Preflul scæzut al energiei electriceproduse în hidrocentrale, cererea totmai mare de pe piafla de energie câtøi calitatea nepoluantæ, „verde“ aacestei energii au contribuit laimpulsionarea programului dereabilitare øi extindere pentruhidrocentralele din cadrulHHiiddrrooeelleeccttrriiccaa SSAA..Douæ dintre investifliile importante aleHidroelectrica, recent finalizate, suntøi hidrocentralele de pe râul Bistrifla laPPooiiaannaa TTeeiiuulluuii,, din cadrul sucursaleiSH Bistrifla - Piatra Neamfl øi respectivde pe râul Strei la SSuubbcceettaattee,, dincadrul sucursalei SH Hafleg.

În cadrul contractelor pentru furnizareaîntregului ansamblu de echipamente øisoftware de automatizare pentru cele douæhidrocentrale, încheiate cu producætorulhidroagregatelor respectiv antreprenorulgeneral pentru serviciile generale alecentralei, EElleeccttrrooeecchhiippaammeenntt IInndduussttrriiaallRReeøøiiflflaa a produs, livrat øi pus în funcfliuneîntreaga furnituræ de automatizare pentrucele patru hidroagregate de 2x5,7 MW øirespectiv 2x6 MW øi toate instalafliileaferente serviciilor generale ale celor douæ hidrocentrale, dezvoltând integralsoftware-ul pentru aplicaflia SCADA la nivelde hidrocentralæ cât øi software-ul deaplicaflie PLC øi panouri operator la nivelultuturor instalafliilor. Tablourile de comandæau ca motor de automatizare PLC-uri øipanouri operator de mare performanflæ aleproducætorului GGEE FFaannuucc AAuuttoommaattiioonn,, ocompanie a General Electric, fiind unul din

liderii mondiali de pe piafla de echipamenteøi software pentru automatizæri industriale.

Sistemul de automatizare este con-ceput pe 4 nivele ierarhice:

• nivelul 0 - cuprinde elementele deexecuflie precum pompe, compresoare,electroventile, electrovane etc., precumøi traductoarele de semnal;

• nivelul 1 - cuprinde tablourile localede automatizare a instalafliilor hidroagre-gatelor øi serviciilor generale de centralæ.Tablourile sunt echipate cu PLC-uri cupanou operator încorporat tip OperatorControl Station (OCS);

• nivelul 2 - cuprinde atât cele patrudulapuri de control øi protecflie ale hidro-agregatelor cât øi dulapul de control alinstalafli i lor de servici i generale alecentralei;

• nivelul 3 - cuprinde camera de co-mandæ compusæ din patru staflii de moni-torizare øi achiziflie date configurate astfel:o staflie SCADA/HMI Server øi bazæ dedate SQL Server, celelalte trei operând caSCADA/HMI Viewer.

Pentru o bunæ funcflionare a auto-matizærii centralei, pentru o colectareeficientæ a informafliilor de la instalaflii, dela tablourile locale de automatizare, de ladiferitele echipamente din centralæprecum øi pentru comunicaflia cu camerade comandæ a fost implementat un set dereflele de comunicaflie de date la nivelulfiecærui hidroagregat respectiv la nivelulinstalafliilor serviciilor generale.

1111 6666 Mæsuræri øi Automatizæri 5/2005

Electroechipament Industrial Reøifla prezintæ:

Automatizarea hidrocentralelor CHE Poiana Teiului din cadrul SH Bistrifla - Piatra Neamfl øi CHE Subcetate din cadrul SH Hafleg

IInngg.. FFlloorriinn VVEERRNNAA,, iinnggiinneerr aapplliiccaaflfliiii

Fig. 1 Sistemul de automatizare

Transmiterea informaflii lor întrePLC-urile Series90TM-30 cu care suntechipate dulapurile de control hidro-agregat de la nivelul 2 øi între stafliileSCADA din camera de comandæ (nivelul3) este realizat pe o reflea Ethernet 10/100Mbps, utilizând protocolul TCP/IP.

Comunicaflia de date între dulapurilede control hidroagregat øi servici igenerale ale centralei situate pe nivelulierarhic 2 øi automatizærile locale de lanivelul 1, echipate cu OCS este realizatæpe trei reflele CAN rapide, imune laperturbaflii øi câmpuri elecrtomagneticeintense. Alte trei reflele de comunicaflieserialæ RS485, pe douæ fire, multi-drop,utilizând protocolul Modbus RTU, asiguræachiziflia de date pentru automatizarea dela nivelul 2 de la diferitele echipamentedigitale inteligente cum ar fi releele deprotecflie digitale pentru hidrogenerator,staflii 20 kV øi 110 kV, analizoarele dereflea 0,4 kV digitale, redresoareleinteligente etc.

Echipamentele de la nivelul 2 centra-lizeazæ øi gestioneazæ datele primite de lanivelele 0, 1 øi 3, inclusiv de la instalafliade excitaflie staticæ hidrogenerator,regulator de vitezæ turbinæ, instalafliiservicii generale ale centralei, elementede mæsuræ øi protecflie hidroagregate øistaflii de 6,3/20/110 kV.

