Пояснительная записка (1218895), страница 3
Текст из файла (страница 3)
2) контроль и отображение информации на мониторах;
3) регистрация аварийных ситуаций;
4) регистрация отклонений параметров и нарушений процессов;
5) формирование суточных ведомостей;
6) обработка, хранение и представление ретроспективной информации;
7) расчет технико-экономических показателей (ТЭП);
8) расчет ресурса работы металла;
9) учет наработки ресурса механизмов и остаточного ресурса по отношению к нормативному;
10) анализ действия защит;
11) контроль и анализ процесса пуска и останова оборудования.
В дальнейшем АСУ ТП в отличие от традиционных системы контроля и управления или новых информационных вычислительных систем позволяет наращивать объем автоматизации вплоть до автоматического пуска, например, котла, турбины или энергоблока, не говоря уже о вспомогательном оборудовании.
Для связи с информационной сетью станционного уровня предусматривается мост для подключения к сети Intranet с протоколом TCP/IP. В этом случае заказчик получает доступ к базе данных СКУ щита управления для предоставления информации любому неоперативному персоналу станции: директору, его заместителям, начальникам цехов. Вместе с тем, следует заметить, что пользователь этой информации будет иметь возможность только получить информацию, но не управлять.
Для обеспечения надежности системы, как правило, дублируются основные ее компоненты:
– шины (сеть) нижнего (контроллеры) и верхнего (операторские станции) уровня;
– серверы;
– операторские станции.
На щите управления в оперативном контуре предлагается установить автоматизированные рабочие места (АРМ) для машинистов котлов и турбин. Каждые автоматизированные рабочие места АРМ будет оснащен двумя-тремя взаимозаменяемыми операторскими станции, каждая с одним или двумя мониторами, клавиатурой и манипулятором типа «мышь». Для распечатки текущих протоколов АСУ ТП предлагается оснастить лазерным принтером формата А4, для снятия твердых копий А3 [10].
2.3 Программно технические комплексы
Программно технические комплексы (ПТК) все больше сближаются как по своей структуре, так и по своим техническим характеристикам, включая программное обеспечение. Доступность современной элементной базы и мировых технологий в микропроцессорной технике, достаточно высокий уровень стандартизации интерфейсов и программного обеспечения, позволяет создавать ПТК на уровне известных зарубежных фирм.
Из всех потенциальных российских поставщиков ПТК был выбран комплекс, разработанный специалистами Академгородка г. Новосибирска – ЗАО «Модульные Системы Торнадо» («МСТ»). Сделано это было по следующим причинам:
– фирма располагается в г. Новосибирске, фактически в центре огромного энергетического региона дальнего востока;
– фирма располагает научно техническим потенциалом Академгородка г. Новосибирска;
– фирма была свободна от каких либо производителей ПТК в мире и ориентируется на общие мировые тенденции в области систем управления.
Многолетний опыт работы ЗАО «СибКОТЭС» в энергетике, как технологической организации, позволил определить ряд специфических и общих требований к системам подобного класса, которые были положены в основу технических требований к разработанному ЗАО «МСТ» ПТК «Торнадо».
В настоящее время компания разработан ряд модификаций ПТК, ориентированный, как на создание крупных АСУ ТП объектов энергетики, например пылеугольный блок 200 МВт например на нашу ГРЭС блока №5, так и небольших котельных.
2.4 Общие принципы построения системы
Особенности ПТК «Торнадо-М», применённых на энергоблоках, котлах и турбинах. Философия и архитектура ПТК «Торнадо-М» во многом идентична другим широко известным ПТК, таким как «Teleperm-XP» фирмы Сименс, «Procontrol-P» фирмы АББ и некоторых других. Как и в этих системах, в ПТК «Торнадо-М» для автоматизации, крупных энергогенерирующих объектов применяется распределенная архитектура, не имеющая центральных обрабатывающих устройств. ПТК характеризуется необходимым резервированием, горячей безударной заменой и перезагрузкой модулей, распределенной обработкой, пропорциональным ростом производительности системы при увеличении объёма, устойчивостью к любому единичному отказу.
