§16. Реалізація безпоштовхового перемикання із ручного в автоматичний режим.

Оскільки ВМ миттєво виконує команди блоку, то можливі великі поштовхові впливи на об’єкт при переключенні з ручного в автоматичний режим роботи в разі, коли в момент переключення ε≠0.

В момент переключення необхідно вручну звести ε до 0, а потім переключатись.

Як це зроблено?

В блоці управління БУ₁₂ є два струмових задатчика. Один з яких підключаються до входу 5 (клеми 12,11), а інший підключається до навантаження в ручному режимі.

В автоматичному режимі вихідний струмовий сигнал Р₁₂ керує навантаженням R_Н за ПІД-законом.

В ручному режимі замикаються контакти реле К, надходить струм на обмотку реле 6 і блок Р₁₂ переключається в режим повторення сигналу від ручного за датчика 1, а 2 задатчик переключається на навантаження.

Реле 6 має три пари контактів:

• Перша пара переключається і охоплює підсилювачі резистором, тобто К_П=1,

• Друга пара закорочує високоємнісні резистори ланки ЗЗ, при цьому конденсатори ланки ЗЗ швидко перезаряджаються і готові в будь-який момент при переключенні в автоматичний режим формувати ПІД-закон з початковими умовами, що відповідають моменту переключення, тобто безпоштовхово.

• Третя пара реле підключає вихід операційного підсилювача 4 до резистора фіктивного навантаження.

Т.ч. у ручному режимі відключаються вхідні сигнали і ε=0.

Вручну підігнати ε до "0" дуже важко, особливо на складних об’єктах, тому розроблені схеми динамічного узгодження для безпоштовхового включення. Для цього використовуються блоки УКТЗ, які дозволяють запам’ятати початкове роз лагодження, відняти його від поточного значення ε, т.ч. щоб при переключенні ε(0)=0.

На рисунку зображена взаємодія блоку Р₁₂ з блоком БУ₁₂.

Рис. Використання блоку БУ₁₂

В автоматичному режимі блок БУ₁₂ формує ПІД-закон, блок БУ₁₂ лише пропускає через себе сигнал.

В ручному режимі блок Р₁₂ переключається в режим повторювача сигналу, що формується першим задатчиком БУ₁₂.

Навантаженням керує другий ручний задатчик, що механічно зв’язаний з першим (розташований на першій осі).

При переході з ручного в автоматичний режим необхідно уникати поштовхові перехідні процеси, тому вручну досягають нульового по індикатору Б₁₂ і лише після цього перемикають в автоматичний режим.

§17 Регулюючи прилади системи "Каскад2"

Регулюючий прилад Р₂₇

Він замінює 2 прилади системи "Каскад", тобто в одному корпусі знаходяться два модулі: вимірювальний і регулюючий і призначений для формування ПІД-закону регулювання разом із ВМ постійної швидкості.

Виконує наступні функції:

1. гальванічно розділяє вхідні сигнали,

2. масштабує (α…α_п)

3. додає (підсумовує)

4. віднімає сигнал завдання і сигнал коректора

5. на виході отримуємо ε.

Перший модуль: Вимірювальний І₀₀₁

Сигнал від -10 до +10В

Другий модуль: Регулюючий (формує відповідно ПІД-закон регулювання)

Він побудований по четвертому способу з не коливальною баластною ланкою

Вхідний сигнал ε надходить на демпфер (фільтр високих частот), що виділяє мат. очікування сигналу (середнє поточне). Після цього сигнал іде на диференціатор 11 і підсилювач прямого каналу. В блоках 15,14 і 13,12 формується ПІД- закон по методу гранічної системи.

Блоки 12,13 – це інерційна ланка першого порядку, яка виконана на активному чотирьохполюснику на відміну від Р₂₁ (пасивний чотирьохполюсник RC).

Активними називаються пристрої, що містять операційні підсилювачі.

Вихідний сигнал активного чотирьохполюсника не залежить від величини навантаження (перевага).

Операційні підсилювачі виконані в інтегральному вигляді, тобто у вигляді невеликих мікросхем на 8 виводів. Параметри їх таки ж або навіть кращі від параметрів модуля УВ системи "Каскад".

Т. ч. операційний підсилювач реалізований в блоці 12. В блоці 13 розташовані елементи ЗЗ, що визначають властивості інерційної ланки. В блоці 15 міститься трипозиційне реле із зоною нечутливості і зоною повернення. В блоці 16 міститься вихідний каскад для управління ВМ постійної швидкості, тобто він має три вихідних лінії: більше, менше і загальну.

Є можливість підключення сигналу Х₀₃, що разом з ε буде перетворюватися за ПІД-законом, а також можна подавати сигнал Х₀₂, що буде перетворюватися за ПІ-законом.

Крім вихідного потужного сигналу Z₁, можна використовувати сигнал Z₂ з виходу блока 15. Вони відрізняються амплітудами:

Z₁ від +24 В до -24 В

Z₂ від -10 В до +10 В синхронно з Z₁.

Сигнал "зовнішнє керування" може відключати вихідний каскад.

Випускаються різні модифікації приладів Р₂₇, що відрізняються вимірювальними модулями.

Р_27.0 – це повний аналог Р21 і І04, які використовують лише уніфіковані вхідні сигнали 0-5, або інші уніфіковані сигнали за напругою.

Р_27.1 – до вимірювального модуля крім уніфікований сигналів може бути підключений один диференційно-трансформаторний перетворювач, в якому сигнал міняється від -10÷ +10 Гн (індуктивність).

Р_27.2 – додатковий вхід від термометра опору, в якому сигнал змінюється на 20 Ом від рівноважного сигналу.

Р_27.3 – додатковий вхід від будь-якої термопари, сигнал якої змінюється на ± 10 мВ.

Т. ч. додаткові входи дають можливість підвищити точність вимірювання по цьому каналу за рахунок виключення нормуючого перетворювача.

Робота вимірювального модуля І₀₀₁ по принциповій схемі.

Сигнал Х₁ (не масштабується) обмежується за амплітудою на діодах V₁, V₂, тобто в вихідному стані обидва діоди закриті. Призначені для того, щоб імпульси великої амплітуди не проходять.

На конденсаторі С₁ виконується фільтрація (тобто далі високочастотні сигнали не проходять).

На транзисторній парі V₉ виконаний електричний ключ, що перетворює постійний сигнал у сигнал типу "пряма хвиля".

Керування цією парою виконується від генератора з частотою 20 кГц.

На резисторі R₁₂ цей сигнал змінної напруги виділяється і далі надходить на обмотку трансформатора Т₁.

При протіканні струму в обмотці виникає магнітне поле, яке через сердечник передається в обмотку І, т. ч. виконується гальванічне розділення вхідних і вихідних сигналів.

Напруга, що виникає на обмотці І заряджає конденсатор С₇, який виконує функції буферного елементу.

Транзисторна пара V₁₃ включається синхронно з іншими транзисторними парами.

ЇЇ сигнал надходить на операційний підсилювач А₂, який підсумовує суму вхідних сигналів з обмотки І і від коректора, задатчика і службового резистора "установка 0".

