Назначение системы управления и ее особенности

Автоматизированная система управления предназначена для обеспечения эффективного контроля, управления и противоаварийной автоматической защиты технологического процесса котельного агрегата.

Автоматизированная система управления котлоагрегатом осуществляет

  • Измерение и регистрация параметров работы котла;
  • Ведение журнала событий;
  • Автоматическое управление технологическим оборудованием в соответствие с регламентом;
  • Реализацию противоаварийной защиты;
  • Диагностику оборудования.

Структура системы управления

Система включает в себя два уровня аппаратных средств - нижний, выполняющий функции сбора, обработки информации и локального управления, и верхний, предназначенный для задач дистанционного управления, наблюдения за ходом процесса, а также архивирования и протоколирования.

Обмен данными между верхним и нижним уровнем производится по высокоскоростному каналу передачи Profibus.

Нижний уровень реализован на резервированном контроллере SIMATIC S7-400H и станции распределенного ввода/вывода SIMATIC S7-ET200M.

Верхний уровень включает в себя рабочее место оператора выполненное в промышленном пульте со степенью защиты IP54. Для печати архивов и протоколов станция оператора может быть оборудована принтером.

Аппаратное и программное обеспечение

Контроллерная часть АСУ выполнена на базе резервированного промышленного контроллера SIMATIC S7-400H.

SIMATIC S7-400H это – мощный программируемый контроллер для решения задач автоматического управления средней и высокой степени сложности.

Широкий спектр модулей ввода-вывода и центральных процессоров для максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи.

Высокая гибкость, благодаря мощной поддержке распределенных структур управления и интенсивного сетевого обмена данными.

Простота обслуживания, работа с естественным охлаждением. Возможность дальнейшего увеличения функциональных возможностей по мере развития производства.

На контроллер S7-400H есть экспертное заключение "О соответствии функциональных показателей интегрированной системы автоматизации SIMATIC S7, изготовленной фирмой SIEMENS, отраслевым требованиям и условиям эксплуатации энергопредприятий РАО «ЕЭС России». Кроме того, контроллер S7-400H зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений.

Система ввода/вывода сигналов реализована на основе модульных станций распределенного ввода-вывода ET 200М.

Станции распределенного ввода-вывода ET 200М позволяют использовать в своем составе всю гамму сигнальных и функциональных модулей программируемого контроллера SIMATIC S7. Станции используются для построения сложных систем распределенного ввода-вывода. Они работают в составе резервированных систем управления и систем безопасного управления, построенных на базе программируемых контроллеров SIMATIC S7-400H.

На применение станций распределенного ввода/вывода SIMATIC S7 есть экспертное заключение "О соответствии функциональных показателей интегрированной системы автоматизации SIMATIC S7, изготовленной фирмой SIEMENS, отраслевым требованиям и условиям эксплуатации энергопредприятий РАО «ЕЭС России». Кроме того устройства SIMATIC S7 ET200 зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений.

Станция оператора выполнена в виде промышленного пульта со степенью защиты IP 64 и реализована на базе компьютера, имеющего аппаратные характеристики:

  • Процессор  Pentium-IV  2ГГц;
  • ОЗУ  512 Мбайт;
  • ЖМД  60 Гбайт;
  • ГМД 3.5 дюйма, 1.44 Мбайт;
  • встраиваемый промышленный LCD монитор с диагональю 18 дюймов, степень защиты фронтальной панели IP65;
  • 2 коммуникационных процессора SIMATIC NET для резервированных систем управления;
  • встраиваемая промышленная клавиатура степень защиты IP65.
  • На станции оператора установлено программное обеспечение:
  • операционная система MS Windows;
  • программное обеспечение рабочей станции PCS 7 OS Software Single Station;
  • программное обеспечение организации резервированной связи PCS 7 OS REDCONNECT.

