Казаринов Л.С., Попова О.В., Барбасова Т.А. Автоматизированные информационно-управляющие системы (часть 1)

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 2.27. Квинт на блочном щите ТЭЦ-11 Мосэнерго

Рис. 2.28. Квинт на блочном щите ГЭС-1 Мосэнерго

Квинт работает в составе различных АСУ ТП:

- полномасштабная АСУ ТП - включает информационные функции,

задачи автоматического регулирования, дискретного управления, блокировок

и защит

- управляющая АСУ ТП - включает информационные функции, задачи

автоматического регулирования и дискретного управления

- информационно-регулирующая АСУ ТП - включает информационные

функции и задачи автоматического регулирования

- информационная АСУ ТП - включает информационные функции

Таблица 2.1

2005

Костромская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 8 300 МВт Полномасштабная

2005 ТЭЦ "Нови Сад" Сербия Котел № 3 420 т/час Система управления горелками

2005 Котовская ТЭЦ РАО ЕС Котел № 4 560 т/час Полномасштабная

2005

Конаковская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 4 300 МВт Полномасштабная

2004

Костромская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 5 300 МВт Полномасштабная

2004 ТЭЦ-23 Мосэнерго Энергоблок № 5 250 мВт

Информационно-

регулирующая, дополненная

системой управления 16-ю

горелками парового котла

2004 Рязанская ГРЭС РАО ЕЭС Энергоблок № 5 800 мВт Полномасштабная

2004

Костромская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 6 300 МВт Полномасштабная

2004 ТЭЦ-22 Мосэнерго Энергоблок № 10 250 МВт Полномасштабная

2004 Смоленская АЭС

Комплекс по переработке твердых

радиоактивных отходов (ТРО)

Полномасштабная

2004 ТЭЦ-20 Мосэнерго Котел № 7 500 т/ч Управляющая

2004 ТЭЦ-20 Мосэнерго Котел № 11 350 т/ч

Информационно-

регулирующая

2004 ТЭЦ-12 Мосэнерго Котел № 11 450 т/ч Полномасштабная

2004 ТЭЦ-25 Мосэнерго Котел № 5 1000 т/ч

Информационно-

регулирующая

2004 Рязанская ГРЭС-24 Энергоблок № 1 300 МВт

Информационно-

регулирующая

2004 ТЭЦ-21 Мосэнерго Э/блок № 1 110 МВт

Информационно-

регулирующая

2004 ТЭЦ-25 Мосэнерго Котел № 2 500 т/ч

Информационно-

регулирующая

2004

Каширская ГРЭС

Мосэнерго

Котлоагрегат № 4 950 т/ч Полномасштабная

2004 ГЭС-1 Мосэнерго Турбогенератор № 5 12,5 мВт Полномасштабная

2004

Тамбовская ГРЭС РАО

ЕЭС

Котлоагрегат № 4 160 т/ч

Информационно-

регулирующая

2003

Каширская ГРЭС-4

Мосэнерго

Котлоагрегат № 5 950 т/ч Полномасштабная

2003 ТЭЦ-22 Мосэнерго

Котлоагрегаты №№ 8 и 11 по 420 т/

ч каждый) Полномасштабная

2003 ТЭЦ-24 Мосэнерго Термоконтроль генератора Информационная

2003

Московский

нефтеперегонный завод

Система управления

водоподготовкой и обеспечения

водой каталитического крекинга

Информационная

2003 ТЭЦ-22 Мосэнерго Турбогенератор № 6 100 мВт Полномасштабная

2003 ТЭЦ-23 Мосэнерго Энергоблок № 5 250 мВт

Информационно-

регулирующая

2003 Рязанская ГРЭС РАО ЕЭС Энергоблок № 6 800 мВт Полномасштабная

2003

Ириклинская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 2 300 мВт

Информационно-

регулирующая

2003

Конаковская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблоки №№ 4-7 по 300 мВт

каждый

Расширение информационно-

регулирующей системы

2003 ТЭЦ-21 Мосэнерго Турбодетандер Управляющая

2003 ТЭЦ-22 Мосэнерго Турбогенератор № 8 100 мВт Полномасштабная

2002 ТЭЦ-20 Мосэнерго Турбогенератор № 3 30 мВт Полномасштабная

2002 ТЭЦ-20 Мосэнерго

Энергетический котел № 9 500

т.час

Полномасштабная

2002 ТЭЦ-22 Мосэнерго Энергоблок № 9 250 МВт

Информационно-

регулирующая

2002 ТЭЦ-22 Мосэнерго Турбогенератор № 5 80 МВт Полномасштабная

2002

ОАО «Феррохром» г.

