• Главная /
• Отраслевые направления /
• Электро- и теплоэнергетика /
• АСУ ТП котлоагрегата ТЭС

АСУ ТП котлоагрегата ТЭС

Крат­кая ха­рак­те­рис­ти­ка объ­ек­тов ав­то­ма­ти­за­ции

Кот­лы ТГМ-84А(Б), пред­наз­на­чен­ные для сжи­га­ния ма­зу­та и при­род­но­го га­за, име­ют 6 го­ре­лок и рас­счи­та­ны на но­ми­наль­ную па­роп­ро­из­во­ди­тель­ность 420 т/ч. Го­рел­ки до пе­ре­во­да кот­ла на сжи­га­ние при­род­но­го га­за бы­ли обо­ру­до­ва­ны толь­ко па­ро­ме­ха­ни­чес­ки­ми фор­сун­ка­ми про­из­во­ди­тель­ностью 5000 кг/ч.
В про­цес­се ра­бот на всех кот­лах бы­ли де­мон­ти­ро­ва­ны су­ще­ст­ву­ю­щие го­рел­ки. Вмес­то них на кот­лах 3Т и 4Т ус­та­нов­ле­но по шесть бло­ков ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ных го­ре­лок ти­па БАГК-50 раз­ра­бот­ки ОАО ТКЗ "Крас­ный ко­тель­щик". Это низ­ко­ток­сич­ные га­зо­ма­зут­ные го­рел­ки ти­па ГМУ в комп­лек­те с бло­ка­ми га­зо­вой и жид­ко­топ­лив­ной ар­ма­ту­ры. На ос­таль­ных кот­лах ис­поль­зу­ют­ся так­же го­рел­ки ти­па ГМУ (по 6 шт. на 5Т, 6Т и по 8 - на 1Т, 2Т), од­на­ко здесь ис­поль­зу­ет­ся специализированная га­зо­ма­зут­ная ар­ма­ту­ра в комп­лек­те с ло­каль­ной под­сис­те­мой уп­рав­ле­ния для ра­бо­ты на га­зе.

Ос­нов­ные функ­ции АСУ ТП
Функ­ции АСУ ТП, ре­а­ли­зо­ван­ные на кот­ло­аг­ре­га­те:
сбор и пер­вич­ная об­ра­бот­ка зна­че­ний тех­но­ло­ги­чес­ких па­ра­мет­ров и сос­то­я­ния "по­ле­во­го" обо­ру­до­ва­ния (дат­чи­ков, ИУ ар­ма­ту­ры и ме­ха­низ­мов);
предс­тав­ле­ние опе­ра­тив­но­му пер­со­на­лу на мо­ни­то­рах АРМ ин­фор­ма­ции о сос­то­я­нии тех­но­ло­ги­чес­ко­го и по­ле­во­го обо­ру­до­ва­ния, а так­же о ра­бо­те ПТК;
пре­дуп­ре­ди­тель­ная и ава­рий­ная сиг­на­ли­за­ция отк­ло­не­ний тех­но­ло­ги­чес­ких па­ра­мет­ров и сос­то­я­ния за­дач;
ре­ги­ст­ра­ция и ар­хи­ви­ро­ва­ние зна­че­ний тех­но­ло­ги­чес­ких па­ра­мет­ров, ра­бо­ты за­дач АСУ ТП, действий опе­ра­то­ра и дру­гих со­бы­тий в сис­те­ме, фор­ми­ро­ва­ние и вы­вод про­то­ко­лов на пе­чать (ав­то­ма­ти­чес­ки или по зап­ро­су опе­ра­то­ра);
рас­чет тех­ни­ко-эко­но­ми­чес­ких по­ка­за­те­лей;
ре­а­ли­за­ция тех­но­ло­ги­чес­ких за­щит и бло­ки­ро­вок;
под­дер­жа­ние тех­но­ло­ги­чес­ких па­ра­мет­ров в за­дан­ных пре­де­лах с по­мощью ав­то­ма­ти­чес­кой сис­те­мы ре­гу­ли­ро­ва­ния;
дис­тан­ци­он­ное уп­рав­ле­ние ис­пол­ни­тель­ны­ми ор­га­на­ми, вклю­чая ава­рий­ный дис­тан­ци­он­ный ос­та­нов тех­но­ло­ги­чес­ко­го обо­ру­до­ва­ния;
прог­ра­м­мно-ло­ги­чес­кое и мест­ное уп­рав­ле­ние го­рел­ка­ми кот­ла при ра­бо­те на га­зе и ма­зу­те.
На кот­лах 1Т, 2Т, 3Т, для ко­то­рых вы­пол­ня­ет­ся час­тич­ная мо­дер­ни­за­ция, пе­ре­чис­лен­ные функ­ции АСУ ТП вы­пол­ня­ют­ся в объ­е­ме тех­но­ло­ги­чес­ких за­щит и бло­ки­ро­вок, ав­то­ма­ти­чес­ко­го ре­гу­ли­ро­ва­ния, а так­же уп­рав­ле­ния го­рел­ка­ми на га­зе и ма­зу­те.
На кот­ле 3Т функ­ции дис­тан­ци­он­но­го, прог­ра­м­мно-ло­ги­чес­ко­го и мест­но­го уп­рав­ле­ния га­зо­ма­зут­ны­ми го­рел­ка­ми ре­а­ли­зо­ва­но на мик­роп­ро­цес­сор­ных сред­ствах ТКЗ "Крас­ный ко­тель­щик", связь ко­то­рых с ПТК осу­ще­с­твля­ет­ся по фи­зи­чес­ким ли­ни­ям.