2.5 Модули интеллектуальных функций
MIF модули предназначены для применения в системах сбора данных и управления с повышенными требованиями к надежности функционирования. Модуль является основным интеллектуальным звеном ПТК «Торнадо-МРСх». Цель создания, реализация системы управления на базе средств, отвечающих современному уровню техники управления технологическими процессами и имеющие перспективу применения в обозримом будущем. Мощность процессоров применённых в ПТК модулей интеллектуальных функций (MIF-модулей). Существует две модификации MIF-модулей, устанавливаемых в ПТК «Торнадо-М» для решения технологических задач.
MIF-base c 32-х разрядный микропроцессор фирмы Motorola MС68EN360 с тактовой частотой 33 МГц, или – MIFPPC на базе 32-х разрядного суперскалярного RISC процессора PowerPC PPC860T. Они значительно превосходят производительность процессоров, используемых, например, в модулях контроллеров ПТК «Teleperm», что позволяет решать ряд диагностических и других задач программным способом, а не схемотехнически, как в других ПТК, и снизить стоимость каждого модуля.
Рисунок 11 – Внешний вид MIF-модуля
Кроме того, плотность монтажа компонент на модулях существенно снижается, что позволяет расширить рабочий температурный диапазон модулей от -25 до 70 градусов и снизить его энергопотребление.
Архитектура интеллектуальных MIF-модулей использует современные технологии. В контроллере существует только один тип модуля носителя со встроенным обрабатывающим микропроцессорным ядром, все коммуникационные функции и функции ввода вывода субмодулей аналогового и дискретного ввода-вывода, существенно сокращает стоимость и упрощает обслуживание системы. В ПТК других поставщиков используется до нескольких десятков разнотипных модулей.
Для коммуникаций контроллеров ПТК используются MIF-модули MIF-PPC на базе RISC процессора нового поколения с архитектурой PowerPC -
PPC860T со встроенным контроллером Entranet-100. Это позволяет организовать в ПТК стандартную 100 MБитную сеть с коммутируемыми каналами в десятки раз превосходящую по своей производительности сети в ПТК других поставщиков. При этом стоимость этой сети может быть значительно ниже, чем стоимость сети, других поставщиков, так как сеть в ПТК «Торнадо-М» построена исключительно на стандартных программно аппаратных средствах и не требует покупки уникального, редкого и дорогостоящего фирменного оборудования и программного обеспечения, коммуникационные модули в контроллерах дублированы.
Рисунок 11 Блок без микроконтроллерных модулей
Рисунок 12 Блок микроконтроллеров в сборе
Система электропитания ПТК «Торнадо-М» основана на использовании дублированного питания, состоящего из одного фидера переменного тока 220В через автоматическое включение резерва (АВР) с двух разных секций собственных нужд и второго фидера постоянного тока 220В от станционной батареи. По такой схеме запитываются все контроллеры и сервера. Для обеспечения бесперебойным питанием АРМов, мониторов, вспомогательных компьютеров и сетевых коммутаторов Entranet используются стационарные дублированные источники бесперебойного питания двойного преобразования с подключаемой батареей.
