Просмотр исходного текста страницы ПТК Квинт

{{Карточка программы
 |name                   = ПТК Квинт                  
 |logo                   = 
 |screenshot             = 
 |caption                = 
 |author                 = OAO «НИИТеплоприбор»  {{флагификация|Россия}}: [[Москва]]
 |developer              = 
 |genre                  = [[программно технический комплекс|ПТК]], [[Автоматизация тепловой и атомной энергетики]]
 |programming_language   = С++, C#
 |language               = Русский, английский
 |operating_system       = Windows, Windows CE
 |released               = 1994
 |platform               = x86, x64.
 |latest_release_version = 6.07.14
 |latest_release_date    = 2010
 |latest_preview_version = 
 |latest_preview_date    = 
 |latest_rc_version      = 7.0.71
 |latest_rc_date         = 2012
 |latest_beta_version    = 
 |latest_beta_date       = 
 |latest_alpha_version   = 
 |latest_alpha_date      = 
 |status                 = Автоматизировано более 140 объектов теплоэнергетики <ref>[http://www.niiteplopribor.ru/kvint/objects/ ПТК Квинт на объектах]</ref>
 |license                = 
 |website                = http://www.niiteplopribor.ru/
}}

'''ПТК Квинт''' — российский [[программно-технический комплекс|программно-технический комплекс (ПТК)]], предназначенный для управления непрерывными технологическими процессами на предприятиях тепловой и атомной энергетики.<br>
Комплекс позволяет создавать полномасштабные информационно-управляющие системы управления [[Технологический процесс|технологическими процессами]] котельного оборудования, осуществлять [[Регулирование частоты в энергосистемах|регулирование частоты и мощности]] турбин электрогенераторов малой (до 80 МВт), средней (до 300 МВт) и большой мощности (до 1200 МВт), реализовывать защиты технологического оборудования, отображать и архивировать информацию о технологическом процессе в [[Реальное время|реальном масштабе времени]], принимать от [[Системный оператор Единой энергетической системы|центрального диспетчерского управления (ЦДУ)]] управляющие воздействия в соответствии с потребностями единой энергосистемы России.

Информационный масштаб комплекса практически не ограничен вследствие применения масштабируемой архитектуры системы управления. Средний информационный размер автоматизируемых систем (один типовой блок [[ТЭЦ]]) насчитывает тысячи дискретных и аналоговых датчиков, сотни исполнительных механизмов и сотни элементов защит.

Живучесть комплекса обеспечена возможностью аппаратного и проектного резервирования [[Программируемый логический контроллер|программируемых логических контроллеров — ПЛК]], [[Устройство связи с объектом|устройств связи с объектом — УСО]], оперативных станций верхнего уровня.

Связь с верхним уровнем ПТК (оперативные станции, [[САПР]], архивные станции и т. п.), а также со сторонними [[SCADA|SCADA-системами]] осуществляется по протоколу [[OPC UA]]. Для взаимодействия со сторонними [[Устройство связи с объектом|УСО]] и АСУ ТП могут использоваться информационные каналы ввода-вывода по шинам [[Profibus DP]], [[Modbus]].

== Структура и состав ПТК ==
ПТК Квинт используется для построения [[АСУ ТП]] нескольких разновидностей:
* АСУ ТП малого масштаба (вспомогательные службы, углеподача, и т. п.)
* АСУ ТП среднего масштаба (энергетический котел, энергоблок, турбина и т. п.)
* Крупная АСУ ТП в масштабах всего предприятия (электростанция)

