Способ автоматизированного управления инженерными системами

 

Изобретение относится к области коммунального хозяйства и может быть использовано при диспетчерском контроле и управлении системами коммунального хозяйства. При реализации изобретения предварительно ранжируют происшествия по степени опасности. Размещают посты контроля на территории обслуживаемого района. Подключают их по каналам безбумажных носителей информации к интерфейсу компьютера диспетчерского пункта, в который заложена программа сравнения получаемой информации с данными предварительного ранжирования. Вводят итоги сравнения в память компьютера и одновременно отражают их цветовым сигналом на экране монитора. Интенсивность цветового сигнала соответствует степени ранжирования полученной информации. Технический результат - облегчение условий работы. 12 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, а именно к области автоматизированного управления коммунальным хозяйством, и может быть использовано при диспетчерском контроле и управлении системами коммунального хозяйства, а также инженерными сетями в различных областях промышленности.

Современное коммунальное хозяйство охватывает инженерные сети, являющиеся системами жизнеобеспечения промышленных и коммунальных предприятий, а также жилого фонда. Поскольку нагрузка на указанные системы в течение суток меняется достаточно произвольно, для правильного управления инженерными сетями необходим постоянный диспетчерский контроль за состоянием указанных систем. Кроме того, возникновение аварийных ситуаций, пиковых перегрузок и других нештатных ситуаций также вызывает необходимость не только постоянного диспетчерского контроля, но и четкой выработки управляющих воздействий. Физическая и эмоциональная нагрузка на диспетчера, занятого не только постоянным контролем за состоянием систем, но и исправлением аварийных и нештатных ситуаций, приводит к быстрому уставанию диспетчера и, следовательно, появлению неадекватной реакции на возникающие ситуации. Появление неадекватной реакции приводит к появлению ошибок в работе диспетчера, которые могут привести к серьезным нарушениям работы указанных систем, что в свою очередь приведет к остановке промышленных и коммунальных предприятий или отказу систем жизнеобеспечения жилого массива. В то же время необходимо отметить, что из опыта практической работы установлено, что наиболее оптимальной является непрерывная работа диспетчера в течение суток. Частично физическое и эмоциональное напряжение диспетчера можно уменьшить с использованием известных приемов физической и психологической разгрузки. Однако это не решает проблему.

Поскольку в течение довольно значительных промежутков времени инженерные системы коммунального хозяйства работают без сбоев, из опыта практической работы предложено диспетчеру работать в так называемом "режиме темного монитора". В этом случае при нормальной работе систем или при допускаемых инструкциями отклонениях на мониторе не возникает изображение, и монитор остается темным. Только в случае превышения нормативного отклонения контролируемых параметров от заданных режимов на мониторе появляется сигнал, характеризующий указанное отклонение. Это значительно облегчает работу диспетчера при малом объеме работ, поскольку аварийные и нештатные ситуации в этом случае возникают достаточно редко. Однако использование указанного приема в больших диспетчерских, контролирующих значительный объем параметров систем жизнеобеспечения, приведет практически к ситуации, когда монитор будет постоянно работать, и, следовательно, диспетчер будет находиться в постоянном напряжении.

Из уровня техники известен (US, патент 4387368) способ дистанционного контроля систем водоснабжения. Согласно известному способу размещают датчики по всей протяженности системы водоснабжения, причем информация, характеризующая состояние системы, от датчиков поступает на диспетчерский пункт в виде набора числовых данных. Недостатком известной системы является применимость ее только для малых систем, поскольку при наличии большого количества датчиков диспетчер физически не может проконтролировать состояние системы.

Развитием известного способа (US, патент 4090193) явилось выведение информации датчиков на визуальный дисплей. Однако данный способ также применим только для малых объектов контроля.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения можно признать способ мониторинга (RU, патент 2087036), согласно которому датчики размещают на объектах контроля, информация от датчиков, характеризующая состояние объектов, поступает в виде числового кода на пульт оператора. Данный способ позволяет проводить математическую обработку поступившей информации, однако указанный способ не пригоден для сложных объектов контроля, характеризуемых большим количеством факторов.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке способа автоматизированного управления инженерными системами, применимого для крупных диспетчерских постов.

Технический результат, получаемый при реализации настоящего изобретения, состоит в облегчении условий работы работников крупных диспетчерских и вызванной этим оперативности в решении проблем систем жизнеобеспечения и служб коммунального хозяйства.

