Centrum Zdalnego Sterowania w Białymstoku Łódź, czerwiec 2007r.
Strona 4 /20 NC Białystok Spis treści Spis treści i indeks skrótów 4 Informacje o firmie 5 Wprowadzenie 6 Historia 7 Struktura systemu 7 Urządzenia komputerowe w NC Białystok 9 System zobrazowania 10 Urządzenia BUSZ-CZAT na podstacjach trakcyjnych 11 Modernizacja TUZZ do standardu EZZ 14 Przystosowanie kabin sekcyjnych do uzależnień elektronicznych 15 Monitoring terenu i obiektu NC Białystok 17 Oficjalne otwarcie NC Białystok 18 Referencje 19 Indeks skrótów NC Nastawnia Centralna PT Podstacja Trakcyjna KS Kabina Sekcyjna BUSZ-CZAT System Zdalnego Sterowania oferowany przez Elester-PKP UPK-CZAT System elektronicznych uzależnień wyłączników szybkich w PT i KS KSO-CZAT System kablowego sterowania odłączników sieci trakcyjnej EZZ Elektroniczne Zabezpieczenie Ziemnozwarciowe TUZZ Tyrystorowe Urządzenie Ziemnozwarciowe
NC Białystok Strona 5 /20 Informacje o firmie Przedsiębiorstwo Produkcyjno Handlowo Usługowe ELESTER-PKP Sp. z o.o. powstało w 1992 roku w wyniku porozumienia pomiędzy Dyrekcją Generalną PKP (obecnie PKP S.A.) a Zakładami Aparatury Elektrycznej ELESTER S.A. w Łodzi (obecnie GE Power Controls S.A.) Podstawowy zakres działalności firmy obejmuje: budowę i serwis systemów zdalnego sterowania; budowę i serwis systemów automatyki trakcyjnej 3,3 kv oraz 660 V; budowę i modernizację obiektów elektroenergetycznych; budowę komputerowych urządzeń SRK; oprogramowanie specjalistyczne; produkcję elektroniczną. Siedziba firmy ELESTER-PKP w Łodzi Polityka jakości Od samego początku działalności w firmie ELESTER-PKP kładziono szczególny nacisk na jakość świadczonych usług i produkowanych wyrobów, a nadrzędnym celem podejmowanych działań było zawsze zadowolenie klienta i spełnianie jego oczekiwań. Efektem tej polityki było uzyskanie w 1997 roku certyfikatu jakości EN ISO 9001, a w sierpniu 2003 po recertyfikacji: Firma dba także o wymaganą certyfikację produkowanych systemów i urządzeń przez uprawnione urzędy i placówki naukowe, a w szczególności: Urząd Transportu Kolejowego / GIK; Urząd Dozoru Technicznego; Instytut Elektrotechniki.
Strona 6 /20 NC Białystok Wprowadzenie Jedną z ostatnich inwestycji realizowanych przez P.P.H.U. ELESTER- PKP Sp. z o. o. była budowa centrum zdalnego sterowania urządzeniami zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego NC Białystok. W swoim zakresie zadanie obejmowało: wykonanie projektów, budowę centrum zdalnego sterowania, przystosowanie automatyki 17 podstacji trakcyjnych, 6 kabin sekcyjnych oraz 236 odłączników sieci trakcyjnej i włączenie ich do systemu zdalnego sterowania. W trakcie jego realizacji po raz pierwszy zastosowano kilka nowatorskich rozwiązań technicznych, które zostaną opisane w niniejszym opracowaniu.
