Интегрированная система управления паровым котлом №1 ОАО "ПЗБФ"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Интегрированная система управления паровым котлом №1 ОАО "ПЗБФ"

Данная система предназначена для комплексной автоматизации газоиспользующих установок. Основными установками являются паровые котлы в настоящее время котел №1 а в планах № 2 и № 3.

Комплексная автоматизация включает в себя следующие системы:

· автоматизированной системы управления котлом (АСУТП);

· систем противоаварийной защиты (ПАЗ);

· автоматизированной системы коммерческого и технического учета энергоносителей (АСКУЭ), как выработки (пар, тепловая энергия, электроэнергия), так и потребления (газ, вода, электроэнергия)

Рассмотрим системы управления

АСУТП

автоматизация паровой котел противоаварийный

Котел оснащается газовым оборудованием фирмы "АМАКС" (Москва), скомпонованным в единый блок (тип БГ) заводского изготовления для каждой горелки. Вся применяемая в блоках БГ арматура имеет герметичность класса "А" и гарантию на 3 года со дня введения ее в эксплуатацию.

Технические средства для АСУТП могут быть разными, они выбираются в процессе проектирования

Во всех случаях сроится распределенная трехуровневая система с фирменными контроллерами разработки фирмы " Mitsubishi Electric". На 1-м уровне АСУТП находятся датчики, на 2-м - контроллеры, на 3-м (верхнем) - IBM-совместимый компьютер (рабочая станция). Базовое программное обеспечение (ПО) поставляется фирмой "CONCYC", прикладное ПО создается при проектировании с использованием поставляемого с аппаратными средствами программного пакета. 

Отметим некоторые характерные черты АСУТП:

· Применимость к любым котлам, использующим газ, с горелками производительностью от 1 до 60 МВт;

· Законченное алгоритмическое и техническое решение задач пуска, останова, защиты, регулирования и управления, соответствующее действующим в РФ нормам и правилам, согласованное с Госгортехнадзором России;

· Комплексная поставка технических средств, а также предохранительно-запорной и регулирующей арматуры (в составе БГ) высокого класса точности изготовления;

· Автоматическая проверка плотности газовой арматуры перед первоначальным розжигом горелок;

· Автоматический ввод защит;

· Розжиг горелок в автоматическом режиме;

· Возможность установки оператором последовательности включения горелок;

· Автоматическое включение регуляторов систем горения и питания в заданной последовательности;

· Возможность варьирования типом используемых программно-технических средств с учетом эксплуатационного опыта и материальных возможностей заказчика;

· Возможность решения на верхнем уровне АСУТП различных общестанционных задач.

ПАЗ

Система противоаварийной защиты на нижнем и 2-м уровнях иерархии реализуется с использованием таких же технических средств, что и АСУТП. На верхнем уровне информация поступает на рабочую станцию АСУТП. Функционально система ПАЗ выполняет весь перечень технологических защит. Объем и технические условия на выполнение технологических защит теплоэнергетического оборудования электростанций с поперечными связями и водогрейных котлов, относящихся к котлам, в которых основным топливом является природный газ.

Система ПАЗ выполняется как отдельная система с выделением отдельных аппаратных средств (датчики, контроллеры).

Следует заметить, что применение в схеме газоснабжения блоков БГ с двумя быстродействующими (предохранительно защитными клапанами ПЗК) и клапаном утечки (безопасности) между ними, а также специальной системы проверки газовой плотности арматуры с использованием калиброванного дросселя практически исключает возможность загазованности топки и, соответственно, взрывов газовоздушной смеси в топках и газоходах при розжиге газогорелочных устройств. Такая схема обеспечивает также возможность розжига горелок на пониженном давлении газа (30-50 мм вод. ст.), что полностью устраняет возникновении "хлопков" в топках.

АСКУЭ

Для большого количества промышленных предприятий оптимальным вариантом системы учета энергоносителей оказалась АСКУЭ на базе комплекса технических средств КТС "Энергия +". Технические средства и (базовое программное обеспечение БПО) поставляются НПО "Энергоконтроль" (г. Заречный Пензенской обл., Россия). Отличительной особенностью системы является охват ею как неэлектрических, так и электрических энергоносителей. Наиболее рациональная область применения - промышленные и энергетические предприятия, поставляющие и потребляющие энергию, с большим количеством узлов коммерческого и технического учета.

АСКУЭ "Энергия" имеет 3 уровня. На 1-м уровне находятся датчики параметров неэлектрических энергоносителей (расходы, давления, перепада давления, температуры), а также электросчетчики; на 2-м уровне - устройства сбора и передачи данных (УСД), предназначенные для приема и обработки информации с нижнего уровня и передачи ее на верхний уровень; на 3-м (верхнем) уровне - IBM-совместимый компьютер с соответствующим ПО и техническими средствами (платы ввода и полудуплексной связи), обеспечивающими взаимодействие с техническими средствами 2-го уровня. 

