Назад в библиотеку

Модернизация АСУ ТП ХВО на ТЭЦ–27

Автор: Тарасов Д. В., Мансуров А. А., Бедрин Б. К., инженеры ТЭЦ–27 Мосэнерго – НПК Дельфин–Информатика
Источник: Развитие ТЭЦ–27


Надежность работы энергетического оборудования ТЭЦ непосредственно связана с качеством подпиточной воды. Современные водоподготовительные установки должны отвечать требованиям экономичности, безопасности, простоты и надежности управления технологическим процессом обработки воды, что возможно только при внедрении автоматизированной системы управления.

Проектирование и строительство химводоочистки (ХВО) ТЭЦ–27 проводились в период 1990 – 1993 гг., при этом учитывался опыт эксплуатации водоподготовительных установок на других электростанциях. Основным вопросом ставилась максимально возможная в то время автоматизация технологического процесса водоподготовки и ее последующая модернизация по мере совершенствования программно–технических средств. Кроме того, руководители ТЭЦ–27 понимали, что для привлечения на ТЭЦ молодых специалистов на первое место будет выходить вопрос об условиях работы персонала, а также интерес его ко всему новому, прогрессивному. В связи с этим проект ХВО ТЭЦ–27 неоднократно корректировался.<

Первоначально проект химводоочистки предполагал обычную для того времени систему контроля и управления, основанную на традиционных ключах, реле и громоздких щитах управления. Предполагалась пневмо– или гидроприводная запорная арматура обвязки фильтров. В таком виде проект ХВО не отвечал духу времени и дальнейшему развитию автоматизации ХВО. По предложению специалистов ТЭЦ–27 проект был пересмотрен как в части использования АСУ, так и в выборе привода запорной арматуры. Было принято решение о применении электроприводной запорной арматуры как наиболее надежной в эксплуатации и в наибольшей степени адаптированной в АСУ. Этот выбор полностью себя оправдал.

В начале 90–х годов отечественных полнофункциональных АСУ ТП еще не существовало, но уже были попытки их создания и определялись основные направления разработки.
Было принято решение реализовать АСУ ТП ХВО ТЭЦ–27 на базе программируемых контроллеров типа ТКМ–51, разработанных и выпускаемых НПО Техноконт. Это позволило создать распределенную техническую структуру, что с учетом размещения технологического оборудования химического цеха на большой площади обеспечило существенное сокращение кабельных трасс, упрощение монтажа, эксплуатации и ряд других преимуществ.

В результате стоимость пускового комплекса ХВО с АСУ ТП не превышала стоимости ХВО с традиционной системой управления за счет сокращения кабельных трасс.
Каждый контроллер ТКМ–51 имеет сравнительно малую информационную мощность (примерно 120 входов/выходов) и предназначен для обслуживания относительно небольшого технологического узла, например, одного осветлителя, двух механических трехкамерных фильтров и др. Размещен он непосредственно у оборудования в электрической сборке, осуществляющей управление выделенным технологическим подобъектом. Контроллеры ТКМ–51 являются по своему исполнению полевыми и достаточно надежно работают в сложных условиях эксплуатации.

На этапе создания в 1993 г. АСУ ТП ХВО объединяла на нижнем уровне по сети (BitBus) 108 контроллеров ТКМ–51. Вся система обеспечивала автоматизацию технологического процесса следующего технологического оборудования:

Поскольку применяемые в то время программно–технические средства не позволяли объединить управление всем оборудованием химического цеха в единую систему управления с сохранением необходимых технических характеристик, процесс химводоподготовки был разбит на три относительно автономных узла, для каждого из которых была разработана локальная подсистема:

Таким образом, АСУ ТП ХВО состояла из трех технически и программно–автономных подсистем контроля и управления.

Техническая и программная автономность перечисленных подсистем заключалась в том, что каждая из них была выполнена на базе отдельной группы контроллеров, объединенных между собой собственной сетью BitBus и реализующих функциональные программы только данной подсистемы.

Организационная автономность заключалась в том, что для каждой подсистемы имелось свое автономное автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора–технолога, выполненное на базе программного обеспечения АРМ VNS.