Сума вхідних сигналів одержується на абсолютно аналогічних ланках для Х₂ і Х₃, лише масштабування може виконуватися за допомогою потенціометрів R₁₃, R₁₂.

Вхід Х4 може міняти своє призначення. На нього можуть бути подані або:

1 – уніфікований сигнал за напругою,

2 – струмові сигнали Х_4.2 – 0-5 мА, Х_4.3 – 0-20 мА, Х_4.4 – 4-20мА.

Операційний підсилювач А₁ перетворює будь-який вхідний сигнал в сигнал за напругою.

Формує вихідний сигнал за напругою, який далі надходить на вхід транзисторної пари V₁₂.

Для живлення операційного підсилювача використовується джерело гальванічного розділення від інших ланцюгів живлення і вхідних сигналів на обмотці 2 трансформатора Т₂.

Генератор виконаний на автоколивальному мультивібраторі.

У верхній частині на операційному підсилювачі А₃ знаходиться джерело опорної напруги, що використовується для живлення зовнішнього задатчика.

Регулювальний модуль Р₂₇.

Вхідний сигнал Х₀₁ надходить до демпфера, що реалізований у вигляді RС-ланцюга, постійна часу якого (τ_ДФ) визначається добутком R₂×С₁₉.

Сигнал з демпфера надходить на диференціатор, виконаний на операційному підсилювачі А₁, та на суматор прямого каналу на операційному підсилювачі А₂. На операційному підсилювачі А₄ виконане трипозиційне реле.

Операційні підсилювачі А₃ та А₅ формують інерційну ланку першого порядку. На операційному підсилювачі А₅ виконаний інтегратор, в зворотну ланку якого встановлено масштабуючий підсилювач А₃.

На транзисторах V₆,V₇ виконаний блокінг-генератор – це генератор, який починає працювати при надходженні дозволяю чого сигналу з виходу реле.

На транзисторах V₁₀, V₁₁ виконані потужні вихідні каскади, сигнали з яких надходять на пусковий пристрій ВМ.

Регулюючий блок Р₁₇ з аналоговими вихідними сигналами.

Формує ПІД-закон, заміняє 2 блоки І₀₄ і Р₁₂. Має такі ж чотири модифікації, як і Р₂₇, тобто регулюючий модуль один і той же, а вимірювальні модулі – різні.

В верхній частині зображена структурна схема ІТ₀₀₂₁, що має вхід від термопари.

В цьому разі термопара підключається до коробки холодний спаїв КС₀₂ (призначений для компенсації температури холодних спаїв, тобто в ній до Е.Д.С. термопари додається компенсуюча відміну температури навколишнього середовища від 0ºC).

За допомогою перемичок вибирається тип підключеної термопари. Сигнали Х₂ і Х₃ – уніфіковані сигнали. Т. ч. сигнал розлагодження ε дорівнює сумі ε=Х₁+α₂Х₂₁(або Х₂₂)

ε=∑Х₁+α₂Х₂₁(або Х₂₂)+α₃+Х₃₁-Х_ЗАВД-Х_КОРР

Модуль ІТ.

Основна складність модуля ІТ заклечається у використанні прецизійного (високоточного) підсилювача сигналу термопари з мВ до В.

Для цього використовується операційний підсилювач серії К140УД13, що підсилює сигнал точно у 1000 разів.

В ньому виконується М/ДМ перетворення (модулятор - демодулятор).

Завдяки цьому усувається "дрейф 0" характерний для підсилювача постійної напруги.

"Дрейф 0" обумовлений зміною температури, напругою живлення, старінням елементів.

Регулюючий модуль Р₀₁₇ (аналог Р₁₂).

Формує ПІД-закон і має аналоговий вихідний сигнал.

На вхід Х₀ надходить сигнал ε, який згладжується RС-ланкою з постійною часу Т_ДФ, та підсилюється у К_П раз. У блоці 8, цей сигнал інтегрується із постійною часу Т_И.

В блоці 9 він диференціюється, тобто береться його похідна.

Далі П, І, Д – складові підсумовуються в блоці 10.

(Т_ДФ+М_ИТ_И+М_ИТ_П)

Блок 14 призначений для безпоштовхового переключення з ручного в автоматичний режим та навпаки.

Блок 11 дозволяє ручне управління навантаженням.

Блок 13 формує обмеження по мінімуму і по максимуму вихідний сигнал, тому що в таких ВМ пропорційної дії не має обмеження переміщення РО.

Блок 12 – перетворювач напруги у струм.

Т. ч. на виході модуля є два вихідних сигнали однієї і тієї ж форми:

1. У₁ – за напругою у межах 10В,

2. У₂ – струмовий сигнал.

За допомогою перемичок можна одержувати сигнали 0-5, 0-20, 4-20 мА, прилади радянського виробництва 0-5 мА.

Робота по принциповій схемі.

Вхідний сигнал ε надходить на демпфер (Х₀). На резисторі R₁₁ і конденсаторі С₂. Пара резисторів, що знаходиться перед ним ділять вхідну напругу.

На операційному підсилювачі А₁ виконаний масштабуючий підсилювач, коефіцієнт передачі якого встановлюється потенціометром R₂₀ під назвою К_П.

Вид ЗЗ в А₁ – послідовний, тобто вхідний сигнал надходить на прямий вхід, а сигнал ЗЗ на інверсний.

Вихідний сигнал надходить на блок диференціювання і на блок інтегратора на операційному підсилювачі А₂.

Інтегруючий конденсатор С₄ знаходиться в ланці ЗЗ.

Вхідний резистор складний і містить потенціометр R₁ для плавного встановлення Т_И, і перемикач S₁, що має три положення:

1. Інтегратор вимкнуто.

2. масштаб шкали Т_И на 10.

3. масштаб шкали Т_И на 1.

Сигнал також надходить на вхід диференціатора на операційному підсилювачі А₃.

В цьому разі у вхідному колі знаходиться диференціюючий конденсатор С₁, а у ЗЗ – складний резистор з метою попередження входу диференціатора у стан насичення при швидких змінах вхідного сигналу.

Для цього діоди V₂ і V₃ обмежують вхідний сигнал підсилювача А₃.

Т. ч. оскільки у А₂ і А₃ використані паралельні ЗЗ, а в А₁ – послідовний, то на суматорі А₄ ці складові подаються на різні входи: П-складова на інверсний вхід, а І і Д – на прямий вхід.

Значить П із знаком "+" міняється на "-", а І і Д із знаком "-" міняється на "+".

Реле К₁ призначене для безпоштовхового переключення режимів роботи в РО.

Для цього в автоматичному режимі, як на рисунку, сигнал надходить на підсилювач А₇, з’єднаний з модулем обмеження вихідного сигналу на А₅, А₈.

Вихідний сигнал У₁ може додатково підсумовуватися в 10 разів при перемиканні перемикача S₃ під назвою К_П на 1 і на 10.

Якщо сигнал У₁ виходить за обмеження, то при виході сигналу за обмеження мінімуму відкривається підсилювач А₅ і подається на вхід А₇ сигнал, що підсумовується до вихідного.