Для получения указанного технического результата предложено при автоматическом управлении коммунальным хозяйством предварительно провести ранжирование происшествий с учетом предшествующего опыта работы, по степени опасности применительно к системам жизнеобеспечения и службам коммунального хозяйства выбрать не менее одного поста контроля на территории обслуживаемого района, соединить предпочтительно посредством проложенных кабельных сетей и/или радиосвязи посты контроля с интерфейсом компьютера диспетчерского пункта, организовать прием информации от постов контроля, сравнить полученную информацию с данными предварительного ранжирования, заложенными в программу компьютера диспетчерского пункта, ввести итоги сравнения в память компьютера и отразить итоги сравнения цветным сигналом на экране монитора, причем цветной сигнал на экране монитора соответствует уровню ранжирования, соответствующему информации, полученной с постов контроля, при этом желательно, чтобы в качестве постов контроля были использованы местные диспетчерские и/или посты контроля систем жизнеобеспечения и коммунальных служб, а нулевой уровень ранжирования соответствует темному экрану монитора и отсутствию происшествий по всей обслуживаемой территории. Предпочтительно, чтобы различным уровням ранжирования соответствовал одноцветный сигнал различной интенсивности. Однако допустимо, чтобы различным уровням ранжирования соответствовали различные цвета сигнала. В случае наличия более одного поста контроля желательно суммировать информацию о происшествиях и проводить сравнение суммарной информации со степенями ранжирования. Также при наличии более одного поста контроля желательно провести сравнение различных происшествий и учесть результаты этого сравнения при суммировании сведений о происшествиях. При ранжировании желательно установить уровень степени, при котором на экране монитора появляется визуальная информация, характеризующая происшествие.

Происшествия могут быть регистрируемы в более чем одной области применения. В этом случае проводят сравнение происшествий в различных областях применения и учитывают результаты сравнения при суммировании сведений о происшествиях. В этом случае желательно использовать более одного монитора, каждый из которых предназначен для определенной области применения. Однако возможно и использование разделения площади монитора на секторы, число которых также соответствует количеству областей применения и отражает состояние соответствующей области применения. В программе компьютера может быть предусмотрена возможность вызова на экран монитора визуальной информации с любого поста контроля. При этом вызванная информация может быть представлена в виде графического материала, таблицы или сигнала видеокамеры.

Изобретение может быть реализовано следующим образом.

Центральная диспетчерская служба города предназначена контролировать состояние системы подачи холодной и горячей воды, технической воды в систему отопления, канализационного коллектора, а также трехфазного электропитания на промышленные предприятия и двухфазного электропитания на промышленные и коммунальные предприятия, а также на жилой массив. Ранжирование возможных происшествий, проведенное с учетом опыта предыдущей работы, привело к следующему набору (в баллах): отключение горячей воды в одном подъезде - 1, отключение горячей воды в многоквартирном доме - 5, отключение горячей воды в микрорайоне - 25, отключение холодной воды в одном подъезде - 5, отключение холодной воды в многоквартирном доме - 15, отключение холодной воды в микрорайоне - 60, отключение отопления в одной квартире - 3, отключение отопления в одном подъезде - 18, отключение отопления в многоквартирном доме - 70, отключение отопления в микрорайоне - 150, отключение любой воды на предприятии, на котором вода не используется в технологическом цикле, - 60, отключение любой воды на предприятии, на котором вода входит в технологический цикл, - 600, отключение отопления на предприятии - 120. Отключение трехфазного электропитания на предприятии, обладающем станочным парком, - 600, не обладающем станочным парком - 200, отключение двухфазного электропитания на предприятии - 200. Отключение воды или электропитания на предприятии с непрерывным режимом работы - 1000. Отключение электропитания в одной квартире в домах с газовыми плитами - 1, то же в домах с электроплитами - 5, отключение электропитания в одном подъезде в домах с газовыми плитами - 5, то же в домах с электроплитами - 30, отключение электропитания в многоквартирном доме с газовыми плитами - 25, то же в домах с электроплитами - 100, отключение электропитания в микрорайоне с газовыми плитами - 150, то же в микрорайоне с электроплитами - 700. Отключение лифта в подъезде - 10. Отключение коллектора канализации - 400. Полностью темный экран монитора соответствует полной исправности системы. Самопроизвольная подача информации на экран монитора соответствует величине происшествия (или происшествий), соответствующего 200 баллам. В качестве постов контроля использованы диспетчерские РЭУ, службы главного энергетика промышленных предприятий или приравненные к ним службы, а также служба контроля коллектора канализации. В постах контроля установлены периферийные терминалы, на которых ручным образом и/или автоматически регистрируют информацию о происшествиях. Периферийные терминалы посредством кабельных сетей и стандартных устройств согласования соединены с компьютером центральной диспетчерской. Программа компьютера центральной диспетчерской содержит сведения о ранжировании происшествий, а также о степени происшествий, при которой происходит автоматический вывод информации о происшествиях на монитор. В центральной диспетчерской установлены мониторы, контролирующие снабжение холодной и горячей водой, отопление, подачу двухфазного и трехфазного электропитания, лифтового хозяйства и канализационного коллектора.