=== Верхний уровень ===
* '''Средства [[Система автоматизированного проектирования|САПР]]'''
** '''Объектно-ориентированный редактор состава объекта автоматизации'''. Позволяет описать объект автоматизации в виде набора типизированных объектов (задвижка, двигатель, датчик и т. п.). Позволяет создавать пользовательские типы объектов (например, горелка, котел, турбина и т. п.).
** '''Среда проектирования и отладки технологических, расчетных и моделирующих программ'''. Позволяет создавать, загружать и отлаживать различные технологические программы на двух языках программирования, семейства [[IEC 61131-3]] — [[FBD]], [[Structured Text|ST]].
** '''Среда разработки и отладки операторских интерфейсов'''. Позволяет создавать анимированные [[мнемосхема|мнемокадры]] участков автоматизируемого технологического процесса, на основании составленного набора объектов. Обладает встроенным объектно-ориентированным паскалеподобным языком программирования для решения нетипичных задач анимации.
** '''Виртуальный ПЛК'''. Позволяет отлаживать технологические программы и операторский интерфейс без привлечения реальных контроллеров и расчетных серверов.
* '''Станции реального времени'''
** '''Операторская станция ([[HMI]])'''. Отображает оперативную информацию для операторов энергоблока на экранах мониторов или [[Видеостена|видеостене]]. Позволяет осуществлять оперативное ручное управление процессом. Поддерживает многократное резервирование в силу того, что любая операторская станция может работать с любым заранее подготовленным мнемокадром.
** '''Станция единого времени'''. Фирменный или покупной сервер точного времени промышленного изготовления, работающий по протоколу [[NTP]]. Позволяет синхронизировать время между отдельными оперативными серверами на верхнем и нижнем уровнях системы управления. Резервирование достигается за счет того, что все оперативные сервера могут получать точное время от нескольких NTP-серверов.
** '''Станция архивирования''' сигналов, ошибок, событий и действий персонала. Предназначена для архивирования всех сигналов, ошибок и событий, приходящих от других станций реального времени и контроллеров. Позволяет архивировать более 100 000 значений в секунду. Резервирование достигается за счет использования двух параллельно работающих архивных серверов. При выходе из строя одного из серверов все клиентские соединения автоматически переключаются на другой сервер.
** '''Расчетная станция'''. Позволяет выполнять расчеты для внутренних нужд предприятия, например, расчет технико-экономических показателей ([[технико-экономические показатели|ТЭП]]). Если расчетная станция выполнена в виде промышленного компьютера, она может штатно резервироваться — один из серверов в рабочем режиме, другой — в горячем резерве. Переключение серверов происходит безударно.
** '''Станция анализа архивной информации'''. Позволяет анализировать архивную информацию, накопленную за все время существования системы в составе конкретного объекта автоматизации.
* '''Вспомогательные средства'''
** '''Администрирование [[База данных|базы данных]] проекта'''. Служебное приложение, позволяющее описать пользователей системы, права их доступа, аппаратный состав [[АСУ ТП]] и т. п.
** '''Сервер базы данных'''. Обеспечивает многопользовательскую работу с базой данных проекта, позволяет создавать проект автоматизации нескольким [[проектант]]ам одновременно.
** '''Станция экомониторинга'''. Предназначена для передачи информации о составе и количестве выбросов загрязняющих веществ на сервер сбора данных Единого информационно-вычислительного центра ([[ЕИВЦ]]).

=== Нижний уровень ===
* '''Программируемые логические контроллеры — Ремиконты'''. Предназначены для непосредственного управления технологическим процессом. Поддерживают резервирование методом дублирования<ref>[http://www.cta.ru/cms/f/373347.pdf Аппаратное резервирование в промышленной автоматизации]</ref>. Дублирование является «прозрачным» для разработчиков технологических программ (проектантов), и не требует специальных мер для своего обслуживание. Все функции, необходимые для дублирования и безударного переключения, берет на себя программное ядро контроллера.
* '''Станция единого времени'''. Фирменная реализация сервера NTP, в промышленном исполнении. Позволяет принимать сигналы точного времени от [[GPS]] и [[ГЛОНАСС]].
* '''Шлюзы''' для связи с контроллерами старого поколения. Предназначены для связи с контроллерами Квинта старых поколений (200 и 300 серий). Оставлены в системе для возможности интеграции со старыми проектами автоматизации. Дублирование выполняется методом кластеризации шлюзов.