Актобе, Казахстан

Паросиловая установка с

турбогенератором 37 МВт

Полномасштабная

2002

ЗАО «Актобе ТЭЦ», г.

Актобе, Казахстан

Турбогенератор № 4 29 МВт Полномасштабная

2002

Костромская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 9 1200 мВт

Информационно-

регулирующая

2002

Костромская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблок № 7 300 мВт

Система регулирования

частоты и мощности (АРЧМ)

2002

Конаковская ГРЭС РАО

ЕЭС

Энергоблоки №№ 3-8 по 300 мВт

каждый

Информационная

2002

Ярославская ТЭЦ-3 РАО

ЕЭС

Энергетический котел № 7420 т.час Полномасштабная

2002 Рязанская ГРЭС РАО ЕЭС Энергоблок № 5 800 МВт

Информационно-

регулирующая

Квинт> >предназначен для автоматизации различных производственных

процессов - энергетических, химических, металлургических и т.п.

>Квинт >- это полнофункциональный комплекс, выполняющий задачи

автоматического регулирования, логического шагового управления,>

технологических защит, представления, кратковременного и

долговременного хранения и передачи технологической информации

>Квинт> - это интегрированный комплекс, имеющий средства для

объединения в единое информационное пространство многих подсистем, в

том числе территориально рассредоточенных, каждая из которых может

работать автономно, но при этом использовать часть информации из

соседних подсистем

>Квинт> >обеспечивает высокий уровень надежности, которая достигается

специальными аппаратными решениями, а также возможностями

многоуровневого резервирования отдельных модулей, контроллеров,

рабочих станций, информационных и питающих сетей

>Квинт> - это масштабируемый комплекс, который эффективно

используется для автоматизации как отдельных установок, так и предприятия

в целом. В минимальном комплекте Квинт может состоять из одного

контроллера и универсальной рабочей станции, в максимальном - иметь

несколько сотен контроллеров и несколько десятков рабочих станций,

привязанных к единому времени

>Квинт> >имеет развитый САПР, с помощью которого через единую базу

данных проекта готовятся прикладные программы для управления и

представления информации. Все эти задачи решаются специалистами по

АСУ ТП с помощью дружественного интерфейса без привлечения

программистов

>Квинт> >имеет развитую систему авторизованного доступа, которая

позволяет с точностью до единичных оперативных объектов или групп

объектов и с точностью до отдельных лиц или групп лиц разрешить или

запретить как наблюдение, так и изменение информации

>Квинт> - это отечественный комплекс, все ключевые средства которого

разработаны и изготовлены в России. В Квинте используются импортные

комплектующие элементы, обладающие особо высокой степенью интеграции

и повышенной надежностью

2.6.2. Программно-технический комплекс Квинт

Программно-технический комплекс Квинт состоит из четырех подсистем:

- контроллеры (Ремиконты);>

- рабочие станции ИВК;

- сети;

- средства САПР.

Ремиконты выполняют функции сбора и предварительной обработки

информации, автоматического регулирования, логического шагового

управления, технологических защит, регистрации событий, управления

исполнительными устройствами

Рабочие станции занимаются представлением информации, ее

архивированием, анализом. Они также выполняют статистические и

оптимизирующие расчеты и ведут мониторинг состояния всех программно-

технических средств Квинта, работающих в АСУ ТП.

Сети организуют информационную связь между подсистемами Квинта, а

также между Квинтом и службами предприятия (плановый, расчетный

отделы и т.п.)>

Средства САПР> предоставляет пользователю набор мощных

инструментальных средств для проектирования АСУ ТП.

2.6.3. Архитектура

Квинт имеет два варианта архитектуры - двухуровневую и

одноуровневую.

Двухуровневый вариант обычно используется в крупных системах, на

нижнем уровне находятся контроллеры - многофункциональные и защитные

Ремиконты. На верхнем уровне размещаются рабочие станции

информационно-вычислительного комплекса (ИВК). Все технические

средства Квинта образуют единое информационное пространство, которое

поддерживается сетью Ethernet и/или FastEthernet.