Ниже приведена хроника работы центральной диспетчерской в течение одной смены.

В 8 часов, в начале очередной смены работы диспетчерской, экраны мониторов, контролирующих работу трехфазного электропитания, канализационного коллектора и отопления, не показывали наличие происшествий. Монитор, контролирующий подачу холодной воды, имел цветовой сигнал интенсивностью свечения примерно 2%; монитор, контролирующий подачу горячей воды, имел интенсивность цветового сигнала примерно 5%, лифтового хозяйства 1%, двухфазного электропитания примерно 8%. Вызвав на экраны информацию, диспетчер установил, что в двух многоквартирных домах проводятся плановые ремонтные работы, еще в одном многоквартирном доме с газовыми плитами из-за аварии кабеля отключена электроэнергия. В 12 часов цветовой сигнал монитора, контролирующего подачу двухфазного электропитания, прекратился, что свидетельствовало об окончании ремонтных работ. В 14 часов 16 минут интенсивность цветового сигнала на экране монитора, контролирующего подачу холодной воды, увеличилась до 96%. Вызванная на экран монитора информация свидетельствовала о сбое в работе насосной станции, в результате которого три микрорайона оказались отключенными от холодной воды. В течение часа аварийные микрорайоны были подключены к резервным магистралям холодной воды с включением резервных насосов, и цветовой сигнал на экране монитора уменьшился до нулевого значения. В 17 часов 35 минут самопроизвольно включился экран монитора, контролирующий подачу трехфазного электропитания. Информация, появившаяся на экране монитора, свидетельствовала об аварии на заводской подстанции, в результате которой завод был отключен от питания трехфазным током с прекращением работы станочного парка. Через полтора часа авария была ликвидирована и сигнал с экрана монитора исчез. В течение смены наблюдались незначительные изменения в интенсивности свечения экранов мониторов, свидетельствующие о временных сбоях систем жизнеобеспечения. В результате из 24 часов смены диспетчер был в состоянии физического и эмоционального напряжения менее трех часов. Это привело к уменьшению утомляемости диспетчера, что позволило ему в случае необходимости (т. е. серьезной аварийной ситуации) более эффективно руководить ремонтными работами и обеспечить практически бесперебойную работу систем.

Формула изобретения

1. Способ автоматизированного управления инженерными системами, включающий создание не менее одного поста контроля на территории обслуживаемого района и передачу информации от них оператору, отличающийся тем, что предварительно проводят ранжирование происшествий по степени опасности, соединяют посредством безбумажных носителей информации посты контроля с интерфейсом компьютера диспетчерского пункта, регистрируют с использованием компьютера информацию о происшествиях в зоне поста контроля, сравнивают полученную информацию с данными предварительного ранжирования, заложенными в программу компьютера, вводят итоги сравнения в память компьютера и отражают итоги сравнения цветовым сигналом на экране монитора, при этом цветовой сигнал на экране монитора соответствует уровню ранжирования, причем нулевой уровень ранжирования соответствует темному экрану монитора, по этой информации принимают решение о необходимости проведения ремонтных работ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что посты контроля соединены с интерфейсом компьютера посредством кабельных сетей и/или радиосвязи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве постов контроля используют местные диспетчерские и/или посты контроля систем жизнеобеспечения и коммунальных служб.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что цветовой сигнал отличается по интенсивности для разных уровней ранжирования.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии более одного поста контроля суммируют информацию о происшествиях.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ранжировании устанавливают уровень, при достижении которого на мониторе появляется визуальная информация, характеризующая происшествия.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрируют происшествия более чем в одной области применения.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют более одного монитора, каждый из которых предназначен для определенной области применения.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что площадь монитора разделяют на секторы, число которых соответствует количеству контролируемых областей применения.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в программе компьютера предусмотрена возможность вызова на монитор визуальной информации с любого пункта контроля.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что вызванная визуальная информация представляет собой графический материал.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что вызванная информация представляет собой таблицу.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что вызванная информация представляет собой видеосигнал, поступающий от видеокамеры, расположенной на посту контроля.