Технические средства: датчики параметров неэлектрических энергоносителей - различные, с унифицированным аналоговым или числоимпульсным выходным сигналом; электросчетчики - индукционные и электронные, предпочтительно электронные типа СЭТ-4ТМ.02, компьютер - IBM-совместимый, составные части которого совместимы с Windows (по списку компании Microsoft); платы ввода и полудуплексной связи, устанавливаемые в слот ISA компьютера, выпускаются НПО "Энергоконтроль".Программные средства: в компьютер устанавливается следующее программное обеспечение: операционная система Windows NT/2000/XP,

Внедрение АСКУЭ позволяет осуществить:

сбор в автоматическом режиме (по заданным периодам времени) и ручном режиме (по запросу оператора) конкретных параметров по каждой точке учета;

· накопление данных энергоучета по каждой точке учета на требуемую ретроспективу;

· обработку накопленных значений энергоучета в соответствии с действующими тарифами, схемой электро- и теплоснабжения, структурой учета предприятия;

· отображение измерительной и расчетной информации в виде графиков, таблиц и ведомостей на мониторе с их документированием на принтере;

· сигнализацию о нештатных ситуациях в АСКУЭ;

· диагностику технических средств в АСКУЭ и каналах связи

Организация интерфейса связи с сетевыми устройствами

По принципу структуры построения система управления представляет собой специализированную локальную вычислительную сеть (ЛВС), состоящую из ведущего устройства - ЦП (центрального процессора), к которому подключаются сетевые устройства (СУ). В приборах подключение СУ к ЦП осуществляется при помощи интерфейса RS-485. Этот интерфейс является разновидностью интерфейсов последовательной передачи данных для создания локальных сетей контроллеров управления, предназначенных для промышленного применения, и, соответственно, имеет достаточно высокую помехоустойчивость и скорость передачи данных. В качестве физической среды передачи данных используется симметричная витая пара проводов. Преимущества RS-485 заключаются в следующем:

· большая длинна линии связи (1200 м без ретрансляторов);

· высокая помехоустойчивость (достигается за счет использования дифференциального сигнала,

· устойчивого к воздействию синфазных помех);

· низкий уровень напряжения в линии связи интерфейса (максимальная амплитуда сигнала не более 5 В).

· Помехоустойчивость системы к электромагнитным помехам, возникающим в результате наличия паразитных индуктивных и емкостных связей источников помех со средой обмена, отчасти определяется степенью асимметрии (или дисбаланса) распределенных и сосредоточенных параметров линии связи относительно земли. Формирователи и приемники RS-485 встроенные в СУ сохраняют работоспособность при воздействии синфазного напряжения в диапазоне от минус 7 В до плюс 7 В (мгновенное значение). Для связи с СУ используется пакетный протокол обмена данными.

При обмене используется принцип Master-Slave. ЦП является ведущим устройством (Master) и инициирует обмен. СУ является ведомым устройством (Slave) и отвечает на запросы ЦП.

RS-485. Цифровой выход приемника (RO) подключается к порту приемника UART (RX). Цифровой вход передатчика (DI) к порту передатчика UART (TX). Поскольку на дифференциальной стороне приемник и передатчик соединены, то во время приема нужно отключать передатчик, а во время передачи - приемник. Для этого служат управляющие входы - разрешение приемника (RE) и разрешения передатчика (DE). Так как вход RE инверсный, то его можно соединить с DE и переключать приемник и передатчик одним сигналом с любого порта контроллера. При уровне "0" - работа на прием, при "1" - на передачу.

В случае необходимости увеличить линию связи с СУ применяются

· устройства БРЛ-03 ( Блок Релейный Логический), которые позволяют обеспечить удлинение линии связи

· с СУ, гальваническую развязку участков линии связи, а также ветвление

· линии связи.

Схема подключения БРЛ в линию связи

Протокол необходимая часть работы системы. Он определяет как Master (MS) и Slave (SL) устанавливают и прерывают контакт, как идентифицируются отправитель и получатель, каким образом происходит обмен сообщениями, как обнаруживаются ошибки. Режим передачи определяет структуру отдельных блоков информации в сообщении и системы счисления, используемую для передачи данных. В системе Modbus существуют два режима передачи. Оба режима обеспечивают одинаковую совместимость при связи с SL. Режим выбирается в зависимости от оборудования, используемого как Master Modbus. Для каждой системы Modbus должен использоваться только один режим. Смешивание режимов не дозволительно. Режимы делятся на ASCII и RTU (Remote Terminal Unit).

RTU(8-бит)

Система кодирования 8-битовая двоичнаясистема

Число бит на символ

Стартовые биты 1

Биты данных (LSB вперед) 8

Четность Вкл./Выкл.

Стоповые биты 1 или 2

Контрольная сумма CRC (Cyclical RedundancyCheck). CRC_16

В режиме RTU данные передаются в виде 8-ми разрядных двоичных символов. В режиме ASCII каждый RTU символ сначала делится на две 4-х разрядных части (старший и младший), переводится в свой шестнадцатеричный эквивалент и затем используется в создании сообщения.

Размещено на Allbest.ru