Основные цели создания АСУ ТП на ТЭЦ
- Обеспечение надежного и эффективного автоматизированного управления всем основным и вспомогательным оборудованием в нормальных, переходных, аварийных режимах работы;
- Повышение надежности работы основного технологического и электротехнического оборудования, снижение риска тяжелых аварий;
- Обеспечение эксплуатационного персонала достоверной, достаточной и своевременной оперативной информацией о протекании технологических процессов, состоянии тепломеханического и электротехнического оборудования, состоянии технических средств управления, представленной в удобной для восприятия форме;
- Обеспечение информацией для анализа, оптимизации работы оборудования и планирования его ремонтов;
- Улучшение условий труда эксплуатационного персонала.
Краткие сведения об оборудовании электростанции
В состав ТЭЦ входят следующие технологические узлы и установки:
- Энергоблок 116/125МВт состоящий из:
- котла барабанного на параметры свежего пара 140 кгс/см2 и 560°С, с камерным сжиганием угольной пыли, твердым шлакоудалением, однокорпусный, П-образной компоновки, в газоплотном исполнении;
- паровой турбины Т-116/125-130-7 представляющей собой одновальный трехцилиндровый агрегат с двухпоточным цилиндром низкого давления и сопловым парораспределением;
- генератор с воздушным охлаждением с длительно допустимой мощностью 125МВт с тиристорной системой возбуждения с полным внутренним резервированием;
- вспомогательного оборудования (пускосбросное устройство, РОУ собственных нужд, питательно-деаэраторная установка, деаэратор повышенного давления, расширителей непрерывной продувки, расширителей дренажей трубопроводов, дренажный бак и бак низких точек с перекачивающими насосами, установки дозирования химреагентов);
- Паровая котельная, состоящая из четырех котлов Е-160-1,4-250КБТ на параметры свежего пара 14 кгс/см2 и 250°С с камерным сжиганием угольной пыли и твердым шлакоудалением. Оборудование топливоподачи включающего в себя:
- разгрузочное устройство с дробильно-фрезерными машинами;
- дробилки производительностью 500-600 т/ч;
- конвейерный тракт подачи угля от вагоноопрокидывателя в главный корпус, на склад и со склада;
- Оборудование ОРУ-110кВ главной схемы.
Режимы работы электростанции
Режим работы ТЭЦ – круглогодичный. В отопительный период - по тепловому графику, в неотопительный - с конденсационной догрузкой.
В качестве основного топлива принят бурый уголь. Растопочное топливо - мазут.
Требования к системе в целом
АСУ ТП создана и эксплуатируется как неотъемлемая часть автоматизированного технологического комплекса. АСУ ТП выполнена как единая законченная управляющая и информационная система для всего технологического и электротехнического оборудования, включающая в себя единые системы технических, программных и информационных средств и обеспеченная средствами создания и обслуживания.
Основными средствами отображения информации и оперативного (дистанционного) управления цветные графические LCD (жидкокристаллические) терминалы и манипулятор типа «мышь».
В программно-техническом комплексе предусмотрены: контроль достоверности информации, контроль выполнения автоматизированных и автоматических функций, непрерывное диагностирование технических и программных средств.
Предусмотрена защита от ошибочных действий персонала по управлению оборудованием и несанкционированного изменения программного и алгоритмического обеспечения системы.
Подсистемы реализуются на выделенных контроллерах, аппаратно и программно аналогично другим функциональным подсистемам с необходимой степенью резервирования всех каналов защит в цепи «датчик - УСО - контроллер».
Общие требования
АСУ ТП ТЭЦ представляет собой интегрированную систему и структурно объединяет следующие АСУ ТП:
- АСУ ТП энергоблока 116/125МВт;
- АСУ ТП паровой котельной (котлы №1 и №2);
- АСУ ТП паровой котельной (котлы №3 и №4);
- АСУ ТП общекотельного оборудования;
- АСУ ТП топливоподачи;
- АСУ ТП ОРУ-110кВ.