Рис. 2.29

Одноуровневый вариант обычно используется в небольших системах. В

нем контроллеры> напрямую подключаются к сети Ethernet. В этом случае

используется бесшлюзовый вариант Ремиконта.

В Квинт могут интегрируются любые технические средства других фирм,

поддерживающие технологию OPC.

2.6.4. Контроллеры

>Ремиконты > - это микропроцессорные контроллеры, входящие в состав

Квинта. Как многоканальный (Р-310), так и малоканальный (Р-330)

Ремиконты состоят из базового комплекта (процессор класса 386/486) и

модулей УСО (аналоговые, дискретные и импульсные входы-выходы

различной номенклатуры).

>Ремиконты Р-310 >выполнены в блочном каркасе 19" и имеют два

конструктивных исполнения: полное и половинное. В полном варианте в

одном каркасе размещается один контроллер, содержащий до 16 модулей

УСО. В половинном варианте один каркас содержит два контроллера, в

каждый из которых можно установить до 5 модулей УСО.>

Ремиконты Р-330 > выполнены в блочном каркасе 10". УСО этого

контроллера могут находиться в центральном блоке вместе с процессором,

либо устанавливаться в блоках расширения, размещаемых на значительном

удалении от центрального блока (полевые УСО).>

Ремиконты Р-310 и Р-330 имеют однотипную библиотеку,

насчитывающую более 100 алгоритмов и 500 функций для решения всех

задач сбора, предварительной обработки информации, автоматического

регулирования, логико-программного управления, расчетов и управления

всеми типами исполнительных устройств (регулирующими и дискретными

клапанами, задвижками, двигателями и т.д.).

Во всех контроллерах допускается горячая замена модулей УСО без

отключения питания.

Для ввода-вывода информации в контроллерах Квинта используются

модули связи с объектом (УСО). В многоканальном Ремиконте Р-310 размер

всех модулей УСО 220х233 мм, в малоканальном полевом Ремиконте Р-330 -

100х160 мм.

Модули аналогового ввода (АЦП) программно настраиваются на вид

датчика и диапазон измерения. Модули аналогового вывода программно

настраиваются на диапазон выходного сигнала.

Любой тип модуля УСО может устанавливаться на любое свободное

место в каркасе. Ограничения на сочетание модулей отсутствуют.

В один каркас Ремиконта Р-310 может устанавливаться до 16 модулей

УСО, в один центральный каркас и каркас расширения Ремиконта Р-330 -

соответственно 7 и 8 модулей УСО.

Отличительная особенность УСО - высокая помехозащищенность при

работе на длинные линии связи.

Допускается горячая замена любого модуля УСО без отключения

питания.

Таблица 2.2

Тип модуля

Параметры

Ремиконт Р-310 Ремиконт Р-330

Аналоговый ввод

16 каналов в одном модуле. Сигналы 0-5,

0-20, 4-20 мА, термопары,

термосопротивления разных

градуировок.> Индивидуальная

программная настройка каждого канала

на вид датчика и диапазон сигналов

(температур). Линеаризация

характеристик датчиков в каждом

канале. Индивидуальная гальваническая

развязка каждого канала друг от друга

(500 В) и от цифровых элементов (1500

В)

8 каналов в одном модуле. Сигналы 0-5, 0-20,

4-20 мА, термопары, термосопротивления

разных градуировок.> Индивидуальная

программная настройка каждого канала на

вид датчика и диапазон сигналов

(температур). Линеаризация характеристик

датчиков в каждом канале. Индивидуальная

гальваническая развязка каждого канала друг

от друга (500 В) и от цифровых элементов

(1500 В)

Аналоговый

вывод

16 каналов в одном модуле.

Унифицированные сигналы 0-5, 0-20, 4-

20 мА. Индивидуальное

программирование каждого канала на

диапазон сигналов. Индивидуальная

гальваническая развязка каждого канала

друг от друга (500 В) и от цифровых

элементов (1500 В)

6 каналов в одном модуле.

Унифицированные сигналы 0-5, 0-20, 4-20

мА. Индивидуальное программирование

каждого канала на диапазон сигналов.