=== Коммуникационный уровень ===
* '''Сетевой обмен''' между двумя уровнями ПТК, а также в пределах одного уровня. Физический уровень сети — [[Fast Ethernet]] или [[Гигабитный Ethernet]]. Протокол обмена — [[TCP/IP]]. Формат обмена — [[OPC UA]]. Дублирование физического уровня осуществляется одновременным использованием двух структурно одинаковых сетей, логически объединённых между собой при помощи [[Lacp|LACP]].
* '''Информационный обмен''' с датчиками и исполнительными механизмами по [[Полевая шина|полевым шинам]]. Физический уровень сети — [[RS-485]] на скорости до 10 [[Бит/с|Мбит/с]]. Протоколы обмена: [[Modbus]], [[Profibus DP]], фирменный. Дублирование осуществляется за счет аппаратного резервирования сетей и коммуникационного оборудования (станций ввода-вывода).
* '''Телемеханика''' для связи с ЦДУ [[ГОСТ Р МЭК 60870-5]]-101—2006.

== Квинт 7. Современная разработка ==
{{заготовка раздела}}
В конце 2009 началась разработка седьмой версии ПТК Квинт, в которой полностью переработана аппаратная и программная составляющие ПЛК, а также в большой степени изменен САПР. Такое решение позволило получить универсальный контроллер общего назначения, способный:
:* поддерживать стандартные языки программирования (стандарт [[IEC 61131-3]]),
:* управлять технологическим процессом с минимальным временем реакции системы < 5 мс,
:* поддерживать [[Многопоточность|многопоточное]] выполнение технологических программ, что позволяет совмещать задачи защит (требуют высокой скорости реакции — до 10 мс) и управления (время реакции до 100 мс),
:* решать расчетные задачи (как экономические сводки, так и оперативные расчеты, использующиеся в управлении технологическим процессом),
:* решать задачи моделирования автоматизируемых технологических процессов в реальном и виртуальном времени,
:* обеспечивать простую интеграцию с другими системами, за счет использования общераспространённых ([[Стандарт де-факто|де-факто]]) промышленных стандартов обмена — ([[Profibus DP]], [[Modbus]]),
:* работать в составе сторонних [[SCADA|SCADA-систем]], за счет использования для связи с верхним уровнем стандартного протокола обмена [[OPC UA]] и поддержки расширения стандарта [[OPC UA Information Model for IEC 61131-3]]<ref>[http://www.plcopen.org/pages/tc4_communication/index.htm PLCopen and OPC Foundation combine their technologies]</ref>,
:* обеспечивать простоту интеграции [[Устройство связи с объектом|УСО]] сторонних производителей,
:* обеспечивать прямую связь со станциями верхнего уровня через Fast Ethernet по протоколу TCP/IP с использованием [[Lacp|LACP]] и формата OPC UA,
:* обеспечивать [[Авторизация|авторизированный]] доступ с верхнего уровня, для обеспечения безопасности управления процессом.
Весь нижний уровень разрабатывается «с нуля», меняется аппаратное и программное обеспечение контроллера и фирменных УСО. Полностью переписывается интегрированная система программирования, компиляции и отладки технологических, расчетных и моделирующих программ. Новый [[компилятор]] транслирует технологические программы в [[машинный код]], который выполняется непосредственно [[Центральный процессор|центральным процессором]] контроллера. Одновременно полностью заменяется устаревшая [[СУБД]], содержащая все данные о проекте автоматизации, на многопользовательскую СУБД фирменной разработки, основанную на [[:en:Extensible Storage Engine|Microsoft Extensible Storage Engine]].

Верхний уровень Квинта седьмого поколения может работать с нижним уровнем четвёртого, пятого и шестого поколений. Однако новый САПР может программировать только контроллеры седьмого поколения. Для программирования контроллеров младших поколений используются старые средства САПР, так же входящие в состав Квинта 7.

