Tavalised vead ja nende parandamine allikastatud automaatikasüsteemides

1. Allikajate automatiseerimissüsteemide struktuuriline klassifitseerimine
1.1 Jaotatud süsteemi struktuur

Jaotatud süsteemi struktuur on tehnoloogiline arhitektuur, mis realiseerib andmete kogumise ja kontrolli mitme deentraliseeritud seadme ja kontrollühiku koostöö kaudu. See süsteem koosneb mitmest funktsionaalses moodulist, sealhulgas jälgimis- ja andmehoidlast. Need moodulid on ühendatud läbi usaldusväärse sidevõrgu ja saavutavad allikajate automaatseks töötamise eelnevalt määratud kontrollilogika ja -strateegia kohaselt.

Jaotatud struktuuril on igal üksuses sõltumatu töötlejate võim ja otsustusfunktsioon, mis võimaldab kohaliku ala automaatset kontrolli ja veediagnostikat.

Samas võivad need üksused edastada andmeid reaalajas keskpunktsele juhtsüsteemile ja allikajat saab haldada kaugjälgimisplatvormi kaudu. Võrreldes traditsiooniliste keskpunktsete juhtsüsteemidega, omavad jaotatud süsteemid suuremat paindlikkust ja redunduantsi, mis aitavad tõhusalt vältida ühepunktseid vigu ja parandada süsteemi stabiilsust ja usaldusväärsust. Jaotatud süsteemi struktuur toetab keerulisemat automaatseid funktsioone, võimaldades allikajatele paindlikult reageerida keeruliste elektrivõrkude olukordadele ja tagades elektri tarnimise ohutuse ja stabiilsuse.

1.2 Keskpunktne süsteemi struktuur

Keskpunktne süsteemi struktuur põhineb keskpunktse juhtühikuna ja haldab ning koordineerib erinevate allikajates olevate seadmete tööd keskpunktse andmetöötluse ja kontrollfunktsioonide kaudu. See struktuur koosneb keskpunktsest juhtsüsteemist ja intelligentsed elektronilised seadmed (IEE-Business). Keskpunktne juhtsüsteem vastutab erinevatest seadmetest saadud andmete vastuvõtmise ja töötlemise eest ning andmetöötluse kohaselt väljastab käsklusi, et saavutada erinevate allikajaseadmete ühtne juhtimine ja haldamine.

Keskpunktse süsteemi korral on kõik jälgimis- ja kontrollfunktsioonid keskendatud keskpunktsele juhtühikule, ja allikajates olevad seadmed on ühendatud kiirete sidevõrkude kaudu. Kuigi see struktuur pakub suurt ühtsust ja mugavust süsteemi haldamisel ja hooldamisel, siis kuna kõik kontroll- ja otsustusprotsessid sõltuvad ühest keskpunktsest juhtsüsteemist, võib selle katkestatud juures tekkida tervikliku allikajate kontrolli kaotus või töö peatamine, mis mõjutab elektrisüsteemi ohutust ja usaldusväärsust.

1.3 Hierarhiline süsteemi struktuur

Hierarhilise süsteemi struktuur jagab süsteemi funktsioone mitme tasandiks, kus igal tasandil on vastutus konkreetsete ülesannete eest. See struktuur sisaldab tavaliselt nelja peamist tasandit: valdkonnatasand, juhttasand, jälgimistasand ja haldustasand. Andmete vahetus ja kontrollkoordineerimine toimub kõigi tasandite vahel kiirete sidevõrkude kaudu.Valdkonnatasand asub süsteemi allosas ja koosneb peamiselt allikajates olevatest intelligentsedest seadmetest ja relva kaitseseadmetest. Valdkonnatasand vastutab põhitoimingute eest, nagu elektriparametrite kogumine, seadmete staatuse jälgimine ja kohaliku automaatse kontrolli täitmise.