Якщо сигнал У₁ більше ніж обмеження максимуму, то відкривається А₈ і від вихідного сигналу віднімається сигнал А₈. Т. ч. "У" залишається на рівні обмеження. В середині між обмеженнями сигнал лінійний.

У ручному режимі подається напруга на обмотку К₁ від зовнішнього перемикача. Контакти К₁₁ переходять в нижнє положення і інтегратор А₂ та суматор А₄ охоплюються жорстким негативним ЗЗ. Тобто замість ПІД-закона формується ПД-закон – фактично це П-закон , т. ч. регулюючий каскад переходить в режим слідкування (повторення вхідного сигналу).

Навантаженням в цей час керують від зовнішнього потенціометра (ручне керування), тобто в будь-який момент при переключені в автоматичний режим необхідно ручним керуванням звести вхідний сигнал ε до нуля і після цього можна переходити в автоматичний режим.

Оскільки ця операція (зведення до нуля) складна, її виконують за допомогою блоків УКТС.

У блока є вихід за струмом У₂, тобто сигнал за напругою подається на вхід перетворювача з напруги в струм (складається з операційного підсилювача, вихідний струм якого пропорційний вхідній напрузі У₁).

За допомогою перемичок між клемами 7, 9, 5, 13, 11 вибирають діапазон 0-5, 0-20, 4-20 мА.

Динамічний перетворювач Д₀₅.

Призначений для формування динамічних властивостей наступних динамічних ланок:

1. Інерційна ланка першого порядку (аперіодичний закон перетворення)

2. інтегрального закону перетворення, який є приватним випадком аперіодичного закону при Т=∞

3. реальної диференціальної ланки (Д-закон)

4. пропорційний закон, якщо постійна часу інерційної ланки =0.

Використовується цей перетворювач при створенні складних систем регулювання, наприклад при реалізації перехресних зв’язків.

В одному модулі Д₀₀₅ міститься два незалежних канали перетворення, а також 2 незалежних дискретних перетворювачів рівних сигналів.

Д₀₀₅ замінює два блоки Д₀₁, крім цього блок Д₀₀₅ містить алгебраїчний модуль, що замінює старий блок А₀₄.

У₁=Х₁₁(або Х₁₂), Х₁₁ без гальванічного розділення, Х₁₂ – з гальванічним розділенням,

У₂=Х₂₁(або Х₂₂)

У₃=К₃∙(α₃₁Х₃₁+α₃₂Х₃₂+Х₃₃) без гальванічного розділення.

Блок динамічних перетворень.

Складається із двох незалежних каналів для виконання: інтегральний і диференціальний, пропорційна ланка та інерційна ланка.

Д

К₁ – ручка настройки,

Т_ДФ – фільтр високої частоти,

А , - аперіодичний закон,

П ,

И ,

Робота по принциповій схемі.

Дискретне перетворення сигналу z₁ в сигнал q₁ виконується за допомогою двополярного стабілітрону 1V₃ (або семістр).

Значить сигнал великого рівня обмежується до напруги стабілізації.

Перемикання законів виконується за допомогою перемикачів 1П, наприклад

для встановлення Д-закону потрібно перемикнути 1а-1г, 1б-1д;

для встановлення А-закону – 1б-1в, 1д-1е;

для встановлення І-закону – 1а-1б, 1д-1е;

для встановлення П-закону – 1б-1в, 1д-1е.

Для П-закону постійна часу інерційної ланки нульова.

Допоміжні операційні підсилювачі допомагають виконувати додаткові операції і призначені для:

1А₂ – призначений для підсумовування вхідних сигналів і їх попередньої фільтрації,

1А₁ – виконує всі динамічні закони перетворення шляхом комутування конденсаторів і резисторів.

Якщо конденсатор на ЗЗ, то ланка – інтегральна, якщо і конденсатор і резистор – інерційна.

1А₃ – формує вихідний сигнал та дозволяє дискретно перемикати коефіцієнт підсилення.

Потенціометр 1R₂₀ – потенціометр для балансування операційного підсилювача.

За допомогою потенціометра 1R₂₈ – можна збалансувати блок в цілому.

Приклад технічної реалізації системи автоматичного регулювання потужності енергоблоку.

Енергоблок – це комплекс із двох пристроїв, за допомогою яких виробляється електроенергія:

Перший пристрій – для вироблення пари потрібних параметрів, наприклад, паровий котел або атомний реактор.

В паровому котлі енергія пари створюється внаслідок перетворення хімічної енергії палива.

В атомному реакторі енергія атомних реакцій (керованих ланцюгових реакцій перетворення елементів).

На цьому рисунку зображений варіант теплового блоку.

Параметри пари для блоку – 300 МВт – надкритичні, температура перед турбіною 530-600ºC, вищу температуру не витримують стальні трубопроводи. Цей клас сталей – аустенітно-феритні, тиск -≈250-270 кгс/см².

Другий елемент енергоблоку – турбіна, до якої приєднаний турбогенератор, який і видає електроенергію в мережу.

Система регулювання потужності блока одержує завдання по потужності, яку потрібно підтримувати, порівнює її з поточною потужністю, і якщо енергоблок працює в режимі стабілізації частоти 50Гц, то вводиться ще і відхилення частоти (від 50 Гц) із своїм коефіцієнтом К, і на виході із суматором одержуємо сигнал роз лагодження ε.

ε=ΔМ+КΔМ.

Головний паровий котел, по якому протікає пара, є буферною ємністю, в якій маса пари достатня для вироблення енергії на протязі дуже короткого часу і може використовуватися для компенсації короткочасних збурень

Довготривалі збурення компенсуються переводом генератора пари в новий режим, тобто час розгону генератора котла або реактора на порядок більше ніж час зменшення або збільшення пари в головному паровому колекторі.

У зв’язку з цим в системі є два контури регулювання:

1. Швидкий контур, в якому міститься регулятор тиску 3.

2. Інерційний контур.

Одночасно цей же сигнал ε надходить на інерційний контур регулювання, змінює витрату (подачу палива), і котел поступово починає міняти параметри пари в колекторі.

Для збільшення швидкості зміни навантаження на регулятор потужності 10 також подається похідна по тиску пари.

1. В системі "Каскад" використовуються датчики з уніфікованими струмовими сигналами, тобто для вимірювання температури потрібна термопара з нормуючим перетворювачем

2. Для захисту АСР від обриву лінії використовується діодно-захисні пристрої V₀₁.

Якщо потрібно один струмовий сигнал подати кільком користувачам, то їх вхідні резистори включаються послідовно, і паралельно ним включається діодно-захисний пристрій.

Регулятор тиску пари містить вимірювальний блок І₀₄, регулюючий блок з імпульсним вихідним сигналом Р₂₁, В₂₁ – узгоджувальний блок, БУ₂₁ – блок управління (перемикає з ручного в автоматичний режим і навпаки), пусковий пристрій – магнітний контактор – реверсивний (МКР), МУТ – механізм управління турбіною (ВМ) – це електро – гідропривід головної парової засувки.

Регулятор палива теж зібраний на імпульсному регуляторі Р₂₁. Він не має вимірювального блока І₀₄, тому що сигнал розбалансу приходить безпосередньо від суматора попереднього рисунка.

