ЕвроТехсервис

Асу тп тэц. Нижний Тагил

Разработка АСУ ТП котлоагрегата ТПЕ-430

Заказчик: Бийская ТЭЦ-1 (ООО "Бийскэнерго")

Разработка АСУ ТП была реализована на базе ПТК “Торнадо-М” и предназначена для выполнения полномасштабных функций управления технологическими процессами котлоагрегата во всех эксплуатационных режимах, включая пуск и останов. В системе более 1000 каналов управления и контроля.

“. Пуск котла в такие сжатые сроки с первой для станции полнофункциональной АСУ ТП был осуществлен благодаря тому, что программно-технический комплекс поставляется практически готовым к работе, проектирование выполняется быстро, грамотно, на высоком техническом уровне.
Четкость в работе, обязательность коллектива ЗАО “МСТ” в соблюдении намеченных сроков стали основанием для нашей дальнейшей совместной работы по внедрению системы на следующем котлоагрегате станции.”

Анисимов Евгений Александрович - главный инженер Бийской ТЭЦ-1
20 февраля 2003 года



АСУ ТП реализована на базе Программно-Технического Комплекса “Торнадо-М” (лицензия Госстандарта России Tornado №POCC RU.ME24/B00475) и предназначена для автоматизации управления ТП на котлоагрегате во всех эксплуатационных режимах, включая его пуск и останов. Автоматизацией охвачен полный состав функций контроля и управления.
Центральной частью системы является ПТК, кроме него в состав системы входят датчики, исполнительные механизмы, традиционные средства контроля, непрограммируемые средства автоматизации, поставляемые комплектно с технологическим оборудованием, и силовые сборки задвижек типа РТЗО, поставляемые заводом-производителем.

Объект управления: паровой котел типа Е-500-13,8-560КТ (модель ТПЕ-430/А) производства таганрогского ПО “Красный котельщик”. Основное топливо – уголь, горелок – 8, мазутных форсунок – 8, систем пылеприготовления с промбункером – 2, ДС–2, ДВ-2; производительность котла 500 т/ч, Р 140 кгс/см2, температура пара 560 градусов, запорной и регулирующей арматуры – 120, механизмов собственных нужд – 30.

Главной целью разработки АСУ ТП являлось повышение надежности и улучшение технико-экономических и экологических показателей работы котлоагрегата, а также улучшение условий работы оперативного персонала и повышения их квалификации. Работа включала следующие этапы:
  • Разработка ТЗ для АСУ ТП. Разработка проектной и эксплуатационной документации системы.
  • Шеф-монтаж и наладка ПТК на площадке Заказчика.
  • Комплексная наладка и сдача системы в опытную эксплуатацию, пуско-наладка электрооборудования.
  • Обучение персонала Заказчика, гарантийное обслуживание ПТК.

Шкафы АСУ ТП (сборка)

Работы выполнялись компанией ЗАО “МСТ” совместно с технологической организацией ЗАО “СибКотэс” и Новосибирским институтом ТЭП. Часть наладочных работ выполнялась компанией ОАО СК “Сибрегионстрой”. Договор между компанией “Модульные Системы Торнадо” и ООО “Бийскэнерго” был подписан 6 июня 2002 г. Техническое задание утверждено 5 июля. Проектирование АСУ ТП, разработка, сборка и тестирование ПТК, комплектация оборудования, были проведены в течение трех месяцев.
В конце сентября на территории “Модульные Системы Торнадо” в присутствии Заказчика был проведен интеграционный тест ПТК “Торнадо-М”, на котором при помощи программных эмуляторов технологического оборудования проверялась функциональность системы. 13 октября ПТК был доставлен на станцию, а 14 ноября, после проведения основных монтажных, наладочных работ и дополнительного обучения персонала, котел был растоплен. 12 февраля система была сдана в опытную эксплуатацию.

В процессе создания системы особое внимание было уделено обучению персонала станции. Обучение проводилось в несколько этапов и осуществлялось специалистами ЗАО “МСТ” и ЗАО “СибКотэс”.
Первый этап включал подготовку оперативного и административного персонала управлению энергетическим оборудованием через ПТК.
Второй этап обучения проходил в рамках интеграционного теста ПТК и проводился в Учебном Центре ЗАО “МСТ”. На данном этапе персонал станции проходил ознакомление с аппаратными и программными компонентами системы, схемами подключения, организацией питания. Слушатели участвовали в проверке и тестировании ПТК, а также в проведении метрологической калибровки измерительных модулей системы.
Третий этап проходил непосредственно на станции, во время наладки системы и включал обучение по вопросам модификации и развития системы. Кроме того, персонал станции и специалисты “Модульные Системы Торнадо” проводили совместную наладку системы.
Таким образом, обучение проводилось на всех этапах проекта, что позволило персоналу станции непосредственно участвовать в создании системы.

