Контрольно-измерительные приборы и автоматика: как КИПиА работает на энергообъекте

Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА) на энергообъекте образуют цепочку от измерения физической величины до передачи информации, сигнализации или управляющего воздействия. В цифровой системе один прибор может одновременно измерять токи и напряжения, собирать дискретные сигналы, обрабатывать аналоговые сигналы, выполнять пользовательскую логику и передавать данные в АСУ ТП.

Чем КИП отличается от КИПиА

КИП — это прежде всего измерительное устройство. КИПиА — более широкое понятие: кроме измерения, в систему входят датчики и измерительные трансформаторы, модули ввода-вывода, логика, каналы связи, интерфейс оператора и исполнительные цепи. Именно поэтому запрос «контрольно-измерительные приборы и автоматика» нельзя раскрыть только перечнем амперметров и вольтметров.

Типовая архитектура системы КИПиА в энергетике

Уровень	Что происходит	Примеры средств
Измерение	Получение первичных данных	ТТ, ТН, измерительные шунты, датчики 4–20 мА
Преобразование и индикация	Вычисление и отображение величин	ИРИС-96, ИРИС-120, ИРИС-О, ИРИС-О2
Сбор сигналов	Дискретные и аналоговые входы/выходы	Модули DI/DO и AI/AO
Локальная логика	Формирование условий, блокировок и команд	Гибкая логика ИРИС-DIN
Передача данных	Интеграция с верхним уровнем	RS-485, Ethernet, Modbus, IEC 60870-5-101/104, IEC 61850 MMS
Мониторинг	Отображение состояния объекта и архивов	Сенсорная панель, KIWI-MONITOR, АСУ ТП

Измерительный уровень: от ТТ и ТН до цифровой величины

В электрической части объекта токи и напряжения поступают в измерительное устройство непосредственно или через измерительные трансформаторы. Трёхфазные приборы ИРИС-96, ИРИС-120 и ИРИС-DIN в нашей линейке поддерживают номинальные токи 1/5 А и напряжения 100/400 В с программным выбором диапазонов. Дальше цифровая обработка формирует набор измеряемых и вычисляемых параметров.

Дискретные и аналоговые сигналы

Автоматика начинается там, где система должна не только показать число, но и получить состояние внешнего аппарата или выдать управляющее воздействие. ИРИС-DIN поддерживает до 10 модулей дискретного ввода-вывода. Один модуль содержит 8 дискретных входов и 4 выходных реле; предусмотрены исполнения входов на 24, 110 и 220 В.

Подробнее узнать об ИРИС-DIN вы можете в нашей статье: ИРИ-DIN - 6 в 1

Для технологических величин предусмотрены модули ИРИС-DIN-4AI/4AO. В данном исполнении сделаны четыре аналоговых входа -20…0…20 мА и четыре аналоговых выхода 0…20 мА; допускается подключение до двух таких модулей. В числе примеров применения названы контроль температуры и влажности помещений, температуры и скорости вращения двигателей и положения РПН.

Гибкая логика: когда измерительный прибор становится элементом автоматики

ИРИС-DIN отличается от классического щитового КИП наличием редактора гибкой логики. Производитель указывает применение для телемеханики, оперативной блокировки, управления технологическими процессами, охранной сигнализации, а также реализации токовых, напряженческих и других логических функций на базе измеренных величин и входных сигналов.

Это не означает, что любой КИП автоматически заменяет специализированное устройство РЗА или ПЛК. Граница определяется конкретной задачей, требованиями проекта и функциональными возможностями исполнения. Но для локальной автоматизации модульный измерительный прибор может уменьшить количество отдельных устройств в шкафу.

Телемеханика и интеграция в АСУ ТП

Для ИРИС-DIN на сайте указаны два порта RS-485 и варианты с одним или двумя портами Ethernet. По RS-485 поддерживаются Modbus-RTU и IEC 60870-5-101; по Ethernet — Modbus-TCP, IEC 60870-5-104, IEC 61850 MMS и SNTP. Для двух Ethernet-портов доступны режимы независимой работы или резервирование HSR, RSTP и PRP.

