ПТК КОНТАР для создания распределённых систем автоматизации и диспетчеризации

Вот уже несколько десятков лет Московский завод тепловой автоматики (МЗТА) производит оборудование для автоматизации и диспетчеризации ЖКХ, инженерных систем зданий и производств. Все эти годы завод осваивает и внедряет в свои продукты новые технологии, обеспечивая высокие показатели организации производства, надежности и качества продукции, руководствуясь при этом требованиями современных стандартов и максимально учитывая пожелания клиентов. ПТК КОНТАР – это инновационная разработка МЗТА для решения задач автоматизации.

Назначение комплекса

Программно-технический комплекс КОНТАР предназначен для автоматизации и диспетчеризации широкого круга процессов. Он применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ), для автоматизации тепловых процессов, при производстве строительных материалов, пищевых продуктов, кристаллов, плёнок и пр.

В основе ПТК КОНТАР лежит идея размещения микроконтроллеров в непосредственной близости от объекта управления. Каждый контроллер управляет несколькими исполнительными механизмами и получает информацию с нескольких датчиков. Объединенные в сеть элементы КОНТАР, образуют систему управления, работающую как единый контроллер с распределенным интеллектом. Надежность и живучесть такой системы очень высокая. Это достигается за счет малой вероятности одновременного отказа нескольких элементов сети при очень высокой надежности каждого из них.

Сети КОНТАР можно подключать к Интернет, обеспечив этим основу для глобальной системы диспетчеризации.

Сети контроллеров КОНТАР с возможностью подключения к Интернет

При формировании требований к новому ПТК учтены результаты систематизации и классификации технологического оборудования: систем теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, небольших котельных. Поэтому КОНТААР имеет высокую надежность и помехоустойчивость, универсальность применения и преемственность по отношению к традиционным российским датчикам и исполнительным устройствам.

Сегодня на базе ПТК КОНТАР создано и запущено в эксплуатацию огромное количество систем. Среди них как маленькие, включающие всего один контроллер, так и большие до 600 контроллеров в одной системе.

Основные устройства комплекса

В основе комплекса лежит небольшой одноплатный прибор – контроллер МС8. Он сертифицирован как средство измерения, на помехоустойчивость, в том числе к импульсным и искровым помехам, а также на допустимый уровень радиоизлучений (в России и США). Кроме того, имеется сертификат на применение в системах пожарной сигнализации и пожаротушения.

Внешний вид контроллера МС8

Контроллер МС8 имеет 8 универсальных входов для подключения любых датчиков с сигналами 4-20mA, 0-5mA, 0-10 В, термисторов, термометров сопротивления любых градуировок, термопар а также дискретных входов. Также, имеется 4 дискретных гальванически изолированных входа типа «сухой контакт». Для управления контроллер оснащен 10 выходами (8 цифровых и 2 аналоговых). МС8 имеет часы реального времени с энергонезависимой памятью, а также ведет архивы данных и событий. Все контроллеры могут объединяться в сеть KONTAR-bus, реализованную на базе интерфейса RS-485. Чтобы связаться с контроллерами других производителей, счетчиками или интеллектуальными датчиками МС8 оснащен интерфейсом RS-232C.

Если технологический процесс требует оперативного наблюдения или вмешательства персонала, можно использовать МС8 со встроенным пультом с ЖК-дисплеем и кнопками управления.

К МС8 можно подключить сотовый модем. Тогда он сможет информировать персонал о состоянии системы в реальном времени короткими сообщениями (SMS) на мобильный телефон. В этом случае с помощью SMS-сообщений от авторизованных номеров сотовых телефонов доступно также и управление.

Возможность использования всей мощи современных информационных технологий открывается при дополнении контроллера МС8 вставным модулем WebLinker. Такой контроллер обеспечивает подключение системы управления к сетям Ethernet и выход в Интернет, что дает возможность удаленного контроля объекта из любой точки мира. Модули WebLinker выпускаются с интерфейсами Ethernet, RS-232C и USB в различных комбинациях.

Модификации субмодуля WebLinker с интерфейсами Ethernet и RS-232C

Наряду с MC8 в состав комплекса КОНТАР входят контроллеры МС5, MR8, MR4, модули расширения МЕ4, модули МСР для связи с сетями Lon и BACNet, а так же пульты управления.

МС5 – контроллер, отличающийся от MC8 наличием силовых выходов (220В), упрощенной организацией входов, а также несколько меньшими вычислительными возможностями. Имеются модификации МС5 с встроенным пультом управления, с питанием на 24 и 220 вольт, и с выходами с нагрузочной способностью от 7 до 130 ВА и от 2,5 до 20 ВА.