Juhttasand asub valdkonnatasandi ja jälgimistasandi vahel ja koosneb peamiselt kaugjuhtimisühikutest ja programmeeritavatest loogikaseadmetest. Juhttasand vastutab andmete saamise eest valdkonnatasandilt ja kontrollib valdkonnaseadmeid kontrollilogika ja operatsioonistrateegiate järgi, lõpetades nii allikajate seadmete automaatse planeerimise.Jälgimistasand asub süsteemi ülemistes kesksetes osades ja koosneb tavaliselt järelevalve-, juhtimis- ja andmekogumisüsteemist (SCADA). Jälgimistasand vastutab keskpunktseks andmete töötlemiseks ja säilitamiseks juhttasandist ja valdkonnatasandist, jälgides allikajate tegelikku tööd reaalajas ja pakkudes alarmide ja seadmehalduse funktsioone.

Haldustasand asub süsteemi ülemises osas ja vastutab allikajate üldise haldamise ja otsustamistoetuse eest. Haldustasand pakub funktsioone, nagu elektrisüsteemi üldine jälgimine ja hooldushaldus, et tagada allikajate koordineeritud töö terviklikus elektrivõrgus.

2. Tavalised vigad allikajate automatiseerimissüsteemides
2.1 Sidevõrgu vigade probleemid

Allikajate automatiseerimissüsteemi sidevõrk mängib olulist rolli modernsetes elektrisüsteemides, vastutades reaalajas andmete edastamise ja informatsioonide jagamise eest erinevate seadmete vahel. Kuid sidevõrgu vigade korral võivad need tõsiselt mõjutada allikajate automaatset kontrolli ja kaugjälgimist, viies elektrisüsteemi ebastabiilseks tööle.

Sidevõrkuseadmed võivad vananemise või kvaliteedi probleemide tõttu vigastuda. Skeemide või routerite riistvaravigade tõttu võivad andmed normaalselt edasi ei saata, ja ülekandevõrkude katkestatud võivad viia sidekatkestuse. Elektritoe probleemid on ka oluline põhjuste allikas. Ebastabiilne elektritoe võib takistada sidevõrkuseadmete õiget tööd.

Allikajate sidevõrkude korral võivad seadmete töö ajal tekkinud elektromagnetilised segadused mõjutada side signaalide kvaliteeti, eriti madalate sageduste signaalide või laineliidese korral. Elektrisüsteemis esinevad tugevad elektrilised ja magnetilised väljad võivad ka põhjustada signaalide heleduse või voolenemise, mõjutades andmete edastuse kindlust. Pikkade ülekandevõrkude korral on signaalide heledus ka tavaline probleem, eriti kabeliliidese kasutamisel. Signaalid nõrgenevad edastamise käigus, mis võib takistada vastuvõtja täpset andmete vastuvõtmist.

2.2 Andmekogumivigade probleemid

Andmekogum allikajate automatiseerimissüsteemis on alus kaugjälgimise ja juhtimise eestvedamiseks. Andmekogumisüsteem vastutab reaalajas andmete kogumise eest erinevatest allikajate seadmetest ja nende edastamise eest keskpunktsele juhtsüsteemile või SCADA-süsteemile. Kui andmekogum ebaõnnestub, võib see mõjutada allikajate normaalset tööd ja isegi ohustada elektrisüsteemi ohutust.

Andmekogumisüsteem sõltub paljudest riistvaraseadmetest. Kui need seadmed vigastuvad, ei saa andmekogum normaalselt toimuda. Sensorite vigastumine või vananemine võib põhjustada oluliste parameetrite, nagu vool või temperatuuri, ebatäpse mõõtmise. Kaugjuhtimisühikute (RTU) või intelligentsed elektronilised seadmed (IED) energia puudumine võib takistada seadmete käivitamist või paneb neid tööle lõpetama, mõjutades andmete edastamist ja kogumist.