За счёт этого измерения и состояния модулей могут передаваться на верхний уровень, а управляющие воздействия — формироваться в цифровом и аналоговом виде. В системной архитектуре рядом с ИРИС-DIN логично использовать УСПД GARA для сбора и преобразования данных и KIWI-MONITOR для локального или удалённого мониторинга.

УСПД GARA

KIWI-MONITOR

Индикация и операторский интерфейс

В системе КИПиА локальная индикация остаётся важной даже при наличии АСУ. ИРИС-DIN может работать без собственного щитового дисплея, а при необходимости к системе подключается модуль индикации ИРИС-120: три строки и семь наборов индицируемых величин. В ИРИС-DIN также есть поддержка сенсорной панели оператора, где можно отображать сигналы, журнал событий и текущее состояние системы.

Регистрация и технический учёт

Современная система измерения должна отвечать не только на вопрос «что происходит сейчас», но и «что происходило перед событием». ИРИС-DIN поддерживает запись осциллограмм, журнал технического учёта, регистрацию аварийных событий, контроль качества электроэнергии и фиксацию максимальных значений. ИРИС-120 также объединяет технический учёт, осциллограф и максиметр.

Как связать КИПиА, УСПД и мониторинг

• Измерительные приборы получают токи, напряжения и технологические сигналы.

• Модули ввода-вывода собирают дискретные состояния и аналоговые сигналы.

• Локальная логика выполняет необходимые вычисления, блокировки и формирует команды.

• RS-485 и Ethernet передают измерения и состояния в УСПД или непосредственно на верхний уровень.

• УСПД агрегирует информацию от нескольких устройств и преобразует протоколы при необходимости.

• Система мониторинга или АСУ ТП отображает данные оператору и хранит эксплуатационную информацию.

Когда нужен ИРИС-DIN, а когда достаточно щитового прибора

Задача	Логичный вариант	Почему
Только локальное отображение трёхфазных величин	ИРИС-96 / ИРИС-120	Щитовое исполнение и наглядная индикация
Измерение + осциллограммы + расширенная связь	ИРИС-120	Модули расширения, Ethernet/PRP в соответствующем исполнении
Измерение + DI/DO + AI/AO + гибкая логика	ИРИС-DIN	Модульная система на DIN-рейке
Централизованный сбор от многих устройств	GARA + приборы ИРИС	УСПД агрегирует данные и выполняет преобразование протоколов
Локальный/удалённый диспетчерский мониторинг	KIWI-MONITOR	Мнемосхема, токи, напряжения, журналы и осциллограммы

Часто задаваемые вопросы по контрольно-измерительным приборам и автоматике

Что такое КИПиА?

КИПиА — это контрольно-измерительные приборы и автоматика: совокупность измерительных средств, сигналов, логики, каналов связи и средств управления, которые используются для контроля и автоматизации технологического процесса.

Чем система КИПиА отличается от одного измерительного прибора?

Один прибор измеряет и отображает параметры. Система объединяет несколько измерительных точек, ввод-вывод, обработку сигналов, связь, интерфейс оператора и при необходимости управляющие воздействия.

Можно ли использовать измерительный прибор как устройство телемеханики?

Да, если конкретная модель имеет соответствующие входы/выходы, логику и протоколы. ИРИС-DIN прямо позиционируется нами как многофункциональный прибор телемеханики.

Зачем КИП Ethernet?

Для передачи измерений и сигналов в цифровые системы. ИРИС-DIN поддерживает Modbus-TCP, IEC 60870-5-104, IEC 61850 MMS и SNTP по Ethernet.

Как связать КИП с АСУ ТП?

Через поддерживаемый цифровой протокол напрямую или через УСПД. На нашем сайте для системного сбора данных представлен GARA, а для мониторинга — KIWI-MONITOR.