Опыт эксплуатации АСУ ТП ХВО с 1993 по 1998 г. показал, что она является работоспособной, достаточно надежной и обеспечивает контроль и управление процессом. Вместе с тем, в процессе эксплуатации выявились и ее определенные недостатки, главными из которых явились:

Но самым главным было то, что в этот период времени на ТЭЦ–27, основываясь на опыте эксплуатации локальных АСУ, была принята новая концепция о создании единой интегрированной АСУ ТП ТЭЦ, которая бы объединила в своем составе управление и контроль всего технологического оборудования станции. Существующая АСУ ТП ХВО в том виде реализации не могла удовлетворить требованиям этой интеграции.

Рисунок 1 – Структурная схема АСУ ТП ХВО ТЭЦ–27

В 1998 г. начались работы по модернизации АСУ ТП ХВО и интеграции ее в АСУ ТП ТЭЦ.
Базой для создания интегрированной АСУ ТП ТЭЦ–27 стал программно–технический комплекс КВИНТ разработки НИИТеплоприбор. Параллельно с вводом энергоблока № 2 на базе ПТК КВИНТ в 1998 г. была проведена модернизация и интеграция АСУ ТП ХВО и других объектов, выполненных ранее на технических средствах ТКМ и VNS (аналогично АСУ ТП ХВО), в единую АСУ ТЭЦ. Все работы по модернизации и интеграции АСУ ТП проводились силами специалистов ТЭЦ–27 с участием НПК Дельфин–Информатика в части разработки резидентных шлюзов.
Были выполнены следующие работы:

1. Рабочая станция АРМ VNS была заменена операторской станцией ПТК КВИНТ как более совершенной и современной. Это обеспечило унификацию пользовательских интерфейсов операторов–технологов, форм ведения документации и архивов и другого в рамках всей интегрированной АСУ ТЭЦ.

2. Для обеспечения связи контроллеров ТКМ–51 с верхним уровнем АСУ ТП ХВО фирмой Дельфин–Информатика, по техническому заданию и при участии специалистов ТЭЦ–27, были разработаны, так называемые, резидентные шлюзы. Это позволило:

1. Выполнена интеграция локальных подсистем АСУ ТП ХВО в единую АСУ ТП ТЭЦ, что обеспечило обмен информацией с интегрированной АСУ ТП станции.

2. Разработана и реализована новая система мнемокадров, в которой устранены недостатки прежней системы.

На рисунке показана структурная схема АСУ ТП ХВО со следующими техническими характеристиками:

АСУ ТП ХВО выполняет следующие функции:

В результате проделанной работы по интегрированию АСУ ТП ХВО в общестанционную интегрированную АСУ ТЭЦ (ИАСУ ТЭЦ) был реализован новый принцип контроля и управления, основанный на агрегатировании всего технологического оборудования химцеха и предусматривающий переход от простого объекта (например, задвижка) к сложному (например, осветлитель), состоящему из простых. До этого АСУ ТП ХВО основывалась только на контроле и управлении простыми локальными объектами.

В состав верхнего уровня АСУ ТП ХВО входят следующие АРМ:

Оператор с любой из трех операторских станций осуществляет наблюдение за ходом технологических процессов ХВО, задает режимы управления и работы оборудования химцеха, производит дистанционное управление исполнительными механизмами.
Для организации работы оператора–технолога сформирована система мнемокадров, построенная по общим принципам интегрированной АСУ ТЭЦ–27.
Для отображения реального состояния ручной арматуры, установленной на трубопроводах, используется мнемосимвол ручная задвижка, переводимый с операторской станции в положение открыто или закрыто.
Для поддержания параметров технологических процессов в заданном диапазоне в ХВО используется автоматическое регулирование (П, ПИ – законы регулирования). Для удобства работы операторов применяется статическая балансировка регуляторов. Оператор переводит в автоматический режим нажатием кнопки АВТ регулирующий клапан и регулятор поддерживает значение параметра, которое было в данный момент. Для изменения задания регулятору оператор пользуется программным задатчиком, задавая значение параметра в цифровом виде. Для ряда регуляторов установлено фиксированное значение параметра, которое можно изменить только с рабочего места сменного инженера цеха АСУ.

При возникновении нештатной ситуации имеется возможность обратиться к подсказкам, где рассмотрены причины ее возникновения по совокупности показаний приборов, автоматических и лабораторных методов контроля, а также действия оператора по ликвидации последствий аварийной ситуации.
Событийная станция предназначается для представления оператору–технологу информации о текущих событиях как штатных, так и нештатных (включение/выключение механизмов, изменение режимов работы, технологических ошибках и др.). Она помогает следить за последовательностью выполняемых операций при управлении работой установок, позволяет своевременно увидеть ошибки в работе оборудования.