NC Białystok Strona 7 /20 Historia Luty 2004 ogłoszenie przetargu dla zadania Budowa Nastawni Centralnej NC Białystok dla potrzeb sterowania zdalnego urządzeniami zasilania trakcji elektrycznej, 23 kwietnia 2004 złożenie ofert I etapu, 17 sierpnia 2004 złożenie ofert ostatecznych, 4 paźd iernik 2004 uroczyste podpisanie umowy na wykonanie zadania, grud ień 2004 opracowanie projektów, Rok 2005 budowa Nastawni Centralnej i włączenie obiektów od KS Urle do PT Białystok, Rok 2006 włączenie pozostałych obiektów i zakończenie zadania, 8 luty 2007 oficjalne otwarcie NC Białystok. Struktura systemu Zastosowany w trakcie realizacji zadania system BUSZ-CZAT pozwala na pełne sterowanie i nadzór nad pracą urządzeń w podstacjach trakcyjnych, stanowiących podstawowy element układu zasilania trakcji elektrycznej kolejowej bądź tramwajowej. Jednocześnie umożliwia on współpracę z podsystemami zdalnego sterowania, a w szczególności z układem uzależnień kabin sekcyjnych oraz systemami sterowania odłączników na sieci trakcyjnej i liniach średniego napięcia potrzeb nietrakcyjnych. Wprowadzony przez naszą firmę system składa się z kilku niezależnych podsystemów, które współpracując ze sobą tworzą jednorodny i kompleksowy system obsługi urządzeń energetyki kolejowej: system zdalnego sterowania - BUSZ-CZAT (nadrzędny); system elektronicznych uzależnień wyłączników szybkich - UPK-CZAT; system kablowego sterowania odłącznikami - KSO-CZAT; System zdalnego sterowania BUSZ-CZAT ma strukturę dwupoziomową i składa się z następujących elementów: urządzeń składających się na wyposażenie nastawni centralnej NC; szaf obiektowych zdalnego sterowania w obiektach sterowanych:
Strona 8 /20 NC Białystok
NC Białystok Strona 9 /20 Urządzenia komputerowe w NC Białystok Nastawnia centralna NC Białystok wyposażona jest urządzenia elektroniczne, które umożliwiają komunikację, zdalne sterowanie oraz nadzór nad obiektami znajdującymi się w terenie. Urządzenia składające się na wyposażenie nastawni centralnej zostały wyszczególnione poniżej: szafa komputerów przemysłowych zawierająca zestaw komputerów (komputer główny i bazy danych oraz komputer komunikacyjny) z zestawem rezerwowym; terminal dyspozytorski z czteromonitorowym zestawem zobrazowania; terminal diagnostyczno-serwisowy; tablicę synoptyczną; urządzenia teletransmisji; urządzenia peryferyjne (rejestrator rozmów, drukarka, fax); urządzenia zasilające; Zestaw komputerowy składający się z komputera głównego i bazy danych oraz komputera komunikacyjnego jest zdublowany i pozwala na pracę z gorącą rezerwą (w przypadku awarii komputerów podstawowych system automatycznie przełącza się na zestaw rezerwowy). Komputery w szafie centrum pracują pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego QNX z grupy Unix. Zastosowanie tego systemu zapewnia bardzo wysoki stopień stabilności pracy centrum zdalnego sterowania oraz reakcję oprogramowania w czasie rzeczywistym. Są to systemy operacyjne stosowane na świecie do komputerów wymagających dużej klasy bezpieczeństwa i stabilności pracy. Komputery są połączone siecią Ethernet w układzie gwiazdy. Możliwe jest również łączenie w układzie magistrali i zwielokrotnianie połączeń między komputerami w celu podniesienia stopnia niezawodności systemu. System zapewnia możliwość dołączenia kostkowej tablicy synoptycznej lub ściany graficznej oraz rozbudowę o dalsze terminale do 32 sztuk. Terminale po zapewnieniu odpowiedniej sieci transmisji mogą być umieszczane w dowolnych miejscach odległych od centrum. Typowa wersja urządzenia BUSZ-CZAT jest przygotowana do obsługi 150 stanowisk sterowanych. Zapewniona będzie również możliwość powiększenia pojemności do 256 stanowisk sterowanych.
Strona 10 /20 NC Białystok System zobrazowania Zastosowane terminale dyspozytorskie obsługują wielomonitorowe zobrazowanie o przekątnej każdego ekranu LCD 20. Oprogramowanie stanowisk dyspozytorskich pozwala na pracę z rozdzielczością 1600 x 1200 pikseli lub większą. Zastosowane oprogramowanie eliminuje konieczność stosowania dodatkowego monitora konwersacyjnego. Funkcję tego monitora może pełnić odpowiednie okno systemu SCADA, które dyspozytor umieszcza w dowolnym miejscu. Terminale dyspozytorskie są wysokiej jakości komputerami PC wyposażonymi w niskoszumne urządzenia wentylacyjne. W ramach zrealizowanego zadania zostały przeniesione aktualnie stosowane schematy i ich poziom szczegółowości. Zastosowane w terminalach zobrazowanie ma jednak znacznie szersze funkcje, które mogą być wykorzystane po przygotowaniu odpowiednich baz danych. Nowością w porównaniu z wcześniejszymi systemami jest przedstawienie na planie synoptycznym stanu pracy zespołów prostownikowych.
