ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Классификация чрезвычайных ситуаций насчитывает десятки разных видом: природных, экологических, техногенных. Большинство их них связаны именно с техногенными, значительную часть которых составляют пожары.

Ежегодно в России пожары за год уничтожают в среднем 71,6 тысяч сооружений и около 6,9 тысяч единиц техники. Ввиду этих данных гарантия защищенности от пожаров является одной из важнейших функций государства [1]. Помимо человеческих потерь, огромные материальные убытки от пожара несопоставимо велики по сравнению с другими чрезвычайными ситуациями. Катастрофы на крупных предприятиях всегда представляют собой наибольшую опасность, вследствие нанесения не восполняемого ущерба экологии, экономики, не говоря о погибших рабочих и спасателях. 

Нормативно-правовыми актами предусмотрены требования по обеспечению пожарной безопасности, которые направлены на обеспечение безопасности людей. На рисунке 1 представлены ведущие мероприятия, обязательные для выполнения в системе мер противопожарной безопасности.

Рисунок 1. Основные мероприятия противопожарной безопасности

За несоблюдение вышеперечисленных требований предусмотрены административные взыскания, с крупными штрафами и правом на приостановление работы предприятия, а при людских потерях и серьезных недостатках возможны и уголовные наказания.

Если в здании предусмотрено нахождение большого числа людей, то среди обязательных противопожарных мероприятий должны быть установка автоматической действующей системы пожарной сигнализации, должна присутствовать система пожаротушения, структура оповещения и управления эвакуацией людей при возникновении чрезвычайных ситуаций. Кроме этого, все объекты должны быть из соответствующих нормативным требованиям материалов. Все выдвигаемые требования сводятся к ведущему условию – обеспечить временным ресурсом эвакуационные мероприятия и не превысить вероятность пожара [2].

Причинами возгорания могут стать как социальные факторы, так и природные или техногенные. Нижеперечисленные причины являются наиболее частотными на предприятиях различного характера:

- неосторожное обращение с огнём;

- нарушение правил установки и технической эксплуатации производственного оснащения;

- пренебрежение правилами техники безопасности и охраны труда;

- намеренный поджог;

- самовозгорание разных горючих субстанций и материалов;

- разряды статического электричества, грозовые разряды, прочее.

Кроме этого, на росте числа пожаров сказывается комплекс таких факторов, как:

- снижение уровня дисциплины на предприятии;

- недостаточное освоение персоналом нового оборудования;

- физический износ разнообразного оборудования, неизбежно влекущий повышение вероятности возникновения в нем повреждений, в том числе и приводящих к возгоранию различной степени.

Далеко не все предприятия и организации обладают необходимыми ресурсами для воспрепятствования влиянию этих факторов, вследствие неимения запасных блоков, комплектующих, а также материальной составляющей на приобретение и замену износившихся запчастей. Всё это зачастую способствует возникновению возгораний на территории предприятий.

Любой пожар сопровождается проявлением опасных факторов пожара. Опасный фактор пожара (ОФП) - фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу [3].

Опасность для жизни человека на пожаре представляют факторы: [4]

- прямой, не закрытый огонь и возникающие при нем искры;

- высокая температура воздуха и горящих предметов;

- токсичные вещества, образующиеся в процессе горения;

- задымление и сниженная плотность кислорода в воздухе;

- обломки и полусгоревшие фрагменты всевозможных устройств и техники;

- электроприборы или предметы, проводящие электрический ток в итоге сгорания и могущие стать причиной поражения током.

Системы мониторинга электрооборудования необходимы для оптимизации его работы, сокращения потребления электроэнергии, предупреждения аварий. Так называют непрерывный контроль технического состояния различного электрического оборудования. Например, автоматической пожарной сигнализации. Технически его реализуют с помощью различных стационарных средств измерения, центра сбора и анализа поступающих данных и телемеханических линий. Как и любое оборудование, они также нуждаются в периодическом техническом обслуживании и контроле.

С их помощью осуществляется контроль температуры электрооборудования, бесперебойности функционирования. Мониторинг осуществляется на предприятии, если в штате имеются сотрудники, способные анализировать полученные данные. Если таких специалистов нет, то задача систем ограничивается только контролем предельных значений параметров. При этом можно использовать две разновидности – релейные и индикаторные. Релейные выполняют коммутационные функции и сигнализируют о превышении определенных значений подлежащих контролю параметров. Индикаторные передают собранные значения центру ее сбора и анализа, предупреждая о превышении параметров. В обоих случаях при возникновении нештатных ситуаций требуется привлечение квалифицированных специалистов для ее устранения.