Другий сигнал на вході в Р₂₁ приходить від корегуючого регулятора потужності , що ,в принципі, і є завданням.

Як і в попередньому випадку далі знаходиться блоки управління, а між ними В₂₁ немає (він використовується, коли великий індукційний опір).

Примітка: регулятор палива , охоплений жорстким ЗЗ, формує П-закон регулювання, перехідні процеси регулювання найшвидші в цьому разі, але працює із статичною похибкою, тому корегуючий сигнал дозволяє звести цю помилку до "0".

Пусковим пристроєм є підсилювач У₂₁, який відноситься до системи "Каскад".

У₂₁ дозволяє управління трьохфазними електродвигунами потужністю до 3-4 кВт, вхідним сигналом є сигнал 24 В, вихідним сигналом – зміна напруга в 220 В або 380 В.

Реверс відбувається за рахунок зміни чергування фаз.

Положення РО, а точніше ВМ, перетворюється в струмовий сигнал вбудованим перетворювачем положення у струм.

Оператор визначає сигнал розбалансу ε і положення РО (М) за допомогою індикатора В₁₂.

Регулятор потужності зібраний на регулюючому приладі із аналоговим сигналом Р₁₂. На його вхід надходить ε , складається із: поточна потужність Nn, N_ЗАВД – завдання на потужність, Δε – корекція по відхиленню частоти від 50 Гц, і сигнал постійної швидкості тиску в колекторі, який формується блоком диференціювання Д₀₁.

Сигнал з виходу І₀₄ надходить на Р₁₂ і через блок управління БУ₁₂, як завдання, на регулятор палива.

Особливості:

Перемикачі з ручного на автоматичний використовуються в разі автономної роботи енергоблоку.

Завдання по потужності в автономному режимі формує ручний за датчик ЗУ₀₅.

Другий перемикач – регулятор тиску теж може працювати при ручному формуванні сигналу відхилення потужності від за датчика ЗУ₀₅ і від стандартного суматора.

Для розробки схеми внутрішніх з’єднань панелі або шафи регуляторів, потрібно розробити креслення розташування приладів на панелі або шафі, зобразити клемники всіх приладів.

В нижній частині зобразити клемники для підключення кабелів до датчиків і ВМ. Панель електроживлення зобразити з окремим виводом лінії живлення на кожен прилад, панель плавки запобіжників – на кожний прилад і автоматичний вимикач всієї панелі разом.

При необхідності розташовують розетки на 220 В і 24 В, джерело освітлення із своїм вимикачем, контур заземлення приладів.

На лицьовій панелі також необхідно під кожним приладом встановлювати таблички з призначенням приладу.

Кожен провідник магнітної схеми повинен маркуватися за ГОСТами:

Провідники передачі інформації від 0-799 (1000-1799).

Провідники живлення 800-999 (1800-1999).

Розділ. Автоматичні технологічні захисти.

Аварії на небезпечних підприємствах в атомній, хімічній та інших галузях супроводжуються значними економічними, екологічними і моральними втратами.

Тому при появі аварійних ситуацій попередження або зменшення втрат повинні включатися автоматично пристрої захисту, які на відміну від персоналу не впадають у стресовий стан і паніку.

Загальні вимоги до технологічних захистів.

Системи автоматичного захисту повинні мати функції і властивості, що визначені державними стандартами.

Вимоги:

1. Надійність технологічного захисту не може бути меншою наперед заданого значення. Надійність – це статистичне поняття і характеризується двома параметрами:

1.1) λ, 1/годину – інтенсивність потоку відмов

1.2) Т=1/λ, година – час напрацювання до відмови.

ОНР – коли інтенсивність відмов майже постійна.

1.3)Закон розподілення відмов у часі Р(t)

Знання закону залежності Р(t) дозволяє розрахувати кратність резервування ненадійних елементів.

Час напрацювання на відмову систем захисту повинен бути більшим ніж час між плановими зупинками обладнання (не менше 2000 годин/рік ≈ 3 місяці).

Для АЕС ця цифра може складати до 10 місяців. Це означає, що виконання цієї вимоги можливо лише при використанні багатоканальних систем автоматичного захисту.

Т_АЗ>Т_{ОСН ОБЛАД}

Надійність систем захисту повинна бути більшою ніж надійність основного обладнання.

Автоматичні захисти повинні надійно зупиняти основне обладнання або перевести його на нижчу потужність автоматично, без участі оператора.

2) Алгоритм автоматичного захисту повинен працювати до закінчення найбільш тривалої у часі операції виведення з роботи основного устаткування.

3) Алгоритм захисту повинен формувати однозначні і детерміновані команди, тобто команда захисту повинна надходити до конкретного ВМ. Крім того, алгоритм не повинен формувати взаємно протилежні команди захисту, а технічні засоби повинні блокувати надходження протилежних команд на ВМ.

4) При спрацюванні будь-якого каналу захисту (підриву) обов’язково повинен з’явитися світловий або звуковий сигнал для оператора.

Зворотною дією оператора повинно бути негайне встановлення причин спрацювання захисту і усунення результатів аварії не більше ніж за 2 години.

5) Разом із сигналізацією для оператора повинна відбутися фіксація першопричин спрацювання захисту, щоб легко встановити місцезнаходження аварії.

6) В разі одночасного спрацювання захистів по кількам параметрам, пріоритет повинен мати той захист, який викликає найбільше розвантаження або зупинку агрегату.

Наприклад, найбільший пріоритет у захисту енергоблоку в цілому, потім захисти, що викликають зупинку котла, потім турбіни і т. д. .

7) Ввести в роботу агрегат з вимкнутим захистом, можна лише після усунення причин, що викликали спрацювання захисту.

8) Системи захисту повинні мати елементи і ручного і автоматичного введення/виведення з роботи.

9) Схеми захисту повинні мати можливість відключення ВМ від інформаційної і клерувальної, для виконання профілактичних та ремонтних робіт, а також під час тестування.

Під час нормальної експлуатації захисти не спрацьовують.

Тестування виконується шляхом ручної або автоматичної імітації аварійних відхилень всіх параметрів підключених до захисту. Спрацювання датчику захисту імітується логічною одиницею, і перевірки виконання алгоритмів захисту при попередніх відключеннях ВМ.

Порядок розробки алгоритмів захисту.

Алгоритми захисту створюються групами, в які входять:

1. Спеціалісти по АСУТП,

2. Спеціалісти-технологи.

Результатом їх роботи є перелік можливих відмов, перелік технологічних параметрів, що однозначно характеризують вказані відмови.

На цьому етапі розраховують надійність роботи ділянок обладнання та захистів і розраховують кратність резервування систем захисту.

На останок розробляють алгоритми виконавчої системи захисту відповідно до рекомендацій технологів, а саме:

1. Черговість пуску/зупинки насосів і вентиляторі,

2. Відкриття/закриття засувок та відсічних клапанів

3. Подачу енергії.

§ УКТС (уніфікований комплекс технологічних засобів).