NC Białystok Strona 11 /20 Urządzenia BUSZ-CZAT na podstacjach trakcyjnych Do realizacji zdalnego sterowania na podstacjach trakcyjnych zastosowany został system częściowo rozproszony pozwalający na minimalizację koszty przebudowy podstacji trakcyjnych na sterowanie zdalne, ale jednocześnie nie wykluczający modernizacji tych obiektów w niedalekiej przyszłości. System ten stanowi rozwiązanie pośrednie między przestarzałym systemem scentralizowanym i nowoczesnym systemem opartym na automatyce rozproszonej. System częściowo rozproszony składa się z następujących elementów: szafy obiektowej BUSZ (zawierającej także urządzenia uzależnień UPK- CZAT); sterowników mikroprocesorowych CZAT 3000plus z pakietami poleceniowymi, meldunkowymi i przetwornikami pomiarowymi rozmieszczonymi w poszczególnych rozdzielniach PT; szafy kablowego sterowania odłącznikami sieci trakcyjnej - KSO-CZAT (opcja); szafy radiowego sterowania odłącznikami LPN - RSO-CZAT (opcja); Wymienione elementy połączone są ze sobą poprzez elektroniczną magistralę CANBUS, a do transmisji danych wykorzystywany jest protokół PPM2 zgodny z Wytycznymi do budowy i eksploatacji systemów zdalnego sterowania urządzeniami zasilania elektroenergetycznego (standard PKP Energetyka Sp. z o.o.)
Strona 12 /20 NC Białystok
NC Białystok Strona 13 /20 Zaproponowane rozwiązanie w najbardziej optymalny sposób dostosowane jest do dwóch różnych wariantów wykonania obwodów automatyki i zabezpieczeń na podstacji trakcyjnej istniejących przekaźnikowych, jak i możliwych przyszłych mikroprocesorowych (ze sterownikami rozproszonymi przystosowanymi do współpracy z magistralą komunikacyjną CANBUS). Dzięki połączeniu szafy obiektowej BUSZ ze sterownikami zainstalowanymi w poszczególnych rozdzielniach za pomocą magistrali CANBUS, nie będą układane kable sterownicze, które okazałyby się zbędne przy ewentualnej przyszłej modernizacji obwodów automatyki i zabezpieczeń na podstacji trakcyjnej. Zastosowanie sterowników mikroprocesorowych w rozdzielni 3 kv pozwoliło ograniczyć zakres prac przystosowawczych do zdalnego sterowania i uzależnień o montaż dodatkowych przekaźników pośredniczących, opracowania nowej dokumentacji technicznej oraz zmian w automatyce rozdzielni 3 kv. Zabudowa dodatkowych przekaźników ze względu na brak miejsca w istniejących szafach przekaźnikowych jest trudna w realizacji. Zastosowanie systemu częściowo rozproszonego zwiększa też znacznie przejrzystość obwodów sterowania względem systemu scentralizowanego. Zastosowane do sterowania rozdzielniami prądu stałego i przemiennego sterowniki przemysłowe CZAT 3000plus mogą zostać w przyszłości wykorzystane jako sterowniki polowe w rozdzielni 3 kv do realizacji automatyki i zabezpieczeń tej rozdzielni. Natomiast w rozdzielni potrzeb własnych oraz w szafie sterowania odłącznikami w przyszłości nie trzeba będzie wykonywać żadnych prac. Należy zaznaczyć również, że sama szafa obiektowa BUSZ służąca do komunikacji z NC zbudowana jest również ze sterowników mikroprocesorowych CZAT 3000plus. Rozwiązanie to wydatnie obniży koszty serwisu, a także skróci znacznie czas usuwania usterek.
Strona 14 /20 NC Białystok Użytkownikowi przekazane zostały również wszystkie rodzaje oprogramowania, które w trakcie eksploatacji w zależności od potrzeb będzie można zainstalować w sterowniku wymienianym w szafie lub rozdzielni. Zastosowane w sterownikach CZAT 3000plus złącze przewodowe składające się z gniazd i oddzielnych wtyków, czynią wymianę uszkodzonych elementów wyjątkowo łatwą i szybką. Modernizacja TUZZ do standardu EZZ W ramach realizacji zadania przebudowane zostały wyeksploatowane zabezpieczenia ziemnozwarciowych typu TUZZ do standardu EZZ. Opracowana została unikatowa technologia przebudowy urządzeń TUZZ polegająca na maksymalnym wykorzystaniem istniejących urządzeń W rozwiązaniu tym wykorzystany zostaje blok tyrystorowy oraz obudowa urządzenia TUZZ. Wyeliminowana zostaje natomiast analogowa część sterownicza, która zastąpiona zostaje nowoczesną szafką sterującą EZZ. Warunkiem wykonalności opisanej wyżej przebudowy jest dobry stan tyrystorów zwiernika TUZZ i obudowy urządzenia. Przeprowadzenie modernizacji wyeliminowało podstawowe wady urządzenia TUZZ, a także pozwoliło na przystosowanie zabezpieczenia ziemnozwarciowego do wymiany danych za pośrednictwem magistrali CANBUS/RS-485. Proces modernizacji TUZZ do standardu EZZ Zmodernizowane urządzenie TUZZ na PT Białystok