Рассмотрим два способа построения и организации АСУЭ:

1. Опрос счетчика по оптическому порту;
2. Многоуровневая АСУЭ.

Первый вариант является более простым. Связь между счетчиками и центром сбора данных отсутствует. Программные модули, которые установлены на компьютерах центра сбора данных, формируют файл-задание на опрос и собирают информацию в основной базе данных. Опрос счетчиков через оптический порт осуществляется оператором последовательно с применением специального программного обеспечения, которое размещено на персональном компьютере. Персональным компьютером формируется файл результатов опроса. К недостаткам данного способа сбора данных стоит отнести большую трудоемкость процесса. Процедура опроса через оптический порт позволяет решить ряд задач:

- обеспечить высокую точность измерения;

- обеспечить технический учет энергопотребления на любом из объектов предприятия;

- обеспечить контроль энергопотребления в рамках заданных лимитов технологических ограничений мощности.

Параметры работы счетчиков

Второй вариант многоуровневая АСУЭ.

В данном случае счетчики имеют постоянную связь с центром сбора данных среднего уровня по прямым каналам связи. Счетчики постоянно опрашиваются в соответствии с имеющимся протоколом. Сбор и обработка первичной информации со счетчиков осуществляется в базе данных центров сбора данных среднего уровня. Процесс настройки каналов носит индивидуальный характер и зависит от вида линии и ее параметров. Система подразумевает параллельную работу нескольких коммуникационных серверов. Центры сбора данных среднего уровня и центры сбора данных верхнего уровня связаны между собой каналами связи. Каналы связи могут быть выделенными, коммутируемыми, прямым соединением по локальной сети. Сервером центра сбора данных верхнего уровня осуществляется автоматический запрос всей необходимой информации, содержащейся в базах данных центров сбора данных среднего уровня согласно установленного расписания.

Многоуровневая АСУЭ позволяет решать следующие задачи:

1. точность измерения
2. автоматизации сбора информации с коммерческого и технического учета энергоресурсов по предприятию в целом
3. ведение договоров и формирование платежных документов для расчетов за электроэнергию
4. фиксации и сигнализация (цветом, звуком) об отклонениях контролируемых величин от допустимого диапазона значений в режиме реального времени
5. обработки данных и формированию отчетов по учету электроэнергии и контролю КПЭ
6. диагностика всей системы

Исходя из вышеперечисленных преимуществ рекомендуется применить вариант организации многоуровневой АСКЭУ.

Срок эксплуатации в рабочем режиме АСУЭ ограничен сроком эксплуатации элементов измерительного комплекса (электрического счетчика, ТН и ТТ) и составляет от 8 до 16 лет. Однако изменения программного продукта происходит каждые два-три года. Следовательно, необходимо предусмотреть возможность модернизации АСУЭ каждые четыре-пять лет.

В выпускной работе рассматривается структура АСУЭ, в которой можно выделить три уровня, представленные на рисунке 2.

Рисунок 2. Три уровня структуры АСУЭ

Первый уровень — это первичные измерительные приборы с телеметрическими или цифровыми выходами, осуществляющие непрерывно измерение параметров электропотребления по точкам учета(фидерам).

Второй уровень представляет собой устройство, осуществляющее сбор и подготовку данных (УСПД). Данное устройство является специализированной измерительной системой или многофункциональным программируемым преобразователем, имеющей встроенное программное обеспечение энергоучета. Система осуществляет круглосуточный сбор измеренных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхние уровни при заданном цикле интервала усреднения.

Третий уровень является сервером центра по сбору и обработке данных. Сервер имеет специализированное программное обеспечение АСУЭ, осуществляющее сбор информации с ПК или группы серверов центров сбора и обработку данных среднего уровня в рамках ведения договоров на поставку энергоресурсов и формирование платежных документов для расчетов за энергоресурсы.

Все уровни АСУЭ связаны между собой каналами связи. Для связи ПИП и УСПД используется прямое соединение по стандартным интерфейсам. УСПД с центром сбора верхнего уровня соединено по локальной сети.

Для внедрения на исследуемом предприятии предлагается современная и надежная АСУЭ «Энфорс».