== История ==
{{заготовка раздела}}

=== Основные этапы развития<ref>[http://www.kvintsystem.ru/events.htm Основные вехи развития Квинта]</ref> ===
{| class="wikitable"
 |-
 |width="80"| [[1992 год]] 
 | НИИТеплоприбор начинает разработку нового поколения [[Программируемый логический контроллер|ПЛК]] — Ремиконт Р-210<ref>[http://su.ispu.ru/index.php?url=poligon Полигон  кафедры систем управления, Иваново, Ивановский государственный энергетический университет]</ref>. Аппаратная платформа контроллера была собрана на российской микроэлектронной базе. В качестве центрального процессора используется 8-разрядный микропроцессор [[КР580ВМ80А]]. Программное обеспечение контроллера содержит обширную библиотеку специализированных алгоритмов. Контроллер имеет программно-аппаратную поддержку резервирования дублированием с горячим резервом. При этом резервирование осуществляется «прозрачным» для разработчиков технологических программ образом.
 |-
 | [[1993 год]] 
 | В НИИТеплоприбор начинается разработка программного обеспечения станций верхнего уровня ПТК на базе [[Microsoft Windows 3.11]]. Связь с контроллерами осуществляется посредством фирменного аппаратного шлюза. Шлюз соединяется со станциями верхнего уровня через сеть Ethernet по протоколу [[NetBEUI]], а с контроллерами через дублированную шину [[:en:BITBUS|BitBus]] (семейство [[:en:Fieldbus|Fieldbus]]) и служит для объединения нескольких контроллеров в один сегмент, и для снижения сетевой нагрузки на контроллеры от станций верхнего уровня.
 |-
 | [[1995 год]] 
 | 1-я версия ПТК Квинт — '''Квинт 1''', запущена в опытную эксплуатацию на паровом котле E-50 [[ТЭЦ-27]] [[Мосэнерго]].
Налажено производство контроллеров Р-210 на заводе [http://www.elara.ru/product/civil/prome/75.php ЭЛАРА] в городе [[Чебоксары]].
 |-
 | [[1996 год]] 
 | На основе полученного опыта выпущена 2-я версия ПТК Квинт - '''Квинт 2''' (рабочее название '''Квинт 1.5'''). Основные доработки касаются общего быстродействия системы. Осенью этого года под её управлением введен в эксплуатацию 1-й энергоблок ТЭЦ-27, мощностью 80 МВт.
 |-
 | [[1997 год]] 
 | ПТК Квинт внедрен на [[ТЭЦ-20]], [[ТЭЦ-22]] и [[ТЭЦ-23]] Мосэнерго в качестве информационно-управляющей системы.
За разработку ПТК Квинт НИИТеплоприбор удостоен [[Премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники|премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники]]<ref>[http://www.niiteplopribor.ru/history_and_%20awards ОАО «НИИтеплоприбор». История и награды.]</ref>.
 |-
 | [[1998 год]] 
 | Выпущена 3-я версия Квинта — '''Квинт 3''' (рабочее название '''Квинт 1.75'''), обладающая всеми ключевыми особенностями современного ПТК. Верхний уровень переведен на платформу [[Win32]], разработан архивный сервер, полностью переделана сетевая подсистема. Под её управлением на ТЭЦ-27 Мосэнерго впервые в России запущена интегрированная АСУ ТП, охватывающая теплотехническую (энергоблоки №№ 1 и 2) и электрическую части станции.