NC Białystok Strona 15 /20 Przystosowanie kabin sekcyjnych do uzależnień elektronicznych Do realizacji elektronicznych uzależnień wyłączników szybkich zastosowany został produkowany przez naszą firmę systemu UPK-CZAT. W kabinach sekcyjnych zdalnym sterowaniem i sygnalizacją zostaną objęte następujące urządzenia i stany urządzeń: wyłączniki szybkie prądu stałego 3kV uzależnienia wyłączników szybkich sąsiednich podstacji trakcyjnych, wybór rodzaju pracy wyłączników szybkich w kabinie sekcyjnej, sterowanie zdalne odłącznikami sieciowymi, podwyższone napięcie szafy sterowniczej lokalnego sterowania odłącznikami (w kabinach sekcyjnych, z których takie sterowanie będzie się odbywać). W trakcie przystosowywania kabin sekcyjnych do uzależnień elektronicznych wysłużona automatyka uzależnień oparta o przekaźniki elektromechaniczne została zastąpiona systemem UPK-CZAT opartym o sterownik CZAT 3000plus. Ponadto zostały zabudowane nowe rozdzielnice niskiego napięcia oraz zasilacze awaryjne UPS. Specjalna budowa rozdzielnic niskiego napięcia i zastosowanie UPS pozwalają na zasilenie urządzeń łączności oraz cewek trzymających uzależnionych wyłączników szybkich. Takie rozwiązanie pozwala na bezprzerwową pracę kabiny sekcyjnej w przypadku krótkotrwałych zaników napięcia zasilającego, co jest szczególnie ważne przy prowadzeniu intensywnych przewozów. Kabiny sekcyjne, z których sterowane są odłączniki sekcyjne zostały wyposażone w urządzenia KSO-CZAT służące do zdalnego i lokalnego
Strona 16 /20 NC Białystok sterowania odłącznikami. System transmisji pomiędzy kabiną sekcyjną a uzależnionymi z nią podstacjami trakcyjnymi zbudowany jest w oparciu o modemy kablowe. Pozwala on na dwustronne sterowania odłącznikami sieci trakcyjnej. Jest to szczególnie ważne w przypadku uszkodzenia jednej z dróg transmisyjnych i pozwala na sekcjonowanie odcinków zasilania, a co za tym idzie zachowanie jego ciągłości w przypadkach awaryjnych.
NC Białystok Strona 17 /20 Monitoring terenu i obiektu NC Białystok W ramach zadania wykonaliśmy również system monitoringu terenu i Obiektu Centrum Zdalnego Sterowania. Zastosowany przez nas system zbudowany jest w oparciu o sieć kamer współpracujących z systemami: wideo-detekcji, rejestracji obrazów oraz wizualizacji. Tworzony jest z gotowych urządzeń renomowanych producentów w sposób zapewniający maksymalną niezawodność działania i bezpieczeństwo systemu oraz spełniający możliwie wszystkie życzenia Klienta. Zrealizowany przez nas system umożliwia: prowadzenie monitoringu wizyjnego na terenach o dużej powierzchni, zdalną administrację i monitorowanie (poprzez sieć LAN), minimalizację liczby niezbędnych punktów monitorowania, jednoczesny dostęp do obrazu przekazywanego ze wszystkich kamer, ciągłą archiwizację danych, natychmiastowy dostęp do nagranego materiału, ochronę dostępu do systemu i danych przed nieuprawnionymi osobami, integrację systemu telewizji użytkowej z systemami sygnalizacji włamania / pożaru / napadu (transmisja sygnałów w obydwie strony), automatyczne nagrywanie zdarzeń na podstawie zmiany charakterystycznych parametrów obrazu (algorytm detekcji ruchu oparty o programową sieć neuronową) z możliwością szerokiej regulacji czasu nagrywania (przed i po wykryciu ruchu), programowanie automatycznego czasu włączenia lub wyłączenia rejestracji (ciągłą lub z detekcją ruchu) obrazu z dowolnych punktów systemu, automatyczne powiadamianie o zdarzeniach zaistniałych w systemie na telefon, SMS lub e-mail podgląd obrazu z kamer w sieci LAN na każdym komputerze podłączonym do sieci LAN i wyposażonym w przeglądarkę stron WWW
Strona 18 /20 NC Białystok Oficjalne otwarcie NC Białystok Oficjalnego otwarcia NC Białystok dokonał prezes PKP Energetyka Sp. z o.o. Pan Tadeusz Skobel. Na uroczystym otwarciu obecni byli przedstawiciele PKP Energetyka oraz zaproszeni goście. Podczas prezentacji NC Białystok przedstawione zostały jego możliwości oraz korzyści płynące z zastosowania systemu. Zainteresowane osoby miały możliwość przyjrzenia się pracy dyspozytora oraz poznania możliwości oferowanych przez system zdalnego sterowania.
NC Białystok Strona 19 /20 Referencje