Andmekogum sõltub stabiilsest sidevõrgust, et edastada andmeid valdkonna seadmetest keskpunktsele juhtsüsteemile. Kui sidevõrk ebaõnnestub, näiteks signaalide kadumise või andmete edastamise viivituse tõttu, viib see andmekogumise ebaõnnestumiseni. Probleemid, nagu vigased ülekandevõrgud, vigased võrgu skeemide seadmed või protokolli ebatõepärasus, mõjutavad otse andmete edastuse kindlust ja reaalsust.

Kui andmekogumisüsteemi seadmed pole õigesti seadistatud või kalibreeritud, võivad kogutud andmed olla ebatäpsed või kadunud. Kui seadmed paigaldamisel ei ole seadistatud spetsifikatsioonide järgi või hiljem regulaarselt kalibreeritud, võib see lihtsasti põhjustada andmekogumivigade. Andmekogumisüsteemi normaalne töö sõltub vastavast tarkvara platvormist või programmist. Kui tarkvaras on auku või versioonide ebatõepärasus, võib andmekogum ebaõnnestuda.

2.3 Valede alarmide probleemid

Allikajate automatiseerimissüsteemi päevapäevane töö hõlmab reaalajas elektriseadmete seisundi jälgimist ja alarmisignaalide edastamist, et vastavaid meetmeid saaks aeglaselt võtta. Kuid valede alarmide probleem on üks tavalisi vigade tüüpe automatiseerimissüsteemides. Valede alarmide korral võivad need mõjutada töötajate normaalset tööd, ressursside raiskamist ja ebatäpset segamini. Raskesemates olukordades võivad need isegi viia ebatäpsetele kiirreageeringutele.

Allikajate automatiseerimissüsteemi alarmifunktsioon sõltub tavaliselt seatud limiididest. Kui need limiidid on seatud liiga tundlikult või vastavalt tegelikele töötingimustele, võivad need põhjustada sagel valed alarmid. Suured pingevaheldused või ajutised muutused teatud töötingimustes võivad veidi ebatäpsetena näha, viies alarmide käivitamiseni. Seega on raske limiidide seatmine oluline, et vältida vale alarmide tekkimist.

Operaatorkate veakanded on ka tavaline põhjus valede alarmide tekkimiseks. Süsteemi seadistamise või seadmete testimise ajal võivad operaatorkate veakanded viia ebatäpsete alarmitingimusteni või valedesse alarmide käivitamiseni. Kui operaatorkad ei seadista süsteemi standardsete töötingimuste järgi või ei uuesti kalibreeri alarmiparameetreid, kui seadmete vahetatakse, võib seadme seisund mitte vastata alarmitingimustele, viies valede alarmide tekkimiseni.

3. Meetodid tavaliste vigade lahendamiseks allikajate automatiseerimissüsteemides
3.1 Riistvaraseadmete haldussüsteemi parandamine

Täiusliku seadmete haldussüsteemi loomine on eeltingimus riistvaravigade vältimiseks. Allikajad peaksid koostama detailseid haldusspetsifikatsioone kogu seadmete elutsükli jaoks, sealhulgas ostu ja hoolduse, et tagada, et iga seade läbib enne paigaldamist rangeid kvaliteediinspekcioone ja vastuvõtte, ning vastab tehnilistele nõuetele kasutuselevõtu ajal. Samas tuleks erinevatele seadmetele määrata spetsiifilisi hoolduskülide ja inspekteerimisstandardi, regulaarseid inspekteerimisi ja uuendusi, et pikendada seadmete kasutusaega ja vähendada vigade tekkimist seadmete vananemise või kahjustumise tõttu.