Призначений для виконання наступних функцій:

1. Прийому та оперативної обробки команд оператора, технологічних захистів, блокувань, команд найвищого ієрархічного ступеня блокування та видачі команд до ВМ керування арматурою, соленоїдів та ін..

Автоматична система керування РО і ВМ працює в діапазоні 5-95%. Для повного перекриття трубопроводів можуть використовуватися електрифіковані засувки, клапани, соленоїди і деякі сучасні РО, що можуть повністю перекривати трубопровід.

2. Формування команд технологічних захистів та блокувань при відхилені технологічних параметрів за допустимі межі.

3. Автоматичне формування команд керування для автоматичного регулювання систем блокування сигналізації і т.д.

4. Формування технологічної сигналізації. Сигналізація буває аварійною і попереджувальною, кількох рівнів.

5. Індикація положення ВМ і РО.

6. Збирання, обробка та видача дискретної інформації до інших пристроїв АСУТП.

7. Прийом та обробка дискретної та аналогової інформації. Аналого-дискретне перетворення.

8. Контроль за роботою пристроїв УКТС за допомогою спеціального перевірочного комплексу автоматичного контролю готовності УКТС до роботи.

УКТС конструктивно розміщений у стандартних шафах, а блоки УКТС виготовлені у формі легко змінних плат євро розміру 235×190×20.5(ширина лицевої панелі).

Шафи УКТС мають розмір: 2 м – висота, 65 см – ширина, 57 см – товщина.

Розрізняють базові шафи, в яких знаходяться в кілька рядів плати УКТС, а в нижній частині – джерело живлення.

Виділяють:

1. Базові шафи

2. Кросові шафи

3. Шафа розподільник струму (блок безпосереднього живлення).

Для безперебійного живлення в разі відключення струму є кілька ступенів і джерел живлення:

1 ступень:

- акумуляторна станція великої ємності для формування напруг 220 В на живлення самого УКТС, промислових комп’ютерів, датчиків і 3-фазного 380 В для роботи електрифікованих приладів і ВМ.

Акумуляторна станція УКТС – це акумуляторні батареї , що можуть видавати струм в 1000 А. Напротязі цього часу (роботи акумуляторної станції) повинен запрацювати дизель-генератор.

Таких шаф УКТС на одному енергоблоці розташовано ≈ 200шт.

Сигнали захисту в середині одної шафи мають рівень 15 В=ХВ, сигнали з однією шафи до іншої називаються ХТ і рівень 24 В.

Блоки УКТС поділяються на дві групи:

1. Функціональні

2. Виконавчі

Функціональні блоки виконують вищевказані функції, а виконавчі формують клерувальні сигнали на ВМ та арматуру.

До функціональних блоків відносяться:

1. АДП-У – аналого-дискретний перетворювач,

2. БФК-У – блок контролю та формування команди,

3. БЛВ-У – блок логічний часу,

4. БФС-У – блок фіксації спрацювання,

5. БРВ-У - блок реле вихідних,

6. БГР-У – блок гальванічного розділення,

7. БРП-У – блок реле проміжних,

8. БГР-Т – блок гальванічного розділення з токовими вихідними сигналами,

9. БПК-У – блок прийому команд,

10. БЛП-У – блок логічних перемичок.

З цих 10 блоків формується інформаційний і керувальний канали захисту.

Виконавчі блоки:

1. БУК-У – блок керування клапаном,

2. БУД-У – блок управління двигуном,

3. БУЗ-У – блок керування засувкою,

4. БКЛ-У – блок ключем,

5. БВР-У – блок вмикання регуляторів,

6. БКИН-У – блок контролю ізоляції і напруги,

7. БКП-У – блок контролю предохранителей,

8. БФН-У – блок формування номера,

9. БСУ-У – блок станційних або дільничних апаратів сигналізації,

10. БСИ-У – блок сигналізації індивідуальний,

11. БПИ-У – блок перетворення напруги,

12. БАР-У – блок автоматичного резервування.

УКТС складається з інформаційної і керувальної частини.

Інформаційна частина:

Будь-який захист починає виконувати свою роботу (свій алгоритм) лише в разі відхилення контрольованого параметру за допустимі межі.

В іншому разі захист знаходиться в режимі очікування, а регулювання параметру виконується штатними системами АСУТП. Т. ч. щоб зафіксувати відхилення параметру за допустимі межі потрібен спеціальний перетворювач аналогового сигналу у дискретний сигнал аварійного відхилення параметру, тому інформаційна частина захистів завжди містить такий перетворювач, що називається АДП (аналого-дискретний перетворювач).

БФК – блок формування команди.

Лог. 1 – аварійне відхилення.

Оскільки дія захистів зупиняє обладнання, і, відповідно, його спасає, то приймаються різні міри до підвищення надійності захистів, шляхом резервування інформаційної частини.

Інформаційна частина може і не містити блок АДП, в разі, коли використовуються специфічні датчики з контактними і безконтактними пристроями (датчик зміщення осі турбіни, електроконтактні термопари та манометри).

За допомогою АДП можна формувати аварійний сигнал не лише з відхиленням параметру, а й сигнал неспівпадання сигналів двох датчиків (різниця сигналів). Для цього використовується АДП з двома входами.

Ця схема використовується, коли заборонене значне відхилення температур.

Всі блоки УКТС мають позначення "У", тобто працюють з уніфікованими сигналами, тому не уніфіковані сигнали термопар перетворюються в уніфіковані струмові сигнали за допомогою НП (нормуючих перетворювачів).

§ АДП.

Призначений для перетворення аналогового струмового сигналу 0-5,0-20 мА у дискретний сигнал +15 ÷ +24 В в разі виходу сигналу за допустимі межі (аварійні). Поява логічної одиниці на виході АДП називається спрацювання, а повернення вихідного сигналу АДП до нульового значення називається відпускання.

Модифікації:

1. Одноканальні АДП – АДП11М, АДП22М,

2. Двоканальні АДП – АДП1М, АДП2М – це означає, що на одній платі знаходяться два абсолютно не залежні АДП.

Якщо до АДП підключається датчик згідно полярності, то, якщо вхідний сигнал від датчика буде збільшуватись, то в якійсь момент повинен сформувати дискретний сигнал від АДП.

Якщо ми датчик підключимо в протилежному напрямку, то спрацювання буде навпаки:

Принципова схема АДП.

Розглянемо АДП, що має 2 входи. Вхідні сигнали подаються на клеми Х₁, Х₂. Ці сигнали перетворюються в сигнали за напругою на вхідних резисторах R_ВХ за законом Ома:

U₁=i₁R_ВХ,

U₂=i₂R_ВХ,

3) Сигнал Х₁ гальванічно розділяється за допомогою пристрою 1, і цей сигнал надходить на суматор 3.

Другий вхідний сигнал перемножується з масштабуючим коефіцієнтом α_М і теж гальванічно розділяється і надходить на 3 вхід суматора. Перемикачі S₁ й S₂ дискретно змінюють α_М.

На другий вхід суматора надходить , який встановлюється потенціометрами "грубо - точно" , а знак – перемикачем S₃.