Программное обеспечение АСУ ТП

При разработке АСУ ТП была учтена специфика объекта управления. Котлоагрегат условно делится на функциональные узлы, которые характеризуются относительной автономией технологических задач, выполняемых ими. Структура алгоритмов управления, а также видеограммы экранных изображений учитывают разграничение функциональных узлов. Это создает модульную структуру системы с хорошей обозримостью технических средств, алгоритмов управления и способов общения персонала с системой. Этим также достигается упрощение наладки, освоения её персоналом и последующей эксплуатации.

Комплекс построен по традиционной иерархической схеме. Верхний уровень системы обеспечивает взаимодействие операторов-технологов и инженерного персонала с управляемым технологическим оборудованием котлоагрегата, организует работу системы и подготовку массивов информации для использования её неоперативным административно-техническим персоналом станции. Верхний уровень представлен компьютерами АРМ оператора-технолога, инженера АСУ ТП и серверов.
Нижний уровень выполняет сбор, ввод и обработку аналоговой и дискретной информации в ПТК, формирует и отрабатывает дискретные управляющие воздействия на агрегаты, а также осуществляет регулирование по различным законам и решает задачи защиты. Он включает контроллеры, объединённые дублированной сетью Ethernet, а также вспомогательное оборудование, обеспечивающее промежуточное усиление сигналов и другие вспомогательные функции. Нижний уровень также выполняет отдельные функции защит и автоматического управления при отсутствии связи с верхним уровнем. Компьютеры верхнего уровня и контроллеры объединены дублированной сетью Ethernet.
Помимо основной системы выполнена и непрограммируемая резервная система, предназначенная для безаварийного останова котла при отказе АСУ ТП.

Автоматизированные рабочие места

АРМ оператора КА

АРМ оператора-технолога размещается в оперативном контуре ГрЩУ. АРМ предназначено для: визуализации параметров ТП, дистанционного управления исполнительными устройствами, ввода заданий регуляторам, просмотра отдельных протоколов, отчетов и сводок, включения или отключения управляющих подсистем (авторегулирования, автоматического включения резерва, функционально-группового управления и др.)
В качестве графического интерфейса использован программный пакет “InTouch” фирмы “Wonderware”.
АРМ инженера АСУ ТП размещается в неоперативном контуре ГрЩУ и предназначено для обслуживания ПТК. На нем выполняются такие задачи, как проведение диагностики технических средств ПТК, архивирование данных на долговременных носителях, формирование и просмотр отчетов и сводок, модификация параметров алгоритмов в контроллерах и другие. На АРМ инженера системы также установлен программный пакет проектирования, позволяющий инженерному персоналу (при наличии соответствующего доступа) модифицировать программное обеспечение АСУ ТП верхнего и нижнего уровней.
На АРМ инженера также установлен комплекс программ метрологического сопровождения системы (ПО АРМ метролога).

Контроллеры функциональных узлов

Основу нижнего уровня АСУ ТП составляют шкафы КФУ с установленными в них технологическими контроллерами. Применялись шкафы двухстороннего обслуживания степенью защиты от внешних факторов IP55. Для их работы применяется специально разработанное программное обеспечение. В АСУ ТП основным элементом контроллеров являются модули интеллектуальных функций МIF производства “Модульные Системы Торнадо", специализированные для применений в задачах автоматизации крупных объектов теплоэнергетики. Реализована "горячая замена" модулей без отключения питания контроллера. В качестве УСО используется функциональные субмодули ModPack. Широкая номенклатура данных модулей позволяет решать все задачи управления котлоагрегатом.
КФУ были размещены в специальном помещении, расположенном рядом с котлом по ряду Б на отметке 10 метров между рядами сборок РТЗО. Такое расположение существенно сэкономило длину кабельных трасс и повысило пожаробезопасность на объекте.
Заказчик также обратился с просьбой об использовании уже имеющихся неэкранированных алюминиевых кабелей. Благодаря высоким метрологическим характеристикам и помехозащищенности измерительных модулей ПТК “Торнадо” было дано согласие на применение этих кабелей. Опыт эксплуатации системы на котле №16 подтвердил возможность использования такого кабеля с ПТК “Торнадо”.