 |-
 | [[1999 год]] 
 | Выпущена 4-я версия ПТК Квинт — '''Квинт 4'''. В программном обеспечении основной особенностью явилось объединение всех программных компонент в рамках интегрированной среды – «Квинтегратор» и введение контроля выполнения приложений с помощью службы «Монитор приложений».
 |-
 | [[2000 год]] 
 | К этому времени ПТК Квинт инсталлирован на 30 объектах, в основном, на станциях [[Мосэнерго]] <ref>[http://www.kvintsystem.ru/projects/projects.htm Внедрения ПТК Квинт]</ref>.
 |-
 | [[2001 год]] 
 | Начинается внедрение 5-й версии ПТК Квинт - '''Квинт 5''', основанной на новом 300-м семействе Ремиконтов. Ключевые нововведения:
* Базовой моделью контроллера служит Ремиконт Р-310 (ББМ-60), выполненный на новой аппаратной платформе, на базе стандартного процессорного блока с архитектурой микропроцессора [[x86]].
* В качестве [[Операционная система реального времени|операционной системы]] используется [[MS-DOS]] 6-той версии. Программное ядро контроллера работает в [[Реальный режим|реальном режиме]].
* Основательно пересмотрена логическая база контроллера — библиотека алгоритмов, применены архитектурные решения, позволяющие производить его модификации для нужд технологических процессов различного масштаба.
* В ПТК реализованы функции теплотехнических защит. Для этого был добавлен ряд новых алгоритмов управления и введен дополнительный способ резервирования контроллеров — [[:en:High-availability cluster|кластеризация]], при котором несколько управляющих контроллеров одновременно принимают управляющие воздействия от верхнего уровня и выдают команды управления одним и тем же исполнительным механизмам.
* Разрабатывается Ремиконт Р-310E — экспериментальный прототип контроллера, способный работать с верхним уровнем ПТК напрямую по сети [[Fast Ethernet]] по протоколу NetBEUI.
* Разрабатывается Ремиконт Р-330 — малоканальный контроллер, предназначенный для работы с распределёнными полевыми УСО по фирменной полевой шине на расстояния до 1200 м<ref>[http://www.elara.ru/files/promelectron/R330_rus.pdf Технические характеристики Ремиконта Р-330]</ref>.
* Значительно усовершенствуются средства САПР, в первую очередь, среда разработки технологических программ — Пилон.
 |-
 | [[2002 год|2002]] - [[2003 год|2003]] 
 | Реализован ряд крупнейших проектов на базе 5-й версии Квинта, среди них:
* Энергоблок № 9 (1200 МВт) [[Костромская ГРЭС|Костромской ГРЭС]],
* Энергоблоки № 5,6 (по 800 МВт) [[Рязанская ГРЭС|Рязанской ГРЭС]],
* Энергоблоки № 3-8 (по 300 МВт) [[Конаковская ГРЭС|Конаковской ГРЭС]],
* Паросиловая установка ПСУ-37 на Актюбинском заводе «[[Завод феррохром|Феррохром]]» (Казахстан).
 |-
 | [[2005 год]]
 | Разработана экспериментальная модель турбинного контроллера Ремиконт Р-320, который применен для автоматизации процесса регулирования частоты и мощности турбины генератора на энергоблоке №2 300 МВт [[Костромская ГРЭС|Костромской ГРЭС]].<br>