Сигнал з виходу суматора надходить на інерційну ланку 4, що відіграє роль фільтра високих частот (демпфер). Постійна часу налагоджується від 0-5 с. Ця ланка фільтрує імпульсні завади, частота зрізу цієї ланки встановлюється нижчою частоти завад, тому вони не проходять на її вихід, далі сигнал надходить на вхід схеми контролю визначення справності АДП.

На суматор 5 також надходить сигнал випробування клерувальної частини захисту по даному каналу.

Цей сигнал надходить від керувального комп’ютера АСУТП при цьому повинен надійти сигнал і на блокування ВМ.

(F)10 – це формувач тестового сигналу амплітуди і тривалості сигналу.

Тривалість сигналу аварії повинен бути достатнього для виконання алгоритму захисту.

Тестовий або реальний сигнал аварії надходить на підсилювач потужності 6, виконаний на тригері Шмідта, що має зону нечутливості і додатково фільтрує короткочасні "неправильні" сигнали. Це зона регульована потенціометром.

Сигнал з цього тригера включає світло діод спрацювання, подається на дискретний вихід ХВ (+15 В) і у вигляді сигналу ХТ (0+24 В), і з цього сигналу починається дія.

Самоперевірка справності АДП можлива лише при трьохкратному резервуванні інформаційного каналу.

Для цього на вхід нашого АДП подаються вихідні дискретні сигнали від 2 і 3 дублюючого АДП.

Визначення одного із трьох несправних АДП виконується попарним порівнянням їх вихідних сигналів:

1 і 2

2 і 3

3 і 1

Вихідний сигнал нашого АДП надходить на інверсні вході суматора 7, тобто із знаком "–".

На прямі входи надходять сигнали від 2 і 3 АДП.

Їх вихідні сигнали суматорів 7 надходить на прямі входи суматорів 8.

На інверсні входи суматорів 8 подається сигнал граничного відхилення сигналу.

На тригерах 9 фіксується сигнали розлагодження 1 і сигнал розлагодження 2. Якщо горить світлодіод розлагодження 1, то це означає несправність 2.

Розлагодження 1 означає несправність другого каналу.

При розлагоджені 2 несправним є третій канал.

В деяких випадках неможливо кожному АДП підключити свій датчик:

1. Датчик може бути дуже дорогим, коли датчик має велику надійність.

В цьому разі для підвищення захистів надійності використовується блок розмноження БГР-Т (блок гальванічного розділення струмових сигналів).

Аналогічно можна створити захист із-за зниження чи підвищень одного і того ж параметру, тобто:

Блок контролю та формування команди.

Призначений для формування команд за принципом резервування до різних модифікацій від 2 з 3 до 3 з 4 датчиків, тобто достовірна команда включення захисту формується за мажоритарним принципом (голосування за більшість).

Складається цей блок з:

1 – Блок гальванічного розділення основного входу 1,

2 – Блок диз’юнкції по основному входу,

3 – Підсилювач вихідного сигналу з 15 до 24 В (це формується сигнал спрацювання по основному входу),

4 – Логічний елемент або з трьома кон'юктивними перетворювачами по 3 входам (3і).

5 – Реле КF, контакти якого формують команди вмикання захисту.

6 – Логічний елемент - m(4) або (3і).

7 – Елемент співпадання з одним інверсним входом і другим прямим.

8 – Елемент "або",

12 – Елемент "або",

11,13 - "і",

20,18 – елементи затримки часу,

14 – RS-тригер – має два входи (S (set) – встановлення вихідного сигналу на "1", R (reset) – обнуляємо вихідний сигнал) – це елемент пам’яті (на них побудований статичні запам’ятовуючі пристрої).

Порядок функціонування.

Реле КF5, що почне зупинку обладнання за якимось алгоритмом, ввімкнеться лише при одній умові – коли на виході елемента 4 буде логічна одиниця.

Умови виникнення логічної одиниці:

Вихідний елемент "або" (логічне додавання) передасть на свій вихід логічну одиницю, коли вона створиться на виході будь-якого з трьох елементів "і".

На вхід кожного з 3-ох елементів "і" попадають сигнали, коли:

1. сигнал дозволу на роботу захисту попадає на всі 3,

2. на перші входи всіх елементів поступає сигнал основного інформаційного каналу, тобто із АДП.

3. на треті входи елементів "і" надходять сигнали із резервних каналів вимірювання нашого параметру.

Т. ч. захист вмикається при спів паданні сигналів 1 і 3, 1 і 4, або 1 і 2, або 1 і 3, або 1 і 4.

Кратність резервування вибирається проектувальником, виходячи із показників потрібної надійності захисту.

Така схема дозволяє побудувати надійний захист із відносно не надійних блоків.

Захист можна відключати при потребі. Нижня частина схеми призначена для виявлення несправності основних та додаткових БФК (блоків формування команди).

Можна виявити несправності у вигляді не спрацювання захисту (коли відмовляє основний канал), або хибне спрацювання під час тестування.

Для тестування потрібно мати повний набір блоків БФК по основному і додатковому каналам. Несправність також знаходиться шляхом попарного порівняння сигналів будь-яких двох блоків між собою.

Оскільки алгоритм спрацювання захисту виконується у часі (має динамічну інерційність), то при тестуванні витримуються і проміжки часу їх формування.

Щоб вихідний сигнал блоку БФК не запустив технологічний захист (не зупинив обладнання) потрібно його відключити від подальшого захисту, щоб не створити дійсну аварію.

Визначення справності, або не справності блоків.

Сигнал тестування надходить або з панелі оператора для позачергового тестування, або від клерувальної обчислювальної системи як плановий тест.

На виході елементу 6 зявляється сигнал логічної одиниці, коли попарно однакові сигнали 2 і 3, 3 і 4, 2 і 4 (ми перевіряємо справність додаткових каналів). Хоча б 2 із них повинні бути справними. Цей сигнал попадає на схему порівняння 7 (а це теж логічний добуток додаткових сигналів).

Якщо на виході елементу 7 буде "1", то це свідчить про несправність основного каналу, а "0" – додаткового.

Цей сигнал фільтрується лінією затримки на протязі однієї секунди, тобто якщо це була імпульсна завада, то він не пройде через елемент затримки 20.

Якщо це дійсна затримка, то вона триває довше 1 секунди, і на виході не спрацювання з’явиться сигнал.

Не спрацювання визначається трохи складніше:

Повинен бути поданий сигнал скидання, потім або вручну, або автоматично подається дозвіл на тестування.

На елемент 8 ("або") надходять сигнали від додаткових каналів, якщо значення логічної одиниці появиться хоча б на одному з цих каналів, значить на елементі 9 тепер порівнюються сигнали основного каналу і сигнал одного або всіх додаткових блоків.

На виходу елемента 9 буде одиниця, коли на вході всі одиниці.

Коли на виході одиниця, то це означає хибне спрацювання одного або всіх каналів при умові працездатності основного.

Нижній сигнал на елементі 9 призначений для формування тривалості теста, який займає 5 секунд.

Ця схема виконана у вигляді одновібратора, тобто натиснувши кнопку 15 ми включаємо тригер. Кнопкою 15 ми запускаємо таймер, тригер встановлюється на "1", його сигнал через лінію затримується на 5 секунд і через елементи 13,12 тригер сам себе і відключає.

