2.7.2 Птк аср то

Программно-технический комплекс автоматизированной системы регулирования тур­бинного отделения предназначен для реализации управляющих, информационных, вспомогательных функций:

- автоматического регулирования технологических параметров;

- реализации технологических блокировок;

- индикации состояния автоматизированной системы регулирования и исполнитель­ных механизмов на средствах представления информации БЩУ;

- сбора и первичной обработки информации о состоянии объектов автоматизации;

- формирования расчетных величин для других систем;

- подготовки и передачи в блочную управляющую вычислительную систему информа­ции о состоянии АСР ТО, измерительных преобразователей и исполнительных механизмов;

- сбора, обработки данных и диагностики состояния и функционирования техниче­ских и программных средств ПТК АСР ТО;

- контроля достоверности и регистрации отказов источников входной информации;

- контроля реализации команд управления;

- обеспечения сервиса обслуживающему персоналу с помощью автоматизированных рабочих мест персонала;

- отладки технологических алгоритмов и программного обеспечения;

- коррекции настроечных параметров систем управления.

ПТК АСР ТО обеспечивает взаимодействие с высшими, по отношению к турбоуста­новке, системами (энергосистемой, системой управления и защит реактора, УВС, противо­аварийной автоматики и др.). Внедрение ПТК АСР ТО обеспечивает повышение экономич­ности работы оборудования, увеличение выработки электроэнергии за счет оптимизации нестационарных режимов работы турбоустановки, повышения ее технической готовности и уменьшения вероятности ошибочных действий оператора.

Автоматизированная система регулирования ТО реализована на базе программно-тех­нического комплекса, построенного по магистрально-модульному принципу с использо­ванием локальных вычислительных сетей.

Структурная схема ПТК АСР ТО представлена на рисунке 37.

ПТК АСР ТО является двухуровневой системой. Нижний уровень системы реализует функции ввода/вывода информации, регулирования, управления и контроля, верхний уро­вень – загрузку программного обеспечения и контроль функционирования нижнего уровня, поддержку оперативной базы данных, представление необходимой информации на видео­терминалах автоматизированных рабочих мест, регистрацию и архивирование информа­ции, передачу необходимой информации в УВС.

Функции нижнего уровня реализуются шкафами ШУ на базе технических средств ТСА М2002, функции ВУ – персональными ЭВМ промышленного исполнения и сетевыми средствами.

В состав шкафа управления входит набор функционально законченных модулей связи с объектом со встроенным дублированным интерфейсом и контроллеры управления со встроенным PC-совместимым микропроцессором.

Все модули ввода/вывода содержат высокопроизводительные микропроцессоры, предназначенные как для первичной обработки информации, так и для решения, при необ­ходимости, функциональных задач.

Субблоки ввода/вывода обеспечивают:

- гальваническую развязку входных и выходных электрических сигналов;

- ввод и вывод дискретной и аналоговой информации.

Микроконтроллеры предназначены для выполнения следующих функций:

- решение функциональных задач;

- обмен информацией с верхним уровнем ПТК;

- обмен информацией с модулями связи с объектом;

- реализация функции диагностики технических и программных средств;

- связь с периферийными устройствами;

- реализация функции резервирования.

Обмен информацией микроконтроллера с модулями связи с объектом осуществля­ется дублированными каналами. Связь между нижним и верхним уровнями системы вы­полнена дублированной локальной вычислительной сетью типа Fast Ethernet.

В штатном режиме работы ШУ в работе находится один из двух микроконтроллеров, другой – в «горячем» резерве. При возникновении сбоев в работе основного микрокон­троллера изменяются статусы основного и дублирующего микроконтроллеров. Связь ме­жду микроконтроллерами осуществляется дублированным интерфейсом.

В случае обнаружения неисправности в модуле, можно произвести его замену без на­рушения работоспособности ШУ.

Для обеспечения заданных характеристик надежности по выполняемым функциям, мо­дули одного этажного каркаса (крейта) дублируются модулями другого крейта.

ШУ обеспечивают выполнение управляющих функций:

- формирование на исполнительные механизмы управляющих воздействий;

- реализацию технологических блокировок автоматических регуляторов;

- реализацию технологических блокировок запорной арматуры, связанной с работой регуляторов;

- реализацию алгоритмов функционально-группового управления систем ПВД;

- синхронизацию нескольких, параллельно работающих исполнительных механиз­мов;

- контроль исправности первичных измерительных преобразователей и реализацию заданных алгоритмов управления при наличии их отказов;

- дистанционное управление исполнительными механизмами.

Верхний уровень ПТК АСР ТО включает в себя:

- два сервера, предназначенные для ведения базы данных (на энергоблоке №3 – один сервер);

- три автоматизированных рабочих места «Инструментальная система», предназна­ченных для управления функционированием узлов ПТК;

- автоматизированное рабочее место АСУТ, предназначенное для оперативного представления информации о работе системы персоналу, расположенное в поме­щении ЭК1203;

- два рабочих места ВИУТ (АРМ БЩУ);

- два сервера-шлюза, предназначенные для организации информационных каналов между ПТК АСР ТО и блочной УВС;

Все технические средства верхнего уровня ПТК АСР ТО объединены тремя локальными вычислительными сетями: двумя управляющими и одной информационной. Автоматизиро­ванные рабочие места и серверы подключены одновременно ко всем трем сетям. Шлюзы подключены к управляющим сетям и обеспечивают связь ВУ с ИВС. Управляющие сети предназначены для обмена технологической информацией между шкафами управления.

