Требования к структуре и функционированию системы
АСУ ТП должна строиться как многоуровневая интегрированная человеко-машинная система, работающая в темпе технологического процесса (реальном времени), и должна включать в себя оперативный технологический и обслуживающий персонал и комплекс программно-технических средств.
В функциональной структуре АСУ должны выделяться следующие функциональные подсистемы:
сбор, первичная обработка и распределение информации, получаемой от датчиков технологических параметров в полном объеме для реализации управляющих функций;
представление информации и взаимодействие пользователей с ПТК;
дистанционное управление приводами исполнительных механизмов задвижек, регулирующих органов, насосов и т.д.;
автоматическое регулирование;
функционально-групповое управление;
технологические защиты и блокировки;
самоконтроль и самодиагностика ПТК;
инструментальная (для сопровождения системы, настройки прикладных программ, информационной базы, программирования).
Работа всех подсистем АСУ должна осуществляться путем взаимодействия всех видов обеспечения системы, а именно:
лингвистического обеспечения в виде совокупности средств и правил, используемых при взаимодействии эксплуатационного персонала с комплексом средств автоматизации;
информационного обеспечения в виде совокупности нормативной базы, классификаторов, документов и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации;
математического обеспечения в виде совокупности математических методов и алгоритмов;
программного обеспечения в виде совокупности программ, предназначенных для отладки, функционирования и проверки работоспособности АСУ;
технического обеспечения в виде совокупности средств вычислительной техники и других технических устройств, используемых при функционировании системы;
метрологического обеспечения в виде совокупности методов, правил и программно-технических средств, позволяющих реализовать функции АСУ в соответствии с установленными требованиями к достоверности информации;
организационного обеспечения в виде совокупности документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности эксплуатационного персонала в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АСУ.
АСУ должна состоять из трех независимых ПТК (приложение А).
ПТК ИСС, ПТК турбоагрегата, ПТК СК-2
ПТК ИСС должен обеспечивать автоматизированное управление оборудованием ИСС (по среднему уровню, п.5.2.29).
ПТК турбоагрегата (приложение Б) должен обеспечивать контроль параметров работы турбоагрегата, автоматизированное управление турбоагрегатом и обмен данными со стендовой АСУ турбоагрегата (по среднему уровню, п.5.2.29).
ПТК СК-2 должен обеспечивать автоматизированное управление оборудованием стендовой котельной №2 (по среднему уровню, п.5.2.29).
ПТК ИСС должен предусматривать возможность обмена информацией с подсистемами пожаротушения и пожарной сигнализации, отопления, вентиляции и кондиционирования.
Между ПТК СК-2 и ПТК ИСС должен быть организован обмен информацией с целью эффективного управления нагрузкой СК-2.
Между ПТК ИСС и ПТК турбоагрегата должен быть организован обмен информацией с целью комплексного проведения испытаний турбоагрегата.
В качестве системы нагружения использовать нагрузочный комплекс 10,5кв, мощностью до 70 МВт. Рассмотреть возможность использования гидротормоза Wesser AG (Bremen) тип BR 4300 с привязкой его к ПТК турбоагрегата.
По согласованию с заказчиком в ПТК турбоагрегата должны быть предусмотрена возможность для подключения к физическим сигналам от датчиков аппаратуры виброконтроля для проведения вибродиагностики.
Стендовая АСУ турбоагрегата (отдельный модуль – принадлежность турбоагрегата), предназначенная для автоматического управления клапанами турбоагрегата при проведении испытаний, должна быть разработана по отдельному техническому заданию. Оборудование стендовой АСУ должно находиться в помещении ЦПУ.
Между стендовой АСУ турбоагрегата и ПТК разрабатываемой АСУ должен быть обеспечен обмен данными для контроля параметров работы турбоагрегата и автоматизированного управления турбоагрегатом.
ПТК АСУ должны быть созданы на базе ПТК, внесенного в Государственный реестр средств измерений на базе дублированного контроллера S7-400 и удаленных станций ввода-вывода сигналов ET200M фирмы Siemens.
КТС должен содержать микропроцессорные и аппаратные устройства, обеспечивающие связь с объектом управления, прием и обработку команд оператора-технолога, логическую и арифметическую обработку поступающей информации и формирование управляющих воздействий, обработку и представление информации оператору-технологу на видеотерминалах (мониторах), а также вспомогательные функции диагностики и состоянии технологического оборудования.