Внешний вид контроллера MC5

MR8 – контроллер, предназначенный для управления исполнительными механизмами, рассчитанными на напряжение 220В. Он может использоваться как усилитель выходных сигналов контроллера МС8, как устройство расширения дискретных входов и выходов или для программно-логического управления с дискретными входами и выходами. Выпускаются исполнения модулей MR8 с ручным управлением силовыми выходами.

Внешний вид контроллера MR8

MR4 – контроллер, отличающийся выходными ключами в виде симисторов (4 аналоговых выхода) с фазоимпульсным управлением, и предназначенный для плавного изменения выходной мощности. Может использоваться в режиме управления выходной мощностью по записанному в него алгоритму, или в соответствии с сигналами, передаваемыми через интерфейс RS485. МЕ4 – модуль, используемый для расширения дискретных входов и выходов контроллера MC8. Имеются модификации без выходных ключей (как расширитель дискретных входов), с четырьмя выходными ключами на электромагнитных реле и с панелью ручного управления выходными ключами. МЕ4 подключается к контроллеру МС8 по интерфейсу RS-232C. "Расширенный" с помощью ME4 контроллер MC8 присутствует в сети КОНТАР как одно устройство.

Для связи с сетями LON и BacNet в ПТК КОНТАР имеется специальный модуль МСР. Он выполняет функцию шлюза, позволяющего объединять сеть контроллеров КОНТАР с устройствами, работающими по стандартному протоколу LonWorks и BacNet.

Внешний вид модуля MCP.

Все контроллеры, могут объединяться в общую сеть по шине KONTAR-bus.

В комплекс КОНТАР также входят операторские панели, предназначенные для местного управления процессом. Они монтируются на щитах и дверцах шкафов управления. Имеются следующие модификации пультов: пульт MD8.3 с монохромным текстовым дисплеем (2 строки по 16 символов) и степенью защиты IP54; пульты с монохромным или цветным графическим экраном, с разрешениями 160х80 или 320х240 точек и степенью защиты IP65. Все пульты подключаются к контроллерам по интерфейсу RS232C.

Внешний вид пульта MD8.3

Примеры внешнего вида пультов с монохромным и цветным дисплеем.

Программная часть комплекса

Программная часть комплекса состоит из четырех продуктов: КОНСОЛЬ, КОНГРАФ, КОНТАР-АРМ и WEB-SCADA.

Программа КОНСОЛЬ

Для наладки системы, мониторинга и управления контроллерами используется программа КОНСОЛЬ. Это основное средство для настройки комплекса КОНТАР. Она позволяет контролировать входные и выходные сигналы, редактировать настройки и значения переменных алгоритма управления, напрямую управлять выходами контроллера, а также загружать алгоритмы. С помощью КОНСОЛИ можно через Интернет подключиться к контроллерам и вести удаленную наладку системы. Это позволяет решить разработчикам до 80% проблем связанных с наладкой и обслуживанием системы без выезда на объект. КОНСОЛЬ существует в двух вариантах: для ПК и для карманных компьютеров (КПК, PocketPC).

Программа КОНГРАФ

Среда разработки алгоритмов КОНГРАФ предназначена для создания алгоритмов управления, загружаемых в контроллеры КОНТАР. Она имеет дружественный интерфейс, обширную и хорошо структурированную библиотеку алгоритмов и встроенную справку на русском языке. Программа легко осваивается и не требует знания языков программирования. Составление алгоритма ведётся в удобной графической форме. Для отладки имеется встроенный симулятор.

Система диспетчеризации КОНТАР-АРМ (Автоматизированное Рабочее Место диспетчера) сочетает в себе инструментальную среду и среду исполнения (Runtime) для создания рабочих мест операторов или диспетчеров, управляющих технологическим процессом или контролирующих состояние оборудования. КОНТАР-АРМ имеет клиент-серверную архитектуру, которая позволяет легко тиражировать рабочие места.

Программа КОНТАР-АРМ (управление пивоварней)

Программа реализует все функции классических SCADA систем (обмен данными, архивирование данных и тревог, сигнализация, визуализация, отчеты и пр.), обеспечивает доступ по OPC к своим данным и очень проста в освоении за счет ориентации на использование именно аппаратных средств КОНТАР. Кроме того, КОНТАР-АРМ может рассылать SMS-сообщения и письма по электронной почте с информацией о любых событиях в системе управления.