Teiseks peaksid allikajad tugevdama seadmete töö ajal jälgimist ja kirjeldamist. Reaalajas jälgimise kaudu seadmete töö ajal võivad potentsiaalsed vigade ohtlikud tegurid tuvastuda aeglasti. Kasutage online jälgimissüsteemi, et jälgida allikajate automatiseerimisseadmete tööd ja kritilisi parameetreid, nagu vool, ja edasta andmed keskpunktsele jälgimissüsteemile. Selle alusel peab regulaarselt diagnoosima vigu, kirjeldama seadmete töö andmeid, luues ajaloo faili, et diagnoosida ja analüüsida vigu, tuvastada ebatavalised muutused seadmetes ja võtta proaktiivseid meetmeid, et vältida vigu.

3.2 Regulaarsed hooldustööd ja teenindus
Regulaarsed hooldustööd peaksid hõlmama ka automatiseerimissüsteemi tarkvara haldamist. Automaatiseerimissüsteemi tuuma on arvuti jälgimissüsteem ja juhtimistarkvara. Nende stabiilne töö mõjutab otse allikajate automatiseerimistaset ja vigadiagnoosimisvõimet. Regulaarselt hoolda tarkvarasüsteemi, sealhulgas värskendada ja optimeerida operatsioonisüsteeme ja juhtimisalgoritme, et tagada, et tarkvara ei pruugi "vigastuda" või "krassida" keeruliste operatsioonide käigus.Regulaarsed varundamistööd on ka olulised, sest need aitavad vältida süsteemi väljalülitumist programmi vigaste või andmete kadumise tõttu. Seega on regulaarsed süsteemi varundamistööd ja andmete taastamise harjutused osa hooldustööst.

3.3 Eliminatsioonimeetodi rakendamine

Eliminatsioonimeetodi rakendamiseks tuleb selgelt määratleda vigade sümptomid ja teha üksikasjalikud kirjeldused. Operaatorid peaksid kiiresti tuvastama vigade sümptomeid, põhinedes süsteemi alarmidel ja seadmete tööparameetritel, ja mõista vigade põhiline olukord. Kui süsteem kannatab andmete kadumise või edastamise viivituse tõttu, peaks operaatorid esmalt kontrollima kõiki süsteemi sideülki, et tagada, et andmete edastamise kanalid ei ole katkestatud. Hoolikas jälgimine võib aidata välja jätta mõned ilmsed vigade põhjused, tagades, et järgmise vigade diagnoosimine oleks suunatud.

Eliminatsioonimeetodi rakendamine nõuab kindlat sammuprotsessi. Näiteks allikajate automatiseerimissüsteemi andmekogumivigade puhul tuleb esmalt kontrollida andmekogumise seadme end, näiteks sensorit ja transformatort, et kinnitada nende seadmete tööolek. Kui andmekogumise seade on korras, tuleb edasi kontrollida seadmete vahelisi sideühendusi ja andmete edastamise protokolle. Kui sidevõrk ja võrguühendused on korras, tuleb kontrollida, kas automatiseerimissüsteemi tarkvaraseadistused on õiged, ja kas on mingi ebatäpse konfiguratsiooni või programmiviga. Lõpuks, astmesi elimineerides, määratakse lõplikult vigade allikas. See meetod aitab tõhusalt piirata vigade diagnoosimise ulatust, vältides ebatäpset kontrolli ja ressursside raiskamist.

4. Kokkuvõte

Kokkuvõttes hõlmab allikajate automatiseerimissüsteem palju seadmeid ja tehnoloogiaid, mille vigade laad on väga mitmekesine, ja vigade asukoha määramine ja lahendamine on keeruline. Samas võivad allikajate automatiseerimissüsteemi töö ajal mõned seadmed vigastuda vananemise või välise keskkonna muutuste tõttu. Kui need vigad ei lahendata aeglaselt, võib see viia seadmete kahjustumiseni ja süsteemi töö efektiivsuse languseks, suurendades hoolduse ja remondikulud. Seega on vaja meetodeid, nagu riistvaraseadmete haldussüsteemi parandamine, regulaarsed hooldustööd ja eliminatsioonimeetodi rakendamine, et parandada vigade tuvastamise ja ennetamise võimet.