Для повышения надежности и живучести подсистем автоматического регулирования, дистанционного управления должно быть предусмотрено "горячее" резервирование процессорных модулей контроллеров. При отказе основного модуля переход на резервный должен осуществляться автоматически без участия обслуживающего персонала и без нарушения в работе контроллера.
Контроллеры и удаленные станции ввода-вывода сигналов должны функционировать автономно и обеспечивать:
прием и обработку сигналов от первичных измерительных преобразователей, датчиков состояния оборудования;
логическую и арифметическую обработку вводимой информации;
формирование выходных сигналов управления;
обмен информацией со станциями верхнего уровня по цифровым каналам связи.
Для обеспечения безопасной остановки турбоагрегата при отказах ПТК должна быть предусмотрены средства резервного контроля и управления (аварийный пульт управления).
Объем дублирующего контроля и управления должен быть определен РД 153-34.1-35.523-2002 "Методические указания по оснащению рациональным объемом резервных аппаратных средств контроля и управления котлотурбинным оборудованием ТЭС, оснащенным АСУ ТП".
Контроль и управление оборудованием должен осуществляться:
ПТК ИСС и ПТК турбоагрегата с трех общих АРМ оператора-технолога, с АПУ;
ПТК СК-2 – с двух АРМ оператора-технолога, с АПУ;
АРМ оператора-технолога предназначены для:
приема и обработки информации от контроллеров;
обработки команд оперативного управления технологическим оборудованием, поступающих от операторов-технологов и передачи их на контроллеры;
отображения состояния технологического оборудования и элементов АСУ на видеодисплеях;
регистрации хода выполнения задач и состояния объектов управления;
обмена информацией с интегрируемыми локальными системами.
На АРМ системы должны быть реализованы функции управления/отображения интегрируемых подсистем в объеме, предусмотренном поставщиками интегрируемых подсистем.
АРМ операторов-технологов ПТК СК-2 должны дублировать (резервировать) друг друга по своим функциям (100%-ое "горячее" резервирование).
АРМ операторов-технологов ПТК ИСС и ПТК турбоагрегата должны дублировать (резервировать) друг друга по своим функциям (200%-ое "горячее" резервирование)
Инженерная станция должна обеспечивать:
конфигурирование ПТК ИСС, ПТК турбоагрегата; ПТК СК-2:
ведение и документирование базы данных АСУ;
проведение отладки вновь разработанного или измененного прикладного ПО;
коррекцию настроечных параметров задач;
обслуживание ПТК ИСС и ПТК СК-2:
отображение подробной информации о состоянии и работоспособности элементов ПТК;
проведение диагностики функционирования элементов ПТК.
Каждое из автоматизированных рабочих мест оператора-технолога совместных АРМ1, АРМ2 и АРМ3 ПТК ИСС и ПТК турбоагрегата должно состоять из одного компьютера в корпусе промышленного исполнения и двух мониторов 24” (двухмониторный режим). Мониторы АРМ оператора-технолога должны располагаться на столах пульта управления в ЦПУ.
Каждое из автоматизированных рабочих мест оператора-технолога АРМ1 и АРМ2 ПТК СК-2 должно состоять из одного компьютера в корпусе промышленного исполнения и двух мониторов 24” (двухмониторный режим). Мониторы АРМ оператора-технолога должны располагаться на столах пульта управления в ЦПУ.
Системные блоки (промышленные компьютеры) АРМов должны размещаться в ТКШ.
В этих же шкафах должны размещаться:
- ИБП для АРМов;
- KVM – переключатели;
- преобразователи интерфейсов;
- блоки питания (при необходимости) для KVM – переключателей и преобразователей интерфейсов.
ТКШ ПТК ИСС и ПТК турбоагрегата должен располагаться в ЦПУ.
ТКШ ПТК СК-2 должен располагаться, по согласованию с Заказчиком, в щитовой стендовой котельной
Верхний и средний уровень обеспечиваются источниками бесперебойного питания (ИБП) с сетевым подключением по ETHERNET.
Инженерная станция должна выполняться на базе переносного персонального компьютера (ноутбук)
ПТК АСУ должен состоять из 3-х иерархических уровней.
В верхний уровень ПТК должны входить: средства для вычислительной обработки информации, ее регистрации, архивирования, отображения, документирования и диалога с системой, ЛВС.