 |-
 | [[2004 год]] 
 | На [[ТЭЦ-23]] Мосэнерго впервые запущена подсистема управления горелками, построенная на малоканальных полевых контроллерах — Ремиконт Р-330. Полевые УСО установлены непосредственно у котла и связаны с Ремиконтами посредством полевой шины длиной 150 м.
 |-
 | [[2006 год]] 
 | Начинается внедрение 6-й версии ПТК, получившей название '''Квинт СИ''' (системная интеграция)<ref>[http://www.elara.ru/files/quint_si.pdf Технические характеристики ПТК Квинт СИ]</ref>. Основные нововведения:
* Новый шлюз — БМШ-80 — использует для верхнего уровня протокол TCP/IP вместо NetBEUI. Может дублироваться методом [[:en:High-availability cluster|кластеризации]].
* Ремиконт Р-380 — базовый универсальный контроллер, работающий с верхним уровнем через новую аппаратную версию шлюза.
* Ремиконт Р-390 — малоканальный контроллер, способный работать по полевой шине с распределёнными УСО и связываться с верхним уровнем посредством нового шлюза.
* Ремиконт Р-310М — создан для перевода контроллеров Р-310 на программно-аппаратную базу Квинта СИ. Является программно-аппаратной модификацией контроллера Р-310, работающей с новым шлюзом БМШ-80. При такой модификации адаптеры связи со старым шлюзом заменяются стандартными сетевыми адаптерами Fast Ethernet, а программное обеспечение контроллера — заменяется на новое.
* В состав ПТК включена новая станция времени БСВ-80, работающая на компактном устройстве под управлением Windows CE и использующая [[NTP|NTP сервер]] для собственной синхронизации.
* Мезон-контроллер МК-80, работающий под управлением Windows CE. Предназначен для решения ответственных расчетных задач в реальном масштабе времени. Для его программирования используется среда разработки и отладки расчетных задач — Мезон. Связь с верхним уровнем осуществляется по одиночной сети Fast Ethernet по протоколу TCP/IP.
* Добавлена новая подсистема Мезон, предназначенная для программирования, компиляции, загрузки, отладки и визуализации расчетных задач общего назначения. Кроме того, Мезон позволяет запускать виртуальные контроллеры, что позволяет создавать тренажеры и отлаживать технологические программы на моделях.
* Квинт СИ поддерживает набор стандартных протоколов [[OPC]] для взаимодействия со сторонними системами.
* Введен новый инструмент редактирования и визуализации логических шаговых программ — Полис.
* Операторская станция поддерживает работу с несколькими мониторами.
 |-
 | [[2007 год]]
 | Новая функция Квинта СИ — автоматическое вторичное регулирование частоты и мощности на базе универсального контроллера Р-380 – применяется на Киришской, Рязанской, Конаковской, Костромской, Невинномысской и Шатурской ГРЭС.
 |-
 | [[2008 год]]
 | В Квинте СИ реализованы новые возможности:
* Горячее резервирование архивного сервера.
* Поддержка протоколов [[Modbus-RTU]] и [[Modbus over TCP/IP]].
* Передача оперативных данных для [[Мосэкомониторинг|ГПУ «Мосэкомониторинг»]] по протоколу [[FTP]].
* Связь с ПТК «Станция» [[Системный оператор Единой энергетической системы|ОАО «СО ЕЭС»]] по протоколу [[Телемеханика|телемеханики]].
 |-
 | [[2009 год]]
 | Начались работы над созданием 7-й версии Квинта — '''Квинта 7''' (см. п. Квинт 7. Современная разработка).
 |-
 | [[2010 год]]
 | Квинт СИ сертифицирован в Системе сертификации оборудования для ядерных установок (ОИТ)<ref>[http://www.gosthelp.ru/text/Prikaz28116839Sistemasert.html РД Система сертификации оборудования, изделий и технологий для ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения]</ref> по классу безопасности 3Н.
 |-
 | [[2011 год]]
 | Число инсталляций Квинта превысило 140. Выпущена англоязычная версия Квинта СИ.
 |-
 | [[2012 год]]
 | Версия 7.0 запущена в опытную эксплуатацию на Костромской ГРЭС. Заключены договора на поставку версии 7.1 на 3 крупных объекта в Уральском регионе в 2013-14 гг.
 |}

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
* [http://www.niiteplopribor.ru/asc/ ОАО «НИИТеплоприбор», ПТК Квинт]
* [http://www.kvintsystem.ru/events.htm Основные вехи развития Квинта]
* [http://www.kvintsystem.ru/projects/projects.htm Квинт на объектах]
* [http://www.elara.ru/product/civil/prome/75.php ЭЛАРА, завод-изготовитель аппаратных компонент ПТК Квинт]
* [http://www.elara.ru/product/civil/prome/247.php Ремиконт Р-330]

[[Категория:Автоматизация]]
[[Категория:Автоматизация производства]]
[[Категория:Промышленная автоматика]]
[[Категория:Программируемые логические контроллеры]]