Струк­ту­ра АСУ ТП
АСУ ТП каж­до­го из кот­лов ТГМ-84А(Б) предс­тав­ля­ет со­бой мно­го­у­ров­не­вую ие­рар­хи­чес­кую сис­те­му, сос­то­я­щую из ниж­не­го (по­ле­во­го) уров­ня, сред­не­го уров­ня (конт­рол­ле­ры, мест­ные щи­ты уп­рав­ле­ния) и верх­не­го уров­ня (опе­ра­то­рс­кие стан­ции, стан­ции обс­лу­жи­ва­ния, ава­рий­ный пульт уп­рав­ле­ния).
На рис.1 при­ве­ден при­мер струк­тур­ной схе­мы пол­но­ма­сш­таб­ной АСУ ТП кот­ло­аг­ре­га­тов 5Т и 6Т.

Ап­па­ра­ту­ра верх­не­го уров­ня ПТК "ТЕ­КОН" вы­пол­ня­ет сле­ду­ю­щие функ­ции:
отоб­ра­же­ние ин­фор­ма­ции о ра­бо­те АСУ ТП;
зву­ко­вая и све­то­вая сиг­на­ли­за­ция;
ввод опе­ра­тив­ных ко­манд уп­рав­ле­ния;
ре­ги­ст­ра­ция и ар­хи­ви­ро­ва­ние;
до­ку­мен­ти­ро­ва­ние;
рас­чет тех­ни­ко-эко­но­ми­чес­ких по­ка­за­те­лей (ТЭП);
обс­лу­жи­ва­ние ПТК;
разг­ра­ни­че­ние прав дос­ту­па пер­со­на­ла к функ­ци­ям ПТК;
ава­рий­ный ос­та­нов тех­но­ло­ги­чес­ко­го обо­ру­до­ва­ния кот­ла.
В сос­тав верх­не­го уров­ня ПТК вхо­дят опе­ра­то­рс­кие стан­ции - PC-сов­мес­ти­мые компь­ю­те­ры на ба­зе про­цес­со­ра Pentium 4.
Стан­ции АРМ ОТ сов­ме­ща­ют функ­ции сер­ве­ров вво­да-вы­во­да, опе­ра­тив­ной и ар­хив­ной ба­зы дан­ных. Опе­ра­тив­ная ба­за дан­ных в компь­ю­те­рах АРМ ОТ дуб­ли­ру­ет­ся пу­тем пос­то­ян­ной зер­ка­ли­за­ции дан­ных ос­нов­но­го и ре­зе­рв­но­го сер­ве­ра по се­ти Ethernet. На каж­дом из этих компь­ю­те­ров, а так­же на компь­ю­те­рах АРМ СМ и АРМ ПТК функ­ци­о­ни­ру­ет гра­фи­чес­кое при­ло­же­ние, под­дер­жи­ва­ю­щее че­ло­ве­ко-ма­шин­ный ин­тер­фейс сис­те­мы и яв­ля­ю­ще­еся кли­ен­том сер­ве­ров опе­ра­тив­ной и ар­хив­ной баз дан­ных ос­нов­но­го компь­ю­те­ра АРМ ОТ. На од­ном из компь­ю­те­ров АРМ ОТ вы­пол­ня­ет­ся прог­рам­ма рас­че­та ТЭП, по­лу­ча­ю­щая ис­ход­ные дан­ные из ос­нов­но­го сер­ве­ра опе­ра­тив­ной ба­зы дан­н­ных.
Об­мен ин­фор­ма­ци­ей меж­ду стан­ци­я­ми верх­не­го уров­ня и конт­рол­ле­ра­ми сред­не­го уров­ня про­ис­хо­дит по дуб­ли­ро­ван­ной се­ти Ethernet со ско­ростью 100 МБ/Сек.

