Пояснительная записка (1218895), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Внедрение адаптивных систем управления позволяет:
– снизить время режимной наладки регуляторов, а следовательно и сократить связанные с этим затраты;
– обеспечить независимость эксплуатационного персонала от необходимости привлечения сторонних наладочных организаций.
В этой связи, возможности, предоставляемые процессорными модулями на базе процессоров PowerPC, разработки фирмы «МСТ», дают большие перспективы по совершенствованию и развитию алгоритмов управления. Существующие или традиционные алгоритмы выполняются на новых процессорах PowerPC с циклом порядка 15 миллисекунд, в то время как для технологического регулирования максимальная длительность цикла может составлять порядка 100 миллисекунд. Десятикратный запас производительности дает основу для развития технологических алгоритмов, диагностики и включения элементов искусственного интеллекта. Не маловажную роль в будущем будут играть сервисные задачи ПТК. Диагностикой датчиков, кабельных связей, питания, исполнения команд, не говоря уже о самой аппаратуре, уже никого не удивишь это фактически реализуется во всех типах ПТК. Но есть другие задачи, наличие которых будет определять ценность самого ПТК. Например, это касается метрологии.
Все прекрасно понимают, что наличие на энергоблоке 1500 – 2000 аналоговых сигналов заставляет задуматься о вопросах калибровки и метрологической аттестации измерительных каналов АСУ ТП. И любая автоматизация этих задач намного упрощает работу как наладочного, так и эксплуатационного персонала.
3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АСУТП
Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом в себя включает:
1) реализацию системы управления на базе средств, отвечающих современному уровню техники управления технологическими процессами и имеющих перспективу применения в обозримом будущем;
2) повышение надежности, улучшение технико-экономических, а также экологических показателей работы энергоблока за счёт:
– реализации более сложных законов автоматического управления, точнее и полнее учитывающих специфику протекающих технологических процессов;
– приближения принимаемых машинистом энергоблока управляющих решений к оптимальным благодаря лучшему информационному обеспечению его (представление данных в требуемом объеме, в удобном для восприятия виде и в нужное время);
3) создание лучших условий работы для оперативного персонала, облегчающих принятие решений по управлению энергоблоком и снижающих нагрузку машиниста энергоблока за счет:
– расширения функций автоматического управления и контроля;
– автоматизации анализа ситуации;
– улучшения комфортности работы персонала;
4) повышение меры ответственности персонала за счет наличия в системе функций слежения и протоколирования действий персонала по управлению энергоблоком;
5) повышение безаварийности функционирования системы, облегчение её эксплуатационного обслуживания и сокращение времени на поиск, и устранение возникающих нарушений в её работе за счёт:
– глубокой диагностики;
– необходимого резервирования и модульного построения;
– блокирования недостоверной информации и ошибочных действий персонала;
– реконфигурации схем при отказах программно-технических средств;
– возможности замены модулей без отключения контроллеров;
6) выдача объективной информации, полученной в процессе ведения технологических режимов на энергоблоке, в обработанной и удобной для дальнейшего использования форме неоперативному инженерно-техническому и административному персоналу для решения производственных и организационно-экономических задач;
7) снижение материальных и финансовых затрат на автоматизацию.
3.1 Назначение системы
Система предназначается для автоматизации управления технологическими процессами выработки тепловой и электрической энергии на энергоблоке №5 приморская ГРЭС во всех эксплуатационных режимах, включая его пуск и останов. Она охватывает управление как теплотехническим, так и электротехническим оборудованием энергоблока, основным и вспомогательным. Автоматизацией охвачен полный состав функций контроля и управления. Система является автоматизированной (не автоматической), то есть предусматривает работу технических средств управления под контролем и при участии оперативного персонала. Центральной частью АСУ ТП является программно-технический комплекс ПТК. Пуск и эксплуатация блока при неработающем ПТК не предусмотрены. Кроме ПТК в состав системы входят датчики, исполнительные механизмы, традиционные средства контроля, непрограммируемые средства автоматизации, поставляемые комплектно с технологическим оборудованием, и силовые сборки задвижек типа РТЗО, а также системы подготовки проб автоматического химического контроля.
Оперативный контроль и управление энергоблоком централизованы, они ведутся с блочного щита управления (БЩУ). Для безаварийного останова блока при отказе ПТК на БЩУ предусмотрена резервная система на локальных средствах контроля и управления.
Кроме использования на БЩУ оперативная информация выдаётся следующим потребителям:
– на центральный щит управления (ЦЩУ) в виде аналоговых сигналов измеренных параметров - на показывающие приборы и дискретных - на табло в оперативном контуре ЦЩУ в том же объёме, что и по предыдущим блокам;
– на рабочую станцию в экспресс-лабораторию водного режима энергоблока по перечню измеренных параметров химического контроля в объёме действующих нормативов;
– в общестанционную сеть для неоперативного персонала станции.
В рамках системы наряду с традиционными задачами технологического управления решаются задачи, предназначенные для обеспечения персонала данными о технико-экономических показателях работы оборудования, анализом аварийных ситуаций и другими данными.
