Сейчас уже бесспорно, что построение современных «цифровых», «умных», «интеллектуальных» электросетей невозможна, если не пользоваться программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), одновременно выполняющими ряд функций:

  • связи между счетчиком, устройством, датчиком и сетевой архитектурой (SCADA);
  • локальной структуры по обработке данных и принятию решений по энергетическим ресурсам в «цепочке обработки».

О программно-логических контроллерах и их роли в цифровых сетях

Проще говоря, контроллер играет роль муниципальной администрации, которая под свою ответственность управляет поселком, подготавливает отчеты в установленном порядке и передает их вышестоящим административным органам, что сокращает поток информации и ускоряет решение проблем.

Программируемый логический контроллер часто называют «умным» устройством, потому что он на самом деле является силовым и техническим устройством, а также системой датчиков, измерителем мощности и цифровой сетью. Да и вообще любым из устройств, приборов или системных решений с использованием микропроцессоров, которые обрабатывают данные по предустановленному программному обеспечению.

Кроме того, возможности ПЛК, электросчетчика, AFG, контроллера программируемого станка и т. д. определяются свойствами микросхем (объемами, памятью, показателем разрядности микропроцессорных плат и тактовой частоты) и качественностью ПО. Т.е. каждый ПЛК «умнее», чем датчик или электросчетчик без функций управления. При этом некоторые программируемые логические контроллеры могут быть «умней» остальных, но уступают компьютерам или диспетчерским серверам, и уж тем более — управленческому уровню многоуровневой каскадной архитектуры.

Дизайн, технические характеристики и ПО для ПЛК

Теоретически любой программируемый логический контроллер универсален с точки зрения сбора и методов сбора и обработки данных, принятия логического решения, передачи управляющего сигнала на накопители и информационные серверы. Характеристики контроллеров фактически определены свойствами динамического аппаратного и программного обеспечения в микропроцессоре, количеством входных, а также выходных портов, предусмотренных производителем при производстве, высшим уровнем коммуникационного интерфейса и т.д. Именно программа ПЛК определяет, где именно в системе электропитания и с какими ресурсами работает контроллер.

Современные контроллеры снабжены аналоговыми и цифровыми входами для получения данных от разных датчиков и счетчиков, а также для автоматического управления приводами, включая реле, тиристоры и транзисторные вентили, а также коммуникационные порты для встроенных коммуникационных протоколов. Кроме того, имеется возможность добавления устройств с аналоговыми / цифровыми входами /выходами и клеммами (при возникновении необходимости).

Уровни управления предприятием

Расстоянием между ПЛК и устройствами, вроде датчиков, определяется величина скорости управляющего сигнала. Поэтому ПЛК стараются разместить плотно в распределительных шкафах, где расположено щитовое и комплектное оборудование, блоки конденсаторов перенапряжения, АФГ и т.д. Здесь контроллеры выполняют не только основные функции, но также обеспечивают контроль и регуляцию температуры, улучшая условия работы всей системы.

В зависимости от использования контроллера разработчик ПЛК будет работать со специалистами в области программного обеспечения, чтобы определить количество и тип входов / выходов, параметры связи и измерения, управляющие элементы и процесс самотестирования. А также диагностировать, генерировать и отправлять сигналы об аварийных ситуациях. ПЛК в блоке управления максимально компактные, обычно модульные, так что техническое обслуживание и ремонтные работы можно проводить прямо на месте, не разбирая при необходимости контроллер.

Ситуация с программируемыми логическими контроллерами в России

Сегодня, после запрета импорта, на российском рынке электроэнергии нет ПЛК, а их разработку существенно сдерживает тяжелое экономическое положение большинства отечественных производителей.

Учитывая практическое отсутствие на сегодняшний день программируемых логических контроллеров, построить «цифровые» сети и обеспечить работоспособность существующих сетей передачи автоматизированными системами управления технологическими процессами (или их аналогами) просто нереально, поэтому реализация таких чрезвычайно актуальных программ сомнительна. Это ставит под угрозу стандарты и концепции ПАО «Россети», так и энергетическую стратегию России.

Единственной, чье внедрение может состояться в реальности, остается серия ПЛК, разработанная командой МИРКОН на основе российских комплектующих и программного обеспечения. Однако без финансовой поддержки соответствующих ведомств эта разработка вряд ли будет реализована, что делает будущее российских энергетических сетей в еще большей степени неопределенным.