Подходы к проектированию автоматизированных систем управления технологическими процессами электростанций (АСУ ТП)

В бранные десятилетия в отечественной электроэнергетике наблюдается обширное внедрение автоматизированных налаженности управления технологическими действиями (АСУ ТП).

Живущий в отделе многообещающих разработок компании «НГрам-ЭНЕРГО» опыт проектирования и анализ эксплуатации АСУ ТП на объектах дозволяет сконструировать основные принципы и методологию учения автоматизированных налаженности управления технологическими действиями идущих в ногу со временем электростанций, на поставках, сервисе и эксплуатации тот или другой практикуется компания.

Основные цели автоматизации тех. действий могут иметься сформулированы должно образом:

• творение критерий действенного использования оборудования, топливно-энергетических ресурсов с целью производства электрической энергии;
• централизация и автоматизация действий управления в обычных, аварийных и послеаварийных режимах;
• повышение надежности электростанции методом выбора хороших режимов употребления оборудования, оценки и прогнозирования его трудоспособности;
• повышение многофункциональной надежности действий управления творением более благоприятных критерий для занятия операторов за пультами управления, многофункциональным резервированием каналов управления, автоматизацией действий возрожденья функций и включения резервного оборудования;
• понижения аварийности и увеличения сохранности оборудования методом употребления налаженности автоматического контроля;
• увеличения экономической эффективности электростанции методом улучшения свойства действий управления и регулирования, оптимизации действий производства и преображения энергии.

АСУ ТП строится по иерархическому принципу, в тот или иной, обычно, выделяют три облика иерархии:

• концептуальную иерархию цельнее;
• многофункциональную иерархию выводов (алгоритмов);
• организационную иерархию правящих звеньев.

Иерархия цельнее образует три ватерпаса. Основной степень хранит цели, реализуемые в локальных порядках управления, цели второго ватерпаса реализуются в групповых порядках управления, цели третьего верхнего ватерпаса в центральном посту управления энергетической конструкции.

Для учения организационной иерархии АСУ ТП надо выделить правящие звенья, тот или другой реализуют функции, соответствующие целям. Также надо обосновать ступень автоматизации этих функций и найти взаимоотношения (соподчиненность) меж правящими звеньями.

Организационная иерархия строится с соблюдением принципа единства управления, с точным разделением прав на принятие выводов меж автоматическим правящим установкой (АУУ) и человеком-оператором. Со страны вышележащих ватерпасов управления нужен контроль и корректировка ошибок оператора и АУУ. Правящие звенья обязаны владеть самостоятельностью в рубежах предоставленных им функций. Этот принцип дозволяет сократить размен информацией меж степенями и использовать более экономичные методы координации в АСУ ТП. 

Самостоятельность локальных налаженности управления (ЛСУ) обеспечивается выбором хороших алгоритмов управления запасом, наличием агрегатов охраны и блокировки, употреблением самонастройки (адаптации), а также использованием обоюдных компенсирующих отношений меж ЛСУ одной многофункциональной группы технических средств.

Концептуальная иерархия цельнее электростанции и многофункциональная иерархия выводов вместе с изложенными принципами организационной иерархии позволяют приобрести многофункциональную и конструктивную структуру АСУ ТП электростанции. Многофункциональная структура АСУ ТП обязана обеспечивать высшую надежность действий управления. Этому запросу в величайшей мере отвечает принцип постепенного наращивания многофункциональных вероятностей и свойств порядка управления. Конструктивная структура АСУ ТП и ее подсистем строится из критерий обеспечения наибольшей надежности и экономичности. В процессе проектирования обосновываются также с технико-экономической страны потенциала употребления модулей и базисных структур цифрового и аналогового управления, элементная основа, нужный степень стандартизации и унификации элементов, участков и агрегатов и почти все вторые вопросцы установки и эксплуатации налаженности.

АСУ ТП располагает разделение, учитывающее специфику тех. действий объекта управления. Электростанция условно делится на многофункциональные отделы, тот или другой характеризуются условной автономией тех. задач, исполняемых ними. Структура алгоритмов управления, а также видеограммы экранных изображений учитывают разделенье многофункциональных участков. Это делает модульную структуру порядка с неплохой обозримостью технических средств, алгоритмов управления и методов общения персонала с порядком. Сиим также достигается упрощение наладки, освоения ее персоналом и следующей эксплуатации.

Сформулированные в настоящей статье принципы учения и функции подходит структура, тот или иной будем именовать нормальный.

На рисунке 1 приведена обобщенная структура АСУ ТП газопоршневой электростанции (ГПЭС), разработанной в «НГрам-ЭНЕРГО».

АСУ ТП построена по иерархической схеме.

Верхний степень порядка обеспечивает взаимодействие оператора с управляемым технологическим оборудованием электростанции, организует занятие порядка и подготовку массивов инфы для употребления ее неоперативным административно-техническим персоналом станции. Верхний степень представлен компом АРМтр оператора и сервером.

АРМтр оператора располагается в оперативном очертании электростанции. АРМтр создано для: визуализации характеристик ТП, дистанционного управления исправными агрегатами, ввода заданий регуляторам, просмотра отдельных протоколов, отчетов и сводок, включения либо отключения правящих подсистем (авторегулирования, автоматического включения запаса, функционально-группового управления и др.).

В качестве графического интерфейса применен программный фунтик MS Internet Explorer, Netscape Navigator. На нем выполняются этакие задачки, как проведение диагностики технических средств ПЛК, архивирование предоставленных на длительных носителях, формирование и просмотр отчетов и сводок, модификация характеристик алгоритмов в контроллерах и вторые.

Нижний степень исполняет сбор, ввод и обработку аналоговой и дискретной инфы в ПЛК, сформировывает и отрабатывает дискретные правящие действия на агрегаты, а также исполняет регулирование по разнообразным законам и решает задачки охраны. Он включает контроллеры, объединенные дублированной сетью Ethernet, а также вспомогательное оборудование, обеспечивающее промежуточное усиление сигналов и вторые вспомогательные функции. Нижний степень также исполняет отдельные функции защит и автоматического управления при отсутствии взаимоотношения с верхним степенью. Компы верхнего ватерпаса и контроллеры объединены дублированной сетью Internet. Кроме главной порядка выполнена и не программируемая резервная порядок, созданная для ручного управления электроагрегатов и их остановки при отказе АСУ ТП. 

В целом АСУ ТП обязана проектироваться с использованием системного подхода, выражающегося в том, что вопросцы выбора структуры и принципов учения автоматических налаженности, вопросцы обеспечения надежности и свойства, удобства эксплуатации обязаны решаться в их связи и с учетом экономических причин, массогабаритных черт, опыта эксплуатации сходственных налаженности, трудозатратности профилактики.

В. Ю. КЛИНКОВ, начальник отдела

многообещающих разработок «НГрам-ЭНЕРГО».

В. Грам. КАРЕВ, ключевой инженер проекта, доктор.