuţie a energiei

electrice si consumatori. Aceste

elemente sunt grupate zonal constituind

subsistemele unui SE.

Sistemul energetic


Sistemul energetic - Rețeaua de transport

Nivele de tensiune: 400kV, 220kV, 110 kV

Operatorul de Transport si Sistem din Romania:

https://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet

https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduri

Verificarea și acceptarea în funcționare a centralelor eoliene din punct de vedere al respectării cerințelor Codului Tehnic RET


https://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet

https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduri

Sistemul energetic - Rețeaua de distribuţie

Nivele de tensiune: 110kV, 20 kV, 10 kV, 6 kV

Operatori de distribuție din Romania:


Reteaua electrica de transport

Număr foarte mare de "puncte" (centrale electrice, transformatoare, întreruptoare, stații) situată la 2000 de km 2 km distanță.

Toate operațiunile critice de timp executate la nivel local în stațiile și unități de producere a energiei.


Centrale electricePosturi de

transformare

SS

Centrul de comandaLocal

PP

Statii

SS

SS

PP

SS

PPSY

SYPP

Centru de conducereInternational

Centru de conducereNational

SS

Centrul de comandaLocal

Statii electrice

Stații electrice

protectie (Linii, transformatoare, generatoare) cu viteză de răspuns f mare

control (la distanță sau local) pentru a asigura circulația de puteri, operarea în condiții de siguranță (interblocări)

Măsurare (local and la distanță), factura de energie electrică, circulația de puteri în rețea


Centru de conducere - dispecerizare


Dispecerul energetic national

Starea Sistemului Energetic National in timpreal:

http://www.transelectrica.ro/widget/web/tel/sen-harta/-/harta_WAR_SENOperareHartaportlet


Conducerea unei statii electrice


Reglare

Comanda

Monitorizare

Alarmare etc

unit controllers

Ș.L.DR.ING. NICOLETA ARGHIRAshiva.pub.ro/new/wp-content/uploads/2018/10/Modul1_SIE_moodle.pdf ·...

Documents

Transcript of Ș.L.DR.ING. NICOLETA ARGHIRAshiva.pub.ro/new/wp-content/uploads/2018/10/Modul1_SIE_moodle.pdf ·...