В средний уровень ПТК должны входить: микропроцессорные устройства (контроллеры) для автоматического сбора и первичной обработки сигналов, выполнения функций авторегулирования, блокировок и дистанционного управления;
В нижний (полевой) уровень ПТК должны входить: первичные датчики, исполнительные механизмы (ИМ), шкафы силовой автоматики для управления запорной и регулирующей арматурой, шкаф клеммный (ШК ПТК турбоагрегата), контактные группы (типа «сухой контакт») от автоматических выключателей, магнитных пускателей и др.
Шкаф клеммный (ШК) предназначен для транзитного обмена сигналами между турбоагрегатом и ПТК турбоагрегата, а также для оперативного подключения данных связей. ШК устанавливается в непосредственной близости к установке турбоагрегата.
Подсистема автоматического сбора и обработки информации должна обеспечивать все остальные подсистемы данными по текущим значениям измеряемых параметров.
Контроллеры должны передавать на АРМы оператора циклически обновляемую и событийную информацию, связанную с выходом за уставки аналоговых сигналов, появлением или исчезновением ошибок. Такой вид обмена должен использоваться в целях регистрации событий (в частности, аварийных).
В процессе функционирования АСУ должны быть обеспечены следующие информационные обмены между компонентами системы:
между нижним уровнем и средним уровнем ПТК – по физическим линиям связи;
между средним и верхним уровнями ПТК (системными блоками), а также между подсистемами АСУ - по дублированным цифровым каналам связи (на базе 10/100 Мбитной технологии ETHERNET);
между средним уровнем ПТК турбоагрегата и установкой турбоагрегата – через шкаф ШК (приложение Б);
между АРМ оператора и системными блоками по цифровым каналам связи KVM (удаленная консоль);
между элементами верхнего уровня - по дублированным цифровым каналам связи (на базе 10/100 Мбитной технологии ETHERNET);
между системными блоками (верхний уровень) и контроллерами интегрируемой ЛСУ (средний уровень) по цифровым каналам связи (на базе 10/100 Мбитной технологии ETHERNET);
между контроллерами АСУ и контроллерами интегрируемой ЛСУ - по физическим каналам связи;
между источниками бесперебойного питания (в шкафах верхнего и среднего уровня) и системными блоками (верхний уровень) - по цифровым каналам связи (на базе 10/100 Мбитной технологии ETHERNET).
Программные и технические средства системы должны обеспечивать диагностику и самодиагностику компонентов технических средств.
Информация о работе этих средств должна формироваться с помощью:
индикаторов, встроенных в технические средства;
сообщений, передаваемых в АРМ по локальной сети.
С помощью средств самодиагностики должны фиксироваться, в общем случае, следующие ситуации:
отказ источников питания;
отказ контроллера;
отказ АРМ;
обрыв цепи аналогового датчика с сигналом 4-20 мА и сигнала от термопары;
отклонение сигналов за установленные диапазоны.
Все средства самодиагностики должны определять неисправность с точностью до модуля/узла.
Диагностические сообщения должны поступать в АРМ и квитироваться оперативным персоналом. Диагностические сообщения могут выдаваться на специальном видеокадре.
Средства самодиагностики должны обеспечивать среднее время восстановления работоспособности компонентов ПТК при отказе одного из модулей не более одного часа (без учета времени доставки).
В подсистеме автоматического сбора и обработки информации должны формироваться диагностические данные о состоянии:
датчиков аналоговых и дискретных сигналов;
линий связи.
В контроллере, обеспечивающем автоматический сбор и первичную обработку информации, должна формироваться диагностическая информация об отказах и нарушениях в работе их отдельных модулей.
В системе должны формироваться также следующие диагностические сообщения:
отказ (восстановление) связи контроллеров с АРМ;
останов (включение в работу) АРМ;
отказ цепей датчик-контроллер;
превышение температуры в шкафах ПТК;
открытие дверей шкафов ПТК;
аварийное отключение внешнего питания.
-
Для ЛВС должен быть предусмотрен резерв пропускной способности.
В программно-технических средствах АСУ ТП должен быть предусмотрен резерв по быстродействию и памяти вычислительных средств для обеспечения развития системы.
В контроллерах должен быть предусмотрен резерв каналов входов/выходов по вводу информации и выдачи управляющих воздействий 10 % и по резерву жил магистральных кабельных линий не менее 10 %.
|