Система Интернет-диспетчеризации WEB-SCADA – программа, ориентированная на работу через Интернет. Она установленна на постоянно работающем Интернет-сервере (например, http://scada.kontar.ru логин guest, пароль guest). WEB-SCADA по своим возможностям в целом аналогична КОНТАР-АРМ, но предназначена для удаленного управления сетями КОНТАР через глобальную сеть, с полным набором средств аутентификации пользователей, их администрирования и контроля произведенных изменений. Для наблюдения за объектом и оперативного управления на клиентском компьютере достаточно иметь любой web-браузер. Кроме того, к серверу WEB-SCSDA можно подключить клиентскую часть КОНТАР-АРМ. Это позволяет по желанию пользователя использовать технологии как тонкого, так и толстого клиентов, учитывая их достоинства и недостатки при решении конкретной задачи.

Программа WEB-SCADA (управление рестораном Макдональдс)

Внимание! Все программное обеспечение ПТК КОНТАР поставляется бесплатно.

Готовые решения (приборы, запрограммированные производителем)

В составе ПТК КОНТАР имеется большое количество "готовых", заранее запрограммированных контроллеров. Их использование позволяет не заниматься разработкой системы. Тщательное тестирование алгоритма и схем подключения уже проведено специалистами МЗТА. Документация на эти контроллеры содержит схему подключения, описание выполняемых функций, рекомендации по датчикам и исполнительным механизмам.

Такие контроллеры ничем не отличаются от свободно программируемых. Их можно перепрограммировать или без каких-либо изменений включить в сеть системы управления. В настоящий момент имеются готовые решения для автоматизации управления насосами, регулирования соотношения топливо-воздух в котельных, управления вентиляционными установками, регулирования температуры воздуха и воды. Номенклатура готовых решений постоянно расширяется.

Офисное здание г. Тусон, Аризона, США

Распределенная система автоматического управления климатом многоэтажного офисного здания (г. Тусон, Аризона, США). Система управляет тепловым пунктом, котельной, расположенной на крыше здания, а так же 14 центральными кондиционерами, расположенными на этажах. Управление построено на 19 объединенных в сеть контроллерах МС8. Диспетчеризация выполнена на базе WEB-SCADA с использованием глобального сервера. Система автоматически, по планировщику с учетом погодных условий и состояния помещений, переходит в один из 5 режимов управления. Реконструкция с заменой старой системы управления на КОНТАР заняла 2 месяца и приносит около 30000$ экономии в год.

Банк "Русский Стандарт"

Банк "Русский Стандарт", Москва, ул. Ткацкая, д.36-38

Заказчик сформулировал следующие цели автоматизации здания: оптимальная работа инженерных систем для создания комфортных условий, максимальная простота обслуживания и координации службы эксплуатации и минимизация затрат на коммунальные услуги. Задача успешно решена. Выполнена автоматизация следующих систем: ЦТП, системы вентиляции, фанкойлы, хозяйственно-питьевые насосы. Количество контроллеров КОНТАР, управляющих зданием составляет 107.

Котельная завода

Котельная завода “МАКФА” (Челябинская область, Сосновский район, пос. Рощино)

Котельная агропромышленного объединения “МАКФА” обеспечивает горячей водой технологические процессы и систему отопления здания. В ней установлены три водогрейных котла типа VAPOR TTKV"50"50 c экономайзером общей мощностью 5 МВт. ПТК КОНТАР (МС8 – 2 шт. и МR8 – 4 шт.) управляет всеми технологическими процессами котельной.

Диспетчеризация территориально распределенных объектов (г. Санкт Петербург)

Ярким примером использования возможностей диспетчеризации в рамках городского хозяйства является сеть котельных и тепловых пунктов в Санкт-Петербурге. В системе диспетчеризации КОНТАР SCADA размещена мнемосхема с картой города, с расположенными на ней условными обозначениями автоматизированных объектов. Условные обозначения окрашены в зеленый (нет отказов) и красный цвет (наличие активных отказов) и служат ссылками для перехода на главные мнемосхемы соответствующих объектов. Данная система диспетчеризации управляет и контролирует состояние порядка 50 котельных и 10 тепловых пунктов Санкт-Петербурга. Количество контроллеров, управляющих каждым из объектов составляет от 5 до 15. Система находится в развитии – к ней по мере готовности подключаются новые объекты.

Карта города Санкт-Петербург в системе WEB-SCADA (диспетчеризация котельных и тепловых пунктов)

Заключение

Программно-технический комплекс КОНТАР – это универсальный программно-аппаратный комплекс, позволяющий автоматизировать как простые автономные объекты, так и сложные территориально-распределенные комплексы. А самое главное – гибкая масштабируемая структура КОНТАР позволяет минимизировать затраты на автоматизацию объекта и его последующую эксплуатацию.

На сегодня продано более 10000 контроллеров, с помощью которых автоматизированы тысячи объектов в странах СНГ и США.

30 марта 2007 года американская компания Current Energy приобрела КОНТАР для производства и продвижения в США. Кроме того, с ними заключен долгосрочный договор о совместном развитии ПТК КОНТАР.