Разрабатывая АСУ ТП всегда уделяют особое внимание способам передачи информации. Обычно вместе с тремя уровнями системы создается сеть, по которой данные поступают от одних устройств к другим. Компьютеры на нижнем и среднем уровнях связаны между собой в единую распределенную систему управления, работающую в режиме реального времени, а приложения на верхнем уровне работают через сетевой кабель.
Создаваемая для энергоблока №5 система управления является основной для приморской ГРЭС. Предполагается, что в случае её успешного внедрения она будет тиражирована на остальные.
Рисунок 13 – Структурная схема АСУТП энергоблока №5 приморской ГРЭС
3.2 Характеристика объекта автоматизации
Объектом автоматизации является моноблок мощностью 200 Мвт с котлоагрегатом барабанного типа. Режим работы, круглосуточный, базовый, топливо:
– основное топливо уголь приморского угольного разреза;
– растопочное жидкое топливо мазут. Объём измерений и управляемых органов.
Общие исходные данные для планирования монтажа и подготовки наладки оборудования.
Таблица 2.1 – Перечень исходных данных, материалов по котлоагрегату
| По котельному агрегату | Кол-во |
| АНАЛОГОВЫЕ СИГНАЛЫ 4-20 мА / (0-5 мА) всего: | 448 |
| В том числе: | |
| - давление | 84 |
| - расход, перепад | 67 |
| - уровень | 67 |
| - положение исполнительных механизмов | 79 |
| - аналитические измерения (химконтроль) | 92 |
| - вибрация | 30 |
| - электрические измерения (ток, мощность, напр.) | 19 |
| НАТУРАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ всего: | 688 |
| В том числе: |
|
| - термопары | 501 |
| - термометры сопротивления | 187 |
| - прочие | 20 |
Продолжение Таблицы 2.1
| По котельному агрегату | Кол-во |
| ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ (не относящиеся к исполнительным органам) всего: | 181 |
| В том числе: |
|
| - технологические параметры | 70 |
| - сигнальные устройства шкафов и сборок | 111 |
| АРМАТУРА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И МЕХАНИЗМЫ всего: | 511 |
| В том числе: |
|
| - запорная арматура с моторным приводом | 137 |
| - регулирующая арматура, управляемая авторегуляторами | 230 |
| - регулирующая арматура, управляемая только дистанционно | 35 |
| - соленоидная арматура, в том числе защитная | 69 |
| - механизмы собственных нужд | 28 |
| - прочие (нагреватели т. д.) | 12 |
Таблица 2.2 – Перечень исходных данных, материалов по турбоагрегату
| По турбоагрегату | Кол-во |
| АНАЛОГОВЫЕ СИГНАЛЫ 4-20 мА / (0-5 мА) всего: | 308 |
| В том числе: |
|
| - давление | 98 |
| - расход, перепад | 18 |
| - уровень | 43 |
| - положение исполнительных механизмов | 66 |
| - аналитические измерения (химконтроль) | 26 |
Продолжение Таблицы 2.2
| По турбоагрегату | Кол-во |
| - контроль мехвеличин | 42 |
| - электрические измерения (ток, мощность, напр.) | 15 |
| НАТУРАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ всего: | 462 |
| В том числе: |
|
| -термопары | 95 |
| - термометры сопротивления | 367 |
| - прочие |
|
| ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ (не относящиеся к исполнительным органам) всего: | 57 |
| В том числе: |
|
| - технологические параметры | 57 |
| - сигнальные устройства шкафов и сборок |
|
| АРМАТУРА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И МЕХАНИЗМЫ всего: | 280 |
| В том числе: |
|
| - запорная арматура с моторным приводом | 161 |
| - регулирующая арматура, управляемая авторегуляторами | 40 |
| - регулирующая арматура, управляемая только дистанционно | 25 |
| - соленоидная арматура, в том числе защитная | 4 |
| - механизмы собственных нужд | 40 |
| - прочие (нагреватели т.д.) | 10 |
Таблица 2.3– По электрической части блока
| АНАЛОГОВЫЕ СИГНАЛЫ 4-20 мА / (0-5 мА) всего: | 53 |
| ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ | 226 |
3.3 Общие принципы построения системы
Система имеет деление, учитывающее специфику технологического объекта управления. На энергоблоке выделена теплотехническая и электротехническая часть. В свою очередь, теплотехническая часть разделена на котлоагрегат и турбоагрегат с общеблочным оборудованием и, кроме того, каждая из этих частей делится на функциональные узлы, которые характерны относительной автономией функциональных технологических задач, выполняемых ими. При разработке системы по каждому функциональному узлу выполнена отдельная схема автоматизации с соответствующей ей частью спецификации датчиков и исполнительных устройств. Структура аппаратных средств и алгоритмов управления, а также видеограммы экранных изображений учитывают разделение системы на функциональные узлы. Это создает модульную структуру системы с хорошей обозримостью технических средств, алгоритмов управления и способов общения персонала с системой. Этим также достигается упрощение наладки, освоения её персоналом и последующей эксплуатации.
Ввод информации
В системе реализован принцип однократного ввода сигнала и многократного его использования, как информационными задачами, так и задачами управления. Исключением из этого правила являются технологические защиты, где ввод информации осуществляется больше, чем один раз, в соответствии с алгоритмами защит и принципом дублирования защит, выполняющих останов и разгрузку энергоблока.