Сред­ний уро­вень ПТК
На сред­нем уров­не АСУ ТП ис­поль­зу­ют­ся конт­рол­ле­ры МФК. Они вы­пол­ня­ют функ­ции сбо­ра и пер­вич­ной об­ра­бот­ки диск­рет­ных и ана­ло­го­вых сиг­на­лов, а так­же фор­ми­ро­ва­ния уп­рав­ля­ю­щих воз­дей­ствий на ИМ. Воз­мож­на ин­ди­ви­ду­аль­ная наст­рой­ка ти­па дат­чи­ка и шка­лы для каж­до­го ка­на­ла вво­да низ­ко­у­ров­не­вых ана­ло­го­вых сиг­на­лов. При этом га­ран­ти­ру­ет­ся мак­си­маль­ная ве­ли­чи­на ос­нов­ной при­ве­ден­ной пог­реш­нос­ти из­ме­ре­ния ана­ло­го­вых сиг­на­лов на клем­мах ПТК не бо­лее 0,15%.
Конт­рол­ле­ры функ­ци­о­ни­ру­ют в со­от­ве­т­ствии с ал­го­рит­ма­ми ре­а­ли­за­ции тех­но­ло­ги­чес­ких за­щит и бло­ки­ро­вок, ав­то­ма­ти­чес­ко­го ре­гу­ли­ро­ва­ния и прог­ра­м­мно-ло­ги­чес­ко­го уп­рав­ле­ния, а так­же в со­от­ве­т­ствии с опе­ра­тив­ны­ми ко­ман­да­ми опе­ра­то­ра верх­не­го уров­ня.
При ре­а­ли­за­ции пол­но­ма­сш­таб­ной АСУ ТП конт­рол­ле­ры раз­ме­ща­ют­ся в трех шка­фах двухс­то­рон­не­го обс­лу­жи­ва­ния со сте­пенью за­щи­ты IP54, при­ну­ди­тель­ная вен­ти­ля­ция ко­то­рых не тре­бу­ет­ся.
В од­ном из шка­фов раз­ме­ща­ют­ся два конт­рол­ле­ра, вклю­чен­ные по схе­ме стоп­ро­це­нт­но­го го­ря­че­го ре­зер­ви­ро­ва­ния и ре­ша­ю­щие за­да­чи тех­но­ло­ги­чес­ких за­щит и бло­ки­ро­вок, а так­же ав­то­ма­ти­чес­ко­го ре­гу­ли­ро­ва­ния.
Уп­рав­ле­ние га­зо-ма­зут­ны­ми го­рел­ка­ми вы­пол­ня­ет­ся так­же па­рой ре­зер­ви­ро­ван­ных конт­рол­ле­ров, ус­та­нов­лен­ных в дру­гом шка­фу. Уп­рав­ле­ние роз­жи­гом го­ре­лок по мес­ту осу­ще­с­твля­ет­ся с по­мощью пе­ре­нос­но­го пуль­та, вы­пол­нен­но­го на ба­зе вось­ми­ст­роч­ной опе­ра­то­рс­кой па­не­ли V04М.
В треть­ем шка­фу ус­та­нав­ли­ва­ет­ся два конт­рол­ле­ра без ре­зер­ви­ро­ва­ния, вы­пол­ня­ю­щие ин­фор­ма­ци­он­ные функ­ции и функ­ции дис­тан­ци­он­но­го уп­рав­ле­ния ис­пол­ни­тель­ны­ми ме­ха­низ­ма­ми, не ох­ва­чен­ны­ми уп­рав­ле­ни­ем из пер­вых двух шка­фов. При час­тич­ной мо­дер­ни­за­ции СКУ тре­тий шкаф не ис­поль­зу­ет­ся.