Цей сигнал надходить на елемент 16, де порівнюється з сигналом спрацювання захисту, і якщо це спрацювання довготривале – дійсна аварія, якщо менше 5 секунд триває – хибне спрацювання.

Т. ч. сервісна частина блоку дозволяє визначити справність основного і додаткового інформаційних каналів, виявити не спрацювання додаткових каналів і хибний сигнал аварії.

Режим тестування відображається на світлових індикаторах випробування – тестування.

Блок логічний часу.

Призначений для формування затримок у часі проходження сигналів захисту згідно з алгоритмом захисту. Тобто затримка часу повинна перевищувати час перехідних процесів.

Цей блок складається:

З вузла формування часової затримки 1 – 5, і набору елементів простої логіки 6 – 8.

Основним елементом є елемент затримки часу 2.

Діапазон витримки часу має в різних модифікаціях БЛВ (блок логічний часу) має 3 значення:

1. 0.1 - 11 секунд,

2. 1-100секунд,

3. 10-1100 секунд.

На вході формується сигнал "або" від чотирьох різних вхідних сигналів.

Затримка може запуститись з будь-яких чотирьох сигналів.

Сигнал простої логіки дозволяє ускладнювати алгоритм БЛВ.

Блок фіксації спрацювання (БФС).

Призначений для фіксації першоджерела аварії. Для визначення причин аварії з метою ускорення ремонту обладнання та визначення винуватого.

Блок має 4 входи, в кожному з чотирьох каналів встановлений елемент пам’яті (RS-тригери 4).

Вхід S встановлює тригер на "1", заносить інформацію.

У вихідному положенні всі тригери скинуті в "0", тобто готові до прийому інформації, для цього подається сигнал "скидання пам’яті", при чому їх може бути декілька. Ці сигнали гальванічно розділяються, та приводяться до рівня 15 В.

При надходженні хоча б одного сигналу скидання на виході елемента "або", з’являється сигнал, що надходить на всі 4 вхідні елементи "або" під номером 3.

Далі сигнал надходить на елемент "і" (8), приєднаний до входу R-тригера, оскільки сигналу аварії немає, то на інверсному вході він перетворюється в одиничку, тому елемент "і" пропускає сигнал скидання і тригер встановлюється в нуль. Якщо в цей момент був сигнал аварії, то елемент "і" (8) не пропускає через себе елемент скидання, тобто пам'ять про аварію в момент аварії зберігається.

Висновок: скидання інформації про факт аварії можливо тільки після ліквідації аварії.

Кнопки SВ₁, SВ₂, SВ₃, SВ₄ виконують ручне скидання кожного каналу окремо.

Сигнал скидання пам’яті є груповим.

Вихідні сигнали тригерів 4 приєднані до світлових індикаторів під назвою "Аварія", і до підсилювачів напруги до 24 В.

Всі вихідні сигнали надходять на входи елемента "1" ("або"), що має вихід спрацювання захисту.

Сигнал на ньому з’являється коли є хоча б один сигнал спрацювання захисту.

В нижній частині схеми логічні елементи 5,6,7,8 формують сигнал заборони вмикання пам’яті в перехідних режимах роботи блоку , тобто в режимі пуску та зупинки. Ця схема зібрана на елементах "або" ("1"), тобто пам'ять не буде працювати, коли буде сигнал заборони на будь-якому з 10 виходів, причому сигнал елементу "або" 6 повинен бути затриманий на 10 мілісекунд, а елементу 5 проходить миттєво.

Сигнал заборони пам’яті надходить на елементи "і" під номером 2.

Коли заборони немає, то на інверсному вході "0" стане "1".

Принципова схема блоку прийому команд (БПК).

Цей блок приймає команди від блоку вихідних реле (БРВ), блоку гальванічного розділення (БГР) і передає ці команди далі до блоків логічного керування, наприклад до блоків управління клапанами РО (БУК), до блоків управління засувками (БУЗ).

При проведенні тестування він відіграє роль роз’єднувача, тобто не пропускає команди на вказані пристрої ВМ.

Вхідні сигнали блоку надходять:

1. сигнал від блоків захисту (блок формування команди, блок реле та інше),

2. сигнали заборони формування команд захисту з виходу БФК,

3. сигнал відміни тестування блоків захисту.

Вихідні сигнали:

1. Блок прийому каналу готов до прийому команд,

2. тестування дозволено,

3. захист справний,

4. команди до інших блоків.

Сигнал "блок готов до прийому" формується ланцюгом з послідовно-включених елементів:

1. Тригер Шмітта, формує петлю гістерезису. Ця петля використовується для зменшення впливу неконтрольованих коливань вхідного сигналу.

Сигнал з виходу елементу 1 надходить на вхід 2, а звідти на елемент "і" номер 2. На два інші елементи якого надходять сигнали від вимикачів, а точніше від контактів реле КА₁ і КА₂.

Вхідний сигнал від елементу 1 пройде на вихід елементу 2, лише при умові, що контакти КА₁ і КА₂ знаходяться у верхньому положенні і замкнуті і пропускають сигнал логічної одиниці.

Якщо ж розімкнутий КА₁ або КА₂ у будь-якому сполученні, тобто поодинці чи разом, то на вході з’являється нульовий сигнал і елемент під номером 2 не пропускає сигнал.

Це означає, що:

1. Не включений сигнал тестування, тоді КА₁ знеструмлений і немає сигналів несправності від інших блоків захисту.

2. Елемент 8 пропускає через себе вхідний сигнал, коли на його вході є дозвіл від схем випробування і справності, тобто від контактів КА1 і КА2 і вхідний інверсний сигнал. В цьому разі тригер 9 встановлюється в "1" і формується сигнал дозвіл на випробування. Цей сигнал (з виходу тригера) надходить на елемент 11, вихідний сигнал якого буде мати значення "1" при всіх одиничних чотирьох вихідних сигналах на елементі 11.

На виході елементу 11 формується "1".

Нижні контакти реле КА₁ і КА₂ з’єднані послідовно, тому вони шунтують нижній резистор дільника напруги і формують логічний сигнал на вхід елементу 11.

Ці контакти не перемикаються в наступних випадках:

1. При подачі сигналу заборони команди з виходу БФК,

2. Будь-яка команда заборони проходить через елемент "або", надходить на елемент "і" під номером 6, а в цей час відміни немає, сигнал проходить на вхід S тригера і вмикає реле КА₁.

Сигнал дозволу також проходить на елементи цієї схеми і дозволяє відміну тестування.

Сигнал відміни захисту проходить прямо на входи R тригерів.

Елементи 14 сприймають логічну одиницю від вхідного сигналу і викликають скидання реле при справних елементах схеми за рахунок ЗЗ.

Якщо сигнал ЗЗ не сформувався, то реле не будуть скинуті, так як тригери – це елементи пам’яті, і внаслідок цього не буде сформовано сигнал справності.

Т. Ч. схеми більшості складних блоків самотестовані.

Блок логічних перемикань (БЛП).