Каждая АСУ ТП представляет многоуровневую функционально распределенную многомашинную систему. Иерархически структура ПТК каждой АСУ ТП по вертикали включает следующие уровни:
- верхний уровень, реализующий функции отображения информации, оперативного (дистанционного) или автоматизированного управления как установкой в целом, так и отдельными её элементами, а также все неоперативные функции АСУ ТП (протоколирование, архивация и т.п.);
- нижний уровень, реализующий функции сбора и предварительной обработки информации, автоматического управления установкой в целом или отдельными её элементами.
Программно-технические комплексы построена на базе дублированной локальной вычислительной сети типа Ethernet с применением современных коммутаторов с автоматическим переключением скорости - 100/10 Мбит/с. Оборудование верхнего уровня обеспечивает работу по сети со скоростью передачи информации 100 Мбит/с. Контроллеры нижнего уровня обеспечивают работу по сети со скоростью 10 или 100 Мбит/c.
В качестве контроллеров нижнего уровня выбраны программируемые логические контроллеры фирмы Mitsubishi Melsec SystemQ.
Контроллер выполняет обработку информации с датчиков и управление технологическими механизмами гидротурбины.
Для системы с резервированной структурой применяются центральные процессоры Q12PRHCPU и Q25PRHCPU. В процессорах есть 52 специальные функции для управления процессом, которые дополняют уже существующий диапазон. Используются резервный модуль питания и шасси.
В областях, предъявляющих повышенные требования к надежности функционирования системы управления, используются контроллеры с резервированной структурой (2 одинаковых комплекта). В нормальном состоянии активный контроллер (А) выполняет программу, а на второй (В) копируется все данные о процессе. Обмен данных происходит при помощи специального кабеля. Если вдруг какой-то элемент системы А вышел из строя, то процессом сразу же начинает управлять система В. Таким образом процесс протекает без прерывания. Время переключения составляет всего 22 миллисекунды. Пока процессом управляет система В вы спокойно можете устранить неполадку или заменить неисправный модуль в системе А без прерывания процесса.
Потенциальные области применения контроллеров с резервированной структурой это - металлургия, химические заводы, электростанции, фармацевтическая промышленность и т.д.
Благодаря своей высокой надежности System Q может использоваться:
- в системах с высокими затратами на перезапуск производства в случае отказа контроллера;
- в системах с высокой стоимостью простоя;
- в процессах обработки ценных материалов;
- в системах без постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала;
- в системах с небольшим количеством обслуживающего персонала.
Система поддерживает все популярные открытые сети, включая Ethernet, Profibus, Melsecnet/H, CC-Link.
Ввод сигналов в контроллер выполняется через станции распределенного ввода/вывода. Melsec. Станции ввода/вывода могут быть размещены как непосредственно в шкафу контроллера, так и в непосредственной близости от агрегатов.
Контроллер и станции ввода/вывода соединены между собой в сеть MELSECNET/H. Физически связь выполнена в виде резервированного оптического кольца.
Вся информация с контроллера поступает на верхний уровень. Верхний уровень системы управления состоит из нескольких автоматизированных рабочих мест. АРМы выполнены на базе офисных либо промышленных компьютеров с установленной SCADA системой MX4.
Лицензии на SCADA систему имеют несколько уровней. Автоматизированное рабочее место программиста, выполняющее функции сервера и шлюза между информационной сетью АСУ ТП и общестанционной локальной вычислительной сетью Ethernet. Автоматизированное рабочее место диспетчера/оператора с правом просмотра всей информации и внесения требуемых данных на управление. Автоматизированное рабочее место менеджера с правом просмотра технологических параметров.
Компьютеры автоматизированных рабочих мест программиста, диспетчеров соединены с резервированным контроллером в сеть MELSECNET/H. Физически сеть выполнена в виде резервированного оптического кольца.