ПО «Энфорс», версия «АСУЭ Предприятия» способно собрать в единую базу данных все точки учета по электроэнергии, теплу, воде, газу, стокам и другим ресурсам. Большой спектр поддерживаемых приборов учета делает внедрение максимально быстрым и экономически выгодным.

Программное обеспечение собирает данные с приборов учета/УСПД/контроллеров/шлюзов/модемов различных производителей. Используемые при этом каналы связи могут быть CSD/GPRS, сеть Ether№et, радиоканал, plc и т.п. ПО «Энфорс» не привязано к конкретным приборам учета и средствам передачи данных, система поддерживает весь спектр технических решений, представленных на рынке.

В качестве базы данных ПО «Энфорс» использует СУБД Oracle, что позволяет увеличить быстродействие системы и опрашивать большое количество параметров. Поддерживается многопоточная модель опроса, то есть система сбора данных одновременно может опрашивать до 1 000 приборов учета, что сокращает время опроса в несколько раз.

Гибкие настройки программного обеспечения позволяют завести в систему необходимое количество пользователей с верификацией по логину и паролю. Для каждого пользователя проводятся индивидуальные настройки по уровню доступа к функционалу системы и объектам учета. Доступ к личному кабинету организован посредством Web-интерфейса и позволяет осуществить доступ с любого компьютера/ноутбука/планшета, имеющего выход в сеть интернет, или в рамках организованной локальной сети.

Преимущества АСУЭ «Энфорс»:

- Объединение в единое информационное пространство данных от приборов учета различных производителей.

- Использование при создании системы различных стандартов передачи данных, учитывая особенности конкретного объекта.

- Возможность использования WEB-доступа к данным.

- Использование современных инструментов анализа данных.

- Доработка программного обеспечения под нужды конкретного предприятия.

- Интеграция приборов учета под проект.

- Интеграция со смежными системами: SCADA, ERP, ГИС.

В результате автоматизации процесса технического учета энергоресурсов на базе программного комплекса «Энфорс» АСУЭ предприятия достигается:

- высокий уровень эффективности энергосберегающих технологий;

- прозрачность расчетов за потребленную электроэнергию;

- оперативность предоставления данных об объемах текущего потребления;

- возможность контроля исправности приборов учета;

- возможность расчета потребления по группам счетчиков;

 - возможность выявления неучтенного потребления.

С внедрением АСУЭ решается ряд проблем, которые связаны с проблемами неэффективного использования энергоресурсов вследствие организационных потерь и человеческого фактора.

Процесс внедрения системы АСКЭУ состоит из следующих этапов:

 - инициализация;

- установка;

- автоматизация деятельности;

- обучение сотрудников.

На данных стадиях решаются все задачи проекта. В состав комплексного этапа внедрения входит четыре процесса, которые изображены на рисунке 3.

Рисунок 3. Процессы комплексного этапа внедрения

Степень удобства работы с системой определяется:

- возможностью системы подстраиваться под любых пользователей, учитывая даже изменения в квалификации одного и того же пользователя.

- Взаимодействием пользователя с системой в обычном естественном режиме.

- способностью системы оставаться стойкой при действиях ошибочного характера у неопытного пользователя.

При эксплуатации, как правило, возникает необходимость внесения изменений в систему устройств ввода-вывода, а также изменения правил и данных. В этом случае могут быть изменены диалоговые средства, языки переговоров, пользовательские настройки. Запуск в серийное производство определяется по результатам проведения данного этапа.

В процессе опытной эксплуатации происходит изучение и устранение разработчиками и пользователями последствий внедренных проектных решений.

С внедрением АСКЭУ решается ряд проблем, которые связаны с проблемами неэффективного использования энергоресурсов вследствие организационных потерь и человеческого фактора.

Список литературы:

1. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера".
2. ГОСТ Р 12.3.047-97 «ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».
3. МДС 21-3.2001 «Методика и примеры технико-экономического обоснования противопожарных мероприятий»
4. Оценка пожарного риска на производственных объектах: учебное пособие / сост. Ю.И. Иванов, В.А. Зубарева, Д.А. Беспёрстов, Н.А. Пашкевич; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2017. – 228 с.
5. СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности»;
6. Интернет ресурс [https://www.krug2000.ru/decisions/solutions_energy/asu-energosnabjeniem-predprijatija.html]