Informafliile prelucrate asiguræ bunafuncflionare a hidroagregatelor în toatefazele de producflie specifice (pornire, sin-cronizare cu SEN, încærcarea cu putereactivæ/reactivæ, oprirea normalæ) iar încazul aparifliei unor avarii previne extin-derea defectelor prin oprirea normalæ,rapidæ sau de avarie, dupæ caz, în sigu-ranflæ, a hidroagregatelor.

AutomatizareahidroagregatuluiDulapul de control hidroagregat reali-

zeazæ interfafla operator prin intermediulunui panou operator cu ecran tactil colorTFT cu diagonala de 12“ de tip QuickPanel.Dulapul este prevæzut cu cheie „local-dis-tanflæ“. În regim „local“ de la panoul opera-tor tip QuickPanel se poate comanda porni-rea hidroagregatului pânæ la cuplarea aces-tuia la reflea øi încærcarea lui cu energieactivæ/reactivæ, precum øi oprirea acestuia.În regim „distanflæ“ pornirea respectiv opri-rea hidroagregatului se face da la calculato-rul de monitorizare øi control dedicat hidro-agregatului respectiv. Dupæ cuplarea lareflea a hidrogeneratorului, încærcarea /descærcarea cu putere activæ / reactivæ sepoate efectua atât local, de la panouloperator, cât øi de la distanflæ de lacalculatorul din camera de comandæ.

La nivelul dulapului de control hidroagre-gat este prevæzut un PLC de rezervæ, cu rolredundant, conectat la refleaua CAN de grup,pentru oprirea în siguranflæ a hidroagregatuluiîn cazul cæderii PLC-ului principal.

Datoritæ numærului mare de semnalede intrare/ieøire de la grupul de dulapuripentru serviciile de agregat, s-a optatpentru utilizarea sertarelor de extensie ladistanflæ ale PLC-ului principal. Acestesertare au fost montate øi cablate local îndulapurile pentru serviciile de agregat,legætura cu PLC-ul principal fiind realizatæprintr-un cablu de extensie pentrucomunicaflie RS485.

Instalafliile proprii ale hidroagregatului(injecflie ulei de înaltæ presiune, frânare øiridicare rotor, grup ulei sub presiune, con-trol termic, instalaflii generator, instalafliiturbinæ, instalaflie apæ de ræcire, instalaflievane rapide) sunt delimitate dupæ rolul pecare fiecare dintre acestea îl are în cadrulautomatizærii de grup, fiecare instalaflieavând în componenflæ un tablou deautomatizare localæ cu PLC care rezolvælogica de automatizare proprie instalaflieirespective. Aceste PLC-urile locale facschimb de informaflie cu PLC-ul principaltrasferând date despre starea instalaflieicontrolate inclusiv semnalul de oprire ahidroagregatului în situaflia atingeriipragurilor de avarie prestabilite ale unorparametri cheie cum ar fi temperaturiledin înfæøurare, miez sau lagære alehidrogeneratorului, presiunea apei deræcire a lagærului turbinei, presiuneauleiului din grupul de ulei sub presiune,tasarea de avarie a vanelor rapide etc.

1111 7777Mæsuræri øi Automatizæri 5/2005

Fig. 2 Schema sinopticæ ahidroagregatului

Fig. 3 Tablou de automatizare localæpentru instalafliile turbinei

1111 8888 Mæsuræri øi Automatizæri 5/2005

Automatizarea serviciilorgenerale ale centralei

La fel ca øi în cazul dulapului decontrol hidroagregat, interfafla operator lanivelul dulapului de control al serviciilorgenerale ale centralei este realizatæ prinintermediul unui panou operator cu ecran

tactil color TFT cu diagonala de 12“ de tipQuickPanel. Dulapul are rolul de acentraliza toate datele de la cele trei stafliide 6,3/20/110 kV, de la cele douætransformatoare de servicii proprii øitransformatorul de evacuare a energiei,de la protecfliile serviciilor generale alecentralei precum øi de la tablourile deautomatizare localæ ale instalafli i lorserviciilor generale ale centralei, afiøândinformaflia în mod intuitiv prin schemesinoptice, precum øi prin alarmele øievenimentele apærute în funcflionare, lanivelul panoului operator, respectiv la

nivelul calculatorului de monitorizare alservicii lor generale ale centralei dincamera de comandæ.

Prin intermediul panoului operator,respectiv al calculatorului aferent dincamera de comandæ, este asiguratæfuncflia de dare de comenzi cætre între-rupætoarele øi separatoarele din staflii, pefir fizic prin intermediul PLC-ului principal,respectiv comenzi transmise serial prinrefleaua CAN cætre PLC-urile din tablourilede automatizare localæ a instalaflii lorserviciilor generale ale centralei.

Tot la nivelul acestui dulap de controleste implementatæ øi funcflia de AAR(Anclanøare Automatæ a Rezervei) pecentralæ.