Первая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контролле­рами, установленными в этажных каркасах «B» шкафов ШУ и СРТ. Вторая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контроллерами, установленными в этаж­ных каркасах «D» шкафов ШУ и СРТ. Информационная сеть обеспечивает дополнитель­ную резервную связь между ЭВМ, входящими в состав верхнего уровня ПТК АСР ТО, и по­зволяет обеспечить обмен данными между ними, не загружая первую и вторую сети и не создавая помех для работы шкафов ШУ и СРТ.

Для обеспечения надежности обмена информацией между шкафами управления, реализующими алгоритмы управления наиболее сложными технологическими объектами (регуляторы уровня в парогенераторах и регуляторы производительности ТПН), а именно ШУ-012, ШУ-013, ШУ-014 и ШУ-015, в системе предусмотрены дополнительные информа­ционные каналы между микроконтроллерами указанных шкафов. Эти информационные каналы обеспечивают обмен технологической информацией между микроконтроллерами вне зависимости от загруженности управляющих сетей ПТК.

Шкафы управления функционируют под управлением операционной системы реаль­ного времени QNX v.6.2.1, автоматизированные рабочие места верхнего уровня ПТК АСР ТО – под управлением операционной системы Windows 2000.

ПТК СРТ в составе автоматизированной системы регулирования турбинного отделе­ния энергоблока предназначен для управления паровпускными органами турбины в пуско­вых и эксплуатационных режимах. Функции нижнего уровня управления (ввод/вывод ин­формации, автоматическое регулирование технологических параметров работы энерго­блока, выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства, контроль рабо­тоспособности и диагностика неисправностей технических и программных средств) обес­печивает шкаф управления ШУ-500-3.

Шкаф управления ШУ-500-3 представляет собой управляющий вычислительный ком­плекс, построенный на принципе дублированного РС-совместимого управляющего мик­роконтроллера и трехканальных устройств ввода/вывода. Структурная схема СРТ пред­ставлена на рисунке 38.

Входной информацией для системы регулирования турбины являются унифицирован­ные токовые сигналы из системы теплотехнического контроля энергоблока, сигналы от датчиков угловой скорости турбоагрегата, измерительных трансформаторов тока и напряжения, характеризующих текущую электрическую мощность турбогенератора и дискретные сигналы от концевых выключателей запорно-регулирующей арматуры.

Выходными сигналами системы регулирования турбины являются управляющие ко­манды в виде сигналов постоянного тока, подаваемые на электрогидравлические преобра­зователи, бесконтактные команды на исполнительные механизмы и дискретные команды типа «сухой контакт», подаваемые во внешние подсистемы АСУТП энергоблока.

Ввод/вывод информации осуществляется через клеммные соединители.

В шкафу предусмотрены четыре источника вторичного электропитания, подключен­ные к двум независимым фидерам сети надежного питания 220/380 В и формирующие на выходе стабилизированное постоянное напряжение 24 В. Два источника питания предна­значены для обеспечения «обтекания» цепей дискретных сигналов типа «сухой контакт». Два других источника вторичного электропитания предназначены для обеспечения работы модулей связи с объектом и формирования тока релейной форсировки на электрогидрав­лические преобразователи в случае экстренного останова турбоагрегата.

Структурная схема организации трехканальной системы ввода/вывода и связи дубли­рованных контроллеров с модулями связи с объектом представлена на рисунке 39.

Шкаф управления ШУ-500-3 содержит два модифицированных этажных каркаса (крейта), построенных по принципу (12+3):6. В каждом крейте предусмотрено:

- три посадочных места отведены для микроконтроллера (МК) и модуля контроля (КСК);

- по двенадцать посадочных мест для устройств ввода/вывода информации первого и второго каналов;

- по шесть посадочных мест для устройств ввода/вывода информации третьего ка­нала.

Рисунок 37 – Структурная схема ПТК АСР ТО

Рисунок 38 – Структурная схема СРТ

Управление турбоустановкой осуществляется оператором с БЩУ посредством опера­торской панели, программно реализуемой на мониторах АРМ БЩУ. Видеотерминалы АРМ БЩУ представляют собой жидкокристаллические плоскопанельные сенсорные мони­торы. Управление режимами работы турбоустановки оператор осуществляет нажатием на программные кнопки пульта управления. Внешний вид программного пульта управления СРТ представлен на рисунке 40.

СРТ функционирует под управлением операционной системы реального времени, представляющей из себя многозадачное ядро в виде библиотеки системных функций. Ос­новные функции операционной системы – организация вычислительного процесса в ре­альном времени, в том числе включение задач функционального ПО и управление ресур­сами процессора.

Рисунок 39 – Внутренняя структура СРТ

Рисунок 40 – Внешний вид операторской панели СРТ АРМ БЩУ