Индивидуальная гальваническая развязка

каждого канала друг от друга (500 В) и от

цифровых элементов (1500 В)

Дискретный ввод

64 канала в одном модуле. Сигналы от 16 канала в одном модуле. Сигналы от сухих

24 В

датчиков 24. Групповая (по 16 каналов)

гальваническая развязка между группами

(500 В) и каждой группы от цифровых

элементов (1500 В)>

контактов 24 В. Групповая (по 16 каналов)

гальваническая развязка между группами

(500 В) и каждой группы от цифровых

элементов (1500 В)>

Дискретный

вывод 24 В

64 канала в одном модуле. Нагрузка до

48 В/0,2 А. Защита от перегрузок.

Групповая (по 16 каналов)

гальваническая развязка между группами

(500 В) и каждой группы от цифровых

элементов (1500 В)>

16 канала в одном модуле. Нагрузка до 48 В/

0,2 А. Защита от перегрузок. Групповая (по

16 каналов) гальваническая развязка между

группами (500 В) и каждой группы от

цифровых элементов (1500 В)>

Импульсный

вывод 24 В

20+20 (больше-меньше) каналов в одном

модуле.> Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита

от перегрузок. Попарная гальваническая

развязка между каналами (500 В) и

каждой пары от цифровых элементов

(1500 В)>

10+10 (больше-меньше) каналов в одном

модуле.> Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от

перегрузок. Попарная гальваническая

развязка между каналами (500 В) и каждой

пары от цифровых элементов (1500 В)>

Дискретный ввод

220 В

16 каналов в одном блоке, совмещенном

с клеммной колодкой. Сигналы от

датчиков 220 В. Индивидуальная

гальваническая развязка между каналами

и каждого канала от цифровых

элементов (1500 В)>

16 каналов в одном блоке, совмещенном с

клеммной колодкой. Сигналы от датчиков

220 В. Индивидуальная гальваническая

развязка между каналами и каждого канала

от цифровых элементов (1500 В)>

Дискретный

вывод 220 В

16 каналов в одном блоке, совмещенном

с клеммной колодкой. Нагрузка до 220

В/2 А. Индивидуальная гальваническая

развязка между каналами и каждого

канала от цифровых элементов (1500 В)>

16 каналов в одном блоке, совмещенном с

клеммной колодкой. Нагрузка до 220 В/2 А.

Индивидуальная гальваническая развязка

между каналами и каждого канала от

цифровых элементов (1500 В)>

Импульсный ввод

32 канала в одном модуле. Сигналы от

электрических счетчиков. Высокая

помехозащищенность при работе на

длинные линии. Формирование питания

электронной схемы счетчиков.

16 каналов в одном модуле. Сигналы от

электрических счетчиков. Высокая

помехозащищенность при работе на длинные

линии. Формирование питания электронной

схемы счетчиков.

2.6.5. Рабочие станции

Рабочие станции оперативного управления работают в режиме "on-line".

Они построены на базе персональных компьютеров и серверов и оснащены

специализированным фирменным программным обеспечением, работающим

под управлением> операционной системы Windows XP Professional.

Каждая рабочая станция может быть специализированной или

комбинированной. Специализированная станция решает какую-то одну

конкретную задачу, комбинированные станции могут одновременно решать

несколько задач.

В крупной системе >число рабочих станций может составлять несколько

десятков, при этом каждая рабочая станция - это отдельный компьютер. На

одном объекте могут использоваться несколько рабочих станций одного вида

(например, несколько операторских и архивных станций).>

В системе среднего масштаба >обычно используется> 5-6 компьютеров,

при этом часть из них имеет комбинированное назначение (например, на

одном компьютере выполняются задачи инженерной, приборной станций и

станции анализа).

В небольшой системе задействуются 1-2 компьютера, каждый из которых

имеет комбинированной назначение.

Операторская станция> предназначена для представления текущей

информации, сигнализации и трендов оператору-технологу. Отличительная

особенность операторской станции Квинта - тщательно продуманная система

навигации по мнемосхемам и объектам, благодаря которой даже в сложной

системе, состоящей из нескольких сотен мнемосхем и нескольких тысяч

объектов, до нужной информации можно "добраться" за 1-2 сек.