La fel ca øi în cazul instalafliilor propriiale hidroagregatelor, instalafliile serviciilorgenerale ale centralei sunt delimitatedupæ rolul pe care fiecare dintre acestea îlare în cadrul automatizærii dupæ cumurmeazæ: instalaflia de epuisment, insta-laflia de golire con aspirator, instalaflia deaer comprimat de joasæ presiune, insta-laflia de barbotare, instalaflia de AAR barajøi instalafliile stavilelor baraj.

Sistemul de alertare

Sistemul de alertare este construitpornind de la nivelul tablouri lor deautomatizare localæ a instalafliilor dincentralæ.

Pentru alertarea vizualæ la nivel local,fiecare tablou de automatizare localæ afost prevæzutæ cu o lampæ de culoareroøie.

Alertele se pot afla la un moment datîn una din urmætoarele stæri: activeneconfirmate, active confirmate, inactiveneconfirmate sau inactive confirmate.

Mecanismul de alertare de la nivelultablourilor de automatizare localæ funcflio-neazæ astfel: alerta este activatæ în mo-mentul în care apare un defect mæsurabilîn instalaflie (alertæ tehnologicæ), unparametru mæsurat depæøeøte un pragprestabilit (alertæ de proces) sau lipsescuna sau mai multe din condifli i le defuncflionare normalæ. Activarea unei noialerte este însoflitæ de semnalizareaintermitentæ a læmpii de culoare roøie.

Fig. 4 Schema sinopticæ a grupului deulei sub presiune

Fig. 5 Schema sinopticæ a stafliilor de 6,3/20/110 kV

1111 9999Mæsuræri øi Automatizæri 5/2005

Afiøarea alertei pe panoul operator altabloului local øi semnalizarea inter-mitentæ a læmpii roøii se menflin pânæ cândoperatorul (dupæ ce a luat la cunoøtinflæapariflia acestei alerte) apasæ tasta deconfirmare. Alerta va fi memoratæ în listade evenimente øi va fi øtearsæ din listaalertelor active în momentul în carecondifliile care au generat-o dispar. Listade evenimente memoreazæ ultimelor 76de evenimente (alertæ nouæ, alertæconfirmatæ, alertæ terminatæ etc.), cel maiproaspæt eveniment fiind cap de listæ. Prinapæsæri repetate pe tastele direcflionalesunt afiøate succesiv toate evenimenteledin listæ.

Toate alertele provenite de la tablo-urile de automatizare localæ sunt centra-lizate la nivelul PLC-urilor din dulapurile decontrol øi respectiv la nivelul serveruluiSCADA. Operatorul din camera decomandæ este atenflionat atât vizual (înoricare dintre ecranele de monitorizarecare s-ar afiøa la un moment dat) cât øivocal la apariflia unui eveniment sau alertænouæ la nivel de centralæ.

Sistemul de monitorizare øi achiziflie de date SCADA

Software-ul de aplicaflie SCADA s-arealizat în mediul de dezvoltareCIMPLICITY HMI 6.1. Aplicaflia SCADArealizeazæ monitorizarea în timp real øiistoric a mærimilor øi evenimentelorinstalafli i lor automatizate din hidro-centralæ.

Structura aplicafliei SCADA esteurmætoarea:

• ecrane: realizeazæ afiøarea subformæ graficæ a evenimentelor øi mæri-milor în timp real. Din aceste ecrane sepot accesa sub-ecrane care reprezintædetalieri ale unor zone din instalaflii, listelede alerte, l istele de evenimente øigraficele de tendinflæ.

• grafice de tendinflæ: afiøeazæ curbelede variaflie în timp a diferiflilor parametrimonitorizafli atât în timp real cât øi istoric;

• alarme øi evenimente: pentru fie-care alarmæ sau eveniment se genereazæo înregistrare care se poate vizualiza prinintermediul listelor de alarme respectiv deevenimente, atât în timp real cât øi istoric.

Trecerea de la un ecran la altul se faceprin intermediul unui meniu de navigareamplasat în partea de jos a fiecærui ecran.

Istoria evenimentelor øi a variaflieimærimilor de proces este pæstratæ în bazade date. Aceasta este gestionatæ demodulul CIMPLICITY SQL bazat pe oarhitecturæ client/server prin integrareaMicrosoft SQL Server 2000 cu CIMPLI-CITY HMI, contribuind la o structurare øiconfigurare eficientæ a bazelor de date.

Procesele øi performanflele echipa-mentelor pot fi urmærite prin analizadatelor înregistrate în baza de date.Înregistrarea datelor se realizeazæ prinintermediul modulului de bazæ CimplicityDatabase Logger în care sunt configurateîn tabele mærimile ce vor fi analizateistoric.

Pentru înregistrarea alarmelor øi aevenimentelor în baza de date suntutilizate douæ tabele create automat decætre sistem, împærflirea evenimentelor înalerte sau simple evenimente fiind lalatitudinea proiectantului. Pe baza mæri-milor stocate în baza de date operatorulpoate tipæri în orice moment rapoarte deturæ, zilnice, lunare sau anuale. �

Fig. 6 Camera de comandæ øi dulapurilede control servicii generalecentralæ, de control, protecflie øiregulator de vitezæ hidroagregat

Fig. 7 Arhitectura Client - Server SCADA