ПТК «Торнадо-М» не содержит промежуточных кроссовых шкафов, так как в нём обеспечен приём полевых сигналов непосредственно блоками полевых интерфейсов, образующих устройства сопряжения с объектом (УСО). В УСО используются типовые стандартные клеммные пружинные зажимы типа «Wago», которые существенно облегчают монтаж и делают его более компактным посмотреть структуру ПТК, то практически у всех фирм она одна и та же отметить тенденцию к упрощению и удешевлению ПТК. Если раньше применялась на уровне контроллеров в обязательном порядке детерминированная сеть, то сейчас практически все обходятся промышленной сетью Entrаnet. Ее скорость передачи данных (100Мб) и технические средства позволяют ее сделать условно детерминированной, что никак не сказывается на функциональных возможностях системы в целом. Особенности ПТК «Торнадо-I», применённых на вспомогательных технологических установках и котельных. ПТК «Торнадо-I» предназначен для построения систем управления небольших объектов и вспомогательных установок. ПТК «Торнадо-I» отличается только типом используемого контроллера здесь используется модульный интеллектуальный контроллер MIC. В отличие от MIF-контроллеров, которые имеют мультипроцессорную архитектуру с распределенной обработкой, MIC-контроллер имеет однопроцессорную архитектуру и не предусматривает горячей замены модулей. Контроллеры «Торнадо-I» оснащены MIF-модулями на базе суперскалярного RISC процессора нового поколения с архитектурой PowerPC – PPC860T с недублированной 100 Мбитной Etranet сетью. «Торнадо-I» программно совместимы с контроллерами «Торнадо-М», что позволяет иметь те же средства разработки, сокращает время инсталляции и стоимость обслуживания; они также совместимы по мезонинным модулям УСО и БПИ, что влечет за собой уменьшение ЗИП и, соответственно, стоимость оборудования.
2.6 Тенденции развития ПТК
Вместе с тем, следует отметить, что развитие средств автоматизации ведет к тому, что все в большей степени будет играть роль интеллектуальная начинка ПТК, как с точки зрения отличия различных комплексов, так и с точки зрения их стоимости. Если на заре появления АСУ ТП стоимость аппаратуры составляла в России до 70% стоимости всей системы, то сейчас доля ПТК сократилась до 50-40% (без учета, конечно, стоимости нижнего уровня: датчиков и приводов). Все в большей степени ставится задача не просто замена традиционного КИПиА на АСУ ТП, но и расширения объема автоматизации. Вместе с тем, все эти алгоритмы могут разрабатывать только специалисты, знающие технологические процессы котлов, турбин и т.п. И дальнейшая автоматизация энергетического оборудования ведет к еще большей роли технологических организаций, как в разработке ПТК, так и в совершенствовании АСУ ТП. Более того, в условиях энергетической реформы, когда энергосистемы делятся на генерирующие и сетевые компании, на ГРЭС практически не остается ремонтного персонала. В этом случае еще больше повышаются требования к таким задачам как:
– технологическая диагностика оборудования с выдачей рекомендаций операторам котлов и турбин;
– автоматизация нестационарных процессов пусков и остановов, когда наиболее велика вероятность ошибки оперативного персонала;
– совершенствование алгоритмов автоматического управления без участия человека.
На ряде электростанций потребовалось требование первичного и вторичного регулирования частоты энергоблоков привело к необходимости реконструкции всей системы авторегуляторов, и в первую очередь котла [7]. Вместе с тем, современные АСУ ТП позволяют уже сейчас расширить диапазон работы традиционных регуляторов, учитывая технологические ограничения оборудования. Правда, самые простые регуляторы начинают выглядеть, как регулятор тепловой нагрузки котла 10-15 лет назад. В качестве примера можно привести регулятор загрузки мельницы (рисунок 13).
Рисунок 13– Принципиальная схема регулятора загрузки мельницы
1 – бункер сырого угля; 2 – шибер ленточного питателя; 3 – ленточный питатель топлива; 4 –мельница; 5 – сепаратор; 6 – регулятор загрузки мельницы; 7 – регулятор разрежения во входной горловине мельницы; 8 – регулятор температуры аэросмеси за мельницей; 9 – регулятор аварийной присадки холодного воздуха; 10 – сепарационные заслонки; 11,12 – заслонки; Зд – задатчик ручного управления.
Более того, развитие вычислительной мощности микропроцессорных устройств позволяет внедрять на уровне микроконтроллеров, интеллектуальных модулей совершенно новые законы регулирования, которые позволяют адаптироваться регуляторам к изменениям самого объекта управления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