Дозволяє включати або виключати схеми захистів згідно з алгоритмом. Сигнали від схеми, що проходять через перемикач S₂ на вхід S тригера дозволяє сформувати логічну "1". Сигнали, що надходять через S₁ на вхід R скидають тригер "0".

Т. ч. у потрібні моменти часу формується вмикання блоку або ВМ та вимикання подачі на другий вхід.

Нижня частина схеми дозволяє сформувати логічну умову вмикання або скидання тригера.

Блок реле вихідних.

Призначений для підсилення потужності вихідних сигналів. Містить у собі 3 потужних реле (3 фази, тому 3 реле).

При подачі на вхід "0" сигналу, обмотка реле перетворюється в соленоїд, сигнали КА₂ і КА₁ міняють своє положення.

Типові схеми автоматизації технологічних захистів.

При проектуванні типових захистів використовуються стандартні умовні позначення блоків УКТС.

Ці стандартні умовні позначення мають лише назви вхідних і вихідних сигналів.

Две паралельні лінії означають, що принципова схема блоку розглядаються окремо по технічній документації.

ХВ – сигнали для внутрьопанельної передачі. Їх амплітуда 15 В.

ХТ – сигнали для передачі інформації на інші панелі на відстань. Їх амплітуда 24 В. Вони більш захищені від імпульсних завад.

Т.ч. у проектувальника є заготовки умовних позначень.

При автоматичному проектуванні схем захистів потрібно використовувати бібліотеку умовних зображень блоків УКТС, а при ручному – мати готові ксерокопії відповідно.

1 етап проектування – розробка алгоритму роботи захисту. Алгоритм роботи захисту розробляється разом з технологом, що добре знає властивості процесу.

2 етап проектування – на основі параметрів надійності приладів, що використовуються і виходячи з потрібної надійності захистів розраховують кратність резервування ненадійних приладів.

Для цього використовують стандартні методики розрахунку послідовно-паралельних включень приладу, враховують надійність лінії зв’язку, клемників та роз'ємів.

При кількості приладів у кілька десятків варіанти розрахунків можна робити вручну.

В разі, коли система містить сотні резервованих приладів, розрахунки надійності виконуються спеціальними пакетами програм і займають досить великий об’єм.

3 етап проектування – після визначення кратності резервування розробляється принципова схема захисту.

4 етап проектування – розробляється схема електричних з’єднань блоків, яка реалізує алгоритм захисту. Тобто показує під’єднання кабелів і з’єднувальних провідників до клемників блоків.

1. Розглянемо спрощену схему захисту під назвою "течія із другого контуру".

Ознакою некритичності контуру є зменшення тиску нижче 5.5 МПа.

2. Ознакою розриву труби є велика швидкість падіння тиску, тобто похідна тиску пари > 0.05 МПа/с.

3. Збільшення перепаду температур між 1 і 2 контуром ΔΤ > 65°C.

4. Зменшення тиску пари <5 МПа.

Зупинка енергоблоку буде реалізована, коли сигнал пройде на реле. По тиску пари включається схема "один із чотирьох" .

За схемою 1 із 4 підключенні датчики падіння тиску.

Реле КА₂ і КА₃ блоку БРВ спрацьовують. Сигнал реле КА₂ і КА₃ формуються за схемою 2 із 4.

Аналогічно спрацьовує реле блока БРВ₂.

Для підвищення надійності використовують блоки прийому команд, що включають систему безпеки першого комплекту.

§ Типові схеми керування ВМ.

Блоки УКТС не лише формують сигнали захисту, але й виконують допоміжні функції управління електрифікованими клапанами і засувками в ручному режимі від пульта оператора і в автоматичному режимі від автоматичних регуляторів.

Це означає, що в режимі нормальної експлуатації положенням РО керують штатні системи регулювання (цифрові, аналогові), а в не штатних ситуаціях – ними управляє оператор за допомогою кнопок ">" і "<".

Коли ситуація виходить з-під контролю, автоматичний захист закриває РО і закриває енергоблок за алгоритмом.

Типова схема містить блок вмикання регулятора БВР, на який надходять сигнали від блоку ручного управління БРУ-32:

• команди захисту від УЛУ-2,

• сигнали із схеми контролю справності,

• сигнали від автоматичного регулятора.

В автоматичному режимі вихідний сигнал БВР надходить до блоку управління клапаном БУК, який пропускає сигнали на блок ключів в нормальних режимах та забороняє роботу в тестових режимах, а також фіксує крайні положення.

Блок ключів БК формує сигнали на пусковий пристрій в автоматичному режимі.

Керування регуляторами з БЩУ і РЩУ.

(в умовах загрози життю оператора (наприклад, бойові дії, сильні землетруси, напад терористів), оператори переходять до резервного щита управління, що представляє собою бункер, в якому розташоване мінімум апаратури, що дозволяє безаварійно зупинитися).

Принцип переключення управління з щита на щит дуже простий.

Для цього достатньо переключити перемикачі SA₁ і SA₂ на відповідні позиції.

Частина блоків переключається через блоки перемикання управління БПУ.

§ Типова схема управління засувкою (запірною арматурою).

Ця арматура має два положення:

1. повністю відкрите,

2. повністю закрите.

Особливістю схеми є наявність електромагнітної муфти, яка дозволяє гарантовано відкривати і гарантовано закривати трубопровід шляхом дотискання засувки.

Дотискання заклечається в тому, що в крайньому положенні електропривод зупиняється внаслідок досягнення механічних упорів.

Ознака повністю відкритого або закритого стану – це ток короткого замикання електродвигуна.

§ Типові схеми само балансу регуляторів.

Під само балансом регуляторів розуміють безпоштовхове переключення регулятора з ручного на автоматичний режим.

В момент переключення на автоматичний режим регулятор не повинен формувати хибні регулюючи впливи, тобто ε повинна бути рівна нулю. А це не завжди можливо зробити.

В малих АСУ оператор це робить вручну.

А в складних – це неможливо тому, що на одному енергоблоці 156, а в роботі лише три робітника.

Тому використовуються УКТС для автоматичного балансування регуляторів:

1. на поточне значення параметра,

2. на задане значення.

Суть першої схеми заклечається в тому, що в ручному режимі вихідний сигнал регулюючого блоку Р₂₇ через блок Д₀₇ подає інтегрований сигнал на його інший вхід. В момент переключення на автоматичний режим, вихідний сигнал регулятора не змінює переключення, є безпоштовховим.

Друга схема використовуються блоки БГР (блок гальванічного розділення) і БВР-У.

Для цього за основу використовується перша схема і доповнюється вона схемою врахування нового завдання.

При зміні завдання в момент переключення на автоматичний режим вихідний сигнал регулятора – нульовий, а потім вхідний сигнал плавно змінюється і регулятор відпрацьовує перехід на нове завдання.

Схеми контролю справності регулятора.

В аналоговому регуляторі немає режиму тестування їх справності. Тому їх справність оцінюється за непрямим способом, а саме:

регулятор вважається несправним, якщо час імпульсу включення перевищує критичне значення. Для цього тривалість кожного імпульсу включення порівнюється з критичним значенням у блоці логічного часу.

80