Система отображения

Основные функции, выполняемые системой:

  • Представление технологической информации на экранах мониторов в виде мнемосхем с различной детализацией, на которых воспроизводится информация о текущем состоянии технологического процесса и значениях технологических параметров;
  • Автоматическая сигнализация и регистрация достижения параметром аварийной и предупредительной границ;
  • Формирование и вывод на экран монитора архива сообщений, где фиксируются все сообщения о неисправностях, срабатывании предупредительной и аварийной сигнализации, сообщения о действиях оператора по квитированию, снятию с опроса, деблокированию и изменению состояния ИК и др.;
  • Архивирование и отображение на мониторе архива измеренных значений технологических параметров;
  • Формирование и печать различных протоколов и отчетов.

Общие принципы построения

Информация на экране рабочей станции оператора представляется в виде:

  • статических изображений, представляющих, например, мнемосхемы технологического процесса;
  • числовых значений параметров;
  • столбчатых изображений аналоговых параметров, например, уровней жидкостей. При этом величина столбика соответствует реальному значению параметра;
  • графиков изменения параметров во времени;
  • текстовых сообщений о событиях в системе или состоянии технологического оборудования.

Все эти способы представления информации комбинируются.

Диагностика оборудования со станции оператора

В системе визуализации на станции оператора имеется специальный экран диагностики оборудования, отображающий состояние оборудования системы автоматизации и предназначенный для просмотра и выявления причины неисправности модулей и датчиков.

При наличии какой-либо неисправности (датчика или модуля), соответствующий неисправности модуль подсвечивается красным цветом. Детальная диагностическая информация по сигнальным модулям содержится в окне детализации ошибки модуля, вызвать которое можно, щелкнув кнопкой мыши по неисправному (красному) модулю на экране диагностики оборудования.

Система сообщений

Все события, происходящие в системе управления, сохраняются в виде архива сообщений, который можно просмотреть на экране сообщений. Архив сообщений является циклическим, в нем запоминаются последние 10000 сообщений. Для удобства просмотра архива предусмотрена возможность селекции сообщений по различным признакам.

Все сообщения разбиты на несколько классов:   

  • Аварийные – превышение параметром аварийной границы, неисправность механизма и т.д. Цвет фона сообщения – красный.
  • Предупредительные – превышение параметром предупредительной границы. Цвет фона – желтый.
  • Рабочие – сообщения о действиях системы (включение/выключение механизмов, открытие/закрытие задвижек и пр.). Цвет фона – синий.
  • Действия оператора – сообщения о действиях оператора (включение/выключение механизмов, открытие/закрытие задвижек и пр.). Цвет фона – фиолетовый.
  • Рабочие – сообщения о действиях оператора или системы. Используются для формирования сообщений о программном изменении режима работы, а также сообщений о действиях оператора по изменению положения реле "Режим работы" на щите. Цвет фона – синий.
  • Диагностические – сообщения о неисправностях модулей, датчиков, ошибках работы программного обеспечения и пр. Цвет фона – черный.

Архивирование измеренных значений

Информация о значениях параметров (температуры, давления, расходы, уровни) запоминается на операторских станций в виде архивов. Архив содержит значения параметров с некоторым интервалом за несколько последних суток (месяцев) работы. Для различных параметров предусмотрены различные интервалы архивирования: 1 секунда 1 месяц, 10 секунд 2 месяца, 30 секунд 2 месяца, 10 секунд 14 дней, 30 секунд 10 дней, 60 секунд 2 месяца.

Информация из архивов может быть просмотрена на трендах параметров и на экране графиков.

Просмотр тренда осуществляется щелчком мыши по соответствующему параметру (в случае, если сигнализация по этому параметру сквитирована).

В окне тренда отображается изменение параметра за последний час.

Результаты внедрения системы

АСУ котлоагрегата позволяет:

  • Исключить частые остановы котлов в связи с отказом аппаратных средств.
  • Упростить работу операторов.
  • Улучшить качество работы регулятора питания.
  • Осуществлять автоматический контроль хозрасчетных параметров.

Предлагаемая автоматизированная система управления котлом полностью соответствует требованиям к микропроцессорным системам автоматического регулирования котельных агрегатов. Позволяет обеспечить возможность развития и расширения системы.

На предлагаемое контроллерное оборудование есть экспертное заключение "О соответствии функциональных показателей интегрированной системы автоматизации SIMATIC S7, изготовленной фирмой SIEMENS, отраслевым требованиям и условиям эксплуатации энергопредприятий РАО «ЕЭС России».