Прог­ра­м­мное обес­пе­че­ние
В ка­че­ст­ве инстру­мен­таль­ной сис­те­мы для раз­ра­бот­ки ПО верх­не­го и сред­не­го уров­ня при­ме­ня­лась ин­тег­ри­ро­ван­ная SCADA/Softlogic-сис­те­ма "КРУГ-2000". Мо­ду­ли верх­не­го уров­ня на­пи­са­ны для ра­бо­ты под Windows 2000, ис­пол­ни­тель­ные мо­ду­ли уров­ня конт­рол­ле­ров - для Linux.
На опе­ра­то­рс­ких стан­ци­ях прог­ра­м­мно ре­а­ли­зо­ва­ны сер­ве­ры вво­да-вы­во­да и ар­хив­ной ба­зы дан­ных, гра­фи­чес­кий ин­тер­фейс, сер­вис пе­ча­ти и мо­дуль рас­че­та ТЭП. Так­же к верх­не­му уров­ню от­но­сит­ся стан­ция ин­жи­ни­рин­га, с по­мощью ко­то­рой ре­а­ли­зо­ва­ны мо­ни­то­ринг ра­бо­ты и уп­рав­ле­ние конт­рол­ле­ра­ми.
На уров­не конт­рол­ле­ров раз­ра­бо­та­ны мо­ду­ли ре­зер­ви­ро­ва­ния и зер­ка­ли­за­ции дан­ных, биб­ли­о­те­ки прог­ра­м­мных мо­ду­лей и объ­ек­тов, драй­ве­ры свя­зи с па­нелью опе­ра­то­ра V04M и с под­сис­те­мой "ХК АМАКС", ди­аг­нос­ти­чес­кое и сер­вис­ное ПО.
Па­кет "КРУГ-2000" под­дер­жи­ва­ет еди­ную сис­те­му клас­си­фи­ка­ции и ко­ди­ро­ва­ния тех­но­ло­ги­чес­кой ин­фор­ма­ции KKS, ко­то­рая при­ме­ня­ет­ся во всей до­ку­мен­та­ции на АСУ ТП. Прог­ра­м­мное обес­пе­че­ние до­пус­ка­ет вве­де­ние не­ог­ра­ни­чен­но­го чис­ла поль­зо­ва­те­лей, ко­то­рые по­лу­ча­ют дос­туп к сис­те­ме по па­ро­лю, что по­вы­ша­ет бе­зо­пас­ность ра­бо­ты всей АСУ ТП.

Тех­ни­чес­кие ха­рак­те­рис­ти­ки и на­деж­ность ПТК
При внед­ре­нии ПТК "ТЕ­КОН" на кот­ло­аг­ре­га­тах ОАО "Ки­ри­шс­кая ГРЭС" бы­ли дос­тиг­ну­ты сле­ду­ю­щие тех­ни­чес­кие па­ра­мет­ры:
вре­мя цик­ла об­нов­ле­ния ин­фор­ма­ции в опе­ра­тив­ной ба­зе дан­ных сис­те­мы, сос­то­я­щей из 9000 пе­ре­мен­ных и их ат­ри­бу­тов - не бо­лее 0,5 с;
цикл вы­пол­не­ния прик­лад­ной за­да­чи в конт­рол­ле­ре, име­ю­щем до 500 то­чек вво­да/вы­во­да, не бо­лее 60 мс, что поз­во­ля­ет с за­па­сом обес­пе­чить тре­бо­ва­ния РД 153-34.1-35.137-00 по вре­ме­ни ре­ак­ции за­щит, а так­же при­ем­ле­мое зна­че­ние ми­ни­маль­ной дли­тель­нос­ти ре­гу­ли­ру­ю­ще­го им­пуль­са;
вре­мя пе­ре­хо­да с ос­нов­но­го конт­рол­ле­ра на ре­зе­рв­ный - не бо­лее 0,5 мс;
Вре­мя пе­ре­хо­да меж­ду ви­де­ог­рам­ма­ми - не бо­лее 1 сек.
Уро­вень на­деж­нос­ти ПТК, не­об­хо­ди­мый для от­ве­т­ствен­ных при­ме­не­ний, ре­а­ли­зу­ет­ся с по­мощью сле­ду­ю­щих мер:
при­ме­не­ние ре­зер­ви­ро­ван­ных конт­рол­ле­ров;
дуб­ли­ро­ва­ние на­и­бо­лее от­ве­т­ствен­ных вход­ных и вы­ход­ных сиг­на­лов, ввод от­ве­т­ствен­ных сиг­на­лов по схе­ме "трой­ник", дуб­ли­ро­ва­ние вто­рич­ных ис­точ­ни­ков пи­та­ния;
пи­та­ние каж­до­го конт­рол­ле­ра от от­дель­ных ИБП, ко­то­рые со­е­ди­не­ны, в свою оче­редь, с дву­мя не­за­ви­си­мы­ми фи­де­ра­ми, вклю­чен­ны­ми по схе­ме АВР;
ис­поль­зо­ва­ние ре­зер­ви­ро­ван­ных сер­ве­ров опе­ра­тив­ной ба­зы дан­ных;
при­ме­не­ние дуб­ли­ро­ван­ных се­тей и се­те­во­го обо­ру­до­ва­ния;
при­ме­не­ние встро­ен­ной ди­аг­нос­ти­ки и Watch Dog во всех мо­ду­лях конт­рол­ле­ра с отоб­ра­же­ни­ем под­роб­ной ди­аг­нос­ти­чес­кой ин­фор­ма­ции на верх­нем уров­не.