Событийная станция > представляет текущую последовательность

событий оператору-технологу. Все события делятся на штатные (включение,

выключение и т.д.), нештатные (выход за аварийный допуск,

несанкционированная команда и т.д.) и аварийные (срабатывание

защит).>Событийная станция обычно устанавливается рядом с операторской,

однако возможен вариант, когда операторские и событийные функции

выполняются на одном компьютере.

Архивная станция> хранит всю информацию о значениях сигналов и

состоянии оборудования. Имеется кратковременный архив, размещенный в

оперативной памяти сервера архива, и долговременный архив, размещаемый

на жестком диске или CD-ROM. Отличительной особенностью архивной

станции Квинта является то, что она может работать при большом потоке

архивируемой информации. Это особенно важно в переходных режимах

работы технологического оборудования (пуски, остановы, аварии и т.д.)

Станция анализа> позволяет с помощью удобного человеко-машинного

интерфейса анализировать архивную информацию - задавать отрезки

времени для анализа, выбирать удобную форму представления и т.д. С

помощью этой станции также подготавливаются и распечатываются

протоколы и ведомости.

Инженерная станция - это инструмент наладчика. С помощью

инженерной станции технологические программы загружаются в

контроллеры, в них непосредственно в оперативном режиме изменяются

параметры настройки, запускаются тесты и т.п.

Приборная станция позволяет вести непрерывный мониторинг

исправности всех технических средств Квинта. При любых неисправностях

на экран инженерной станции выводятся сообщения с указанием места, в

котором зафиксирован отказ

Расчетная станция> используется для проведения сложных расчетов -

технико-экономических показателей, статистической обработки,

оптимизации и т.п.>

Станция единого времени> обеспечивает единое время для всех

технических средств Квинта, привязанное с высокой точностью к

астрономическому времени через спутниковую систему GPS.>Если привязки

к астрономическому времени не требуется, единое время формируется одной

из рабочих станций Квинта (например, сервером архива); в этом случае

отдельная станция единого времени не требуется.

2.6.6. Сети

Сетевые средства Квинта обеспечивают единое информационное

пространство для всех средств АСУ ТП. Главная информационная

магистраль Квинта - это сеть Ethernet (для малых систем) FastEthernet (для

средних систем) или GigaEthernet (для крупных систем).

В зависимости от размещения технических средств в Квинте

используются следующие сетевые кабели:

- витая пара (длина одного сегмента до 100 м);

- оптоволокно (длина одного сегмента до 2 км).

Логическая организация сети - магистраль, физическая - звезда. Для

построения сети используются стандартные концентраторы и коммутаторы

известных фирм (Cisco, Intel и т.д.).

В крупных системах может использоваться несколько десятков

концентраторов и коммутаторов, в системах среднего масштаба

устанавливается один коммутатор и несколько концентраторов, для малой

системы обычно достаточно одного концентратора.>

Группа Ремиконтов, называемая системным модулем, объединяется

контроллерной сетью, работающей на частоте от 64 кГц (расстояние до 1,2

км) до 2 МГц (расстояние до 100 м). Каждый системный модуль, в который

может входить до 20 Ремиконтов, имеет автономную контроллерную сеть.

Каждый системный модуль связывается с главной сетевой магистралью через

базовый шлюз.

Все сетевые средства - коммутаторы, концентраторы, шлюзы, кабельные

связи - могут дублироваться.

2.6.7. Система автоматизированного проектирования АСУ ТП

В состав Квинта входит мощная система автоматизированного

проектирования АСУ ТП. Весь проект создается на сервере единой базы

данных проекта. С сервером работают 4 специализированных программных

пакета:

Администратор - система администрирования проекта. Задает общую

логическую структуру проекта, и общие для всего проекта параметры, а

также определяет права доступа к той или иной информации

Аркада - система управления базой данных проекта. Описывает атрибуты

и параметры всех оперативных объектов системы управления

Рис. 2.30

Система управления базой данных Аркада позволяет разбить все объекты

управления на технологические группы, для каждого объекта задать его

проектные параметры и вид отображения объекта на экране операторской

станции.

Аркада снабжена системой быстрого поиска требуемой информации и

позволяет (при наличии соответствующего разрешения) добавлять и

исключать объекты, а также редактировать отдельные параметры объектов.

Графит - графический редактор мнемосхем. Используется для подготовки

мнемосхем, правил навигации по мнемосхемам и привязки элементов

мнемосхем к базе данных проекта