АСУТП котлоагрегата БКЗ-240. Заказчик: Читинская ТЭЦ-1 (ОАО "Читаэнерго")

Система реализована на базе Программно-Технического Комплекса "Торнадо-М" и предназначена для автоматизации управления технологическими процессами на котлоагрегате во всех эксплуатационных режимах. Автоматизацией охвачен полный состав функций. В системе около 1000 каналов контроля и управления.

Попов Игорь Викторович
Главный инженер Читинской ТЭЦ-1
7 февраля 2002 года

Технологический объект

Технологическим объектом управления является паровой котел БКЗ-240, оснащенный следующими механизмами: питатели сырого угля - 4шт., мельницы ММТ - 4шт., дымососы - 2шт., дутьевые вентиляторы - 2шт.

Этапы работы

Реконструкция котлоагрегата №1 началась еще в 2000 году в рамках программы технического перевооружения и реконструкции ОАО "Читаэнерго". Был произведен полный демонтаж всего старого оборудования и установлена котельная установка БКЗ-240.

В апреле 2001 года компания "Модульные Системы Торнадо" заключила договор на поставку и внедрение АСУТП котлоагрегата №1. Договор охватывал весь комплекс работ по созданию и внедрению системы на объекте: разработка технорабочего проекта в соответствии с нормативными документами; комплектация, изготовление и поставка системы на станцию; монтаж, наладка и сдача системы в эксплуатацию.

В качестве субподрядчиков в данном проекте приняли участие специалисты ведущей в Сибирском регионе технологической организации "Сибтехэнерго" и новосибирского института ТЭП. Часть наладочных работ выполнялась компанией “Читатехэнерго”.
В середине августа все работы по созданию Программно-Технического Комплекса на площадке ЗАО "МСТ” были закончены. В присутствии Заказчика был проведен интеграционный тест ПТК, после чего система была отгружена на объект. Все монтажные и наладочные работы в части АСУТП и технологического оборудования котла были завершены к январю 2002 года.

Новый котлоагрегат дополнительно обеспечил теплом один из микрорайонов г. Читы.

Цели создания АСУТП

В результате внедрения современной АСУТП были достигнуты следующие цели:

    * Повышение надежности, улучшение технико-экономических, а также экологических показателей работы за счёт реализации более сложных законов автоматического регулирования.
    * Создание лучших условий работы для оперативного персонала, облегчающих принятие решений по управлению котлоагрегатом и снижающих нагрузку машиниста.
    * Повышение меры ответственности персонала за счет наличия в системе функций слежения и протоколирования действий персонала по управлению котлоагрегатом.
    * Повышение безаварийности функционирования системы управления, облегчение её эксплуатационного обслуживания и сокращение времени на поиск и устранение возникающих нарушений в её работе.
    * Выдача объективной информации, полученной в процессе ведения технологических режимов на котлоагрегате, в обработанной и удобной для дальнейшего использования форме неоперативному инженерно-техническому и административному персоналу цеха и станции для решения производственных и организационно-экономических задач.

Система позволила реализовать управление технологическми процессами котлоагрегата во всех эксплуатационных режимах: нормальном, переходном, предаварийном, аварийном, включая пуск и останов. Во всех режимах была обеспечена безопасность персонала, целостность системы управления и технологического оборудования, а также защита окружающей среды.

Описание системы

Система реализует полномасштабные функции контроля и управления котлоагрегатом:

• управляющие функции, включая технологические защиты, блокировки и все виды автоматического, автоматизированного и дистанционного управления;
• информационные функции, включая получение, первичную обработку, хранение, накопление и представление информации, решение информационно-вычислительных задач; сервисные функции, обеспечивающие работоспособность системы, в частности диагностика состояния средств АСУТП и технологического оборудования.
• Структурная схема АСУТП КА
• 

Центральной частью АСУТП является Программно-Технический Комплекс (ПТК), кроме него в состав системы входят датчики, исполнительные механизмы, традиционные средства контроля, непрограммируемые средства автоматизации, поставляемые комплектно с технологическим оборудованием, и силовые сборки задвижек типа РТЗО, а также устройства подготовки проб автоматического химконтроля.

Система управления котлоагрегатом является распределенной системой управления и представляет собой двухуровневую многофункциональную систему.
Нижний информационно-управляющий уровень реализуются на программируемых контроллерах и выполняет следующие функции: сбор аналоговых, дискретных и числоимпульсных параметров с объекта управления, контроль достоверности и первичная обработка параметров, формирование мгновенной базы данных, передача информации на верхний уровень, автоматическое управление.

Верхний уровень обеспечивает взаимодействие операторов-технологов и инженерного персонала с технологическим оборудованием, приём информации с нижнего уровня, обработку ее и занесение в базу данных верхнего уровня. Он включает автоматизированные рабочие места (АРМ) машиниста котлоагрегата и инженера АСУТП, а также серверы баз данных и приложений.

Шкафы контроллеров

Контроллерное оборудование ПТК размещается в шкафах двухстороннего обслуживания, устанавливаемых в неоперативной части группового щита управления. Два двухкрейтовых контроллера размещаются в четырех контроллерных шкафах, где также установлены Блоки Полевых Интерфейсов (БПИ) и клеммные колодки, предназначенные для подключения полевого кабеля к контроллеру. Степень защиты от внешних воздействий IР55.

Применение БПИ в данной системе позволило избежать использования громоздких и дорогостоящих шкафов-промклеммников и повысить надежность кабельных соединений.

Контроллеры функциональных узлов

Собственно технологические контроллеры выполнены в виде крейта формата 6U с установленными в нём электронными модулями и cубмодулями Устройств Сопряжения с Объектом (УСО), обеспечивающими преобразование электрических сигналов, поступающих от/к технологического оборудования, в цифровой код. Основным элементом контроллеров являются модули интеллектуальных функций МIF производства "Модульные Системы Торнадо", специализированные для применений в задачах автоматизации крупных объектов теплоэнергетики. В качестве субмодулей УСО используются функциональные субмодули архитектуры ModPack. На каждый MIF-модуль устанавливается до 3-х функциональных субмодулей.

Реализована "горячая замена" MIF-модулей в контроллерах, а также их автоматическая инициализация после замены. Кабели для подключение модулей подведены с тыльной стороны крейта контроллера. Все это позволяет проводить быструю замену MIF-модулей без какого-либо влияния на работоспособность системы.

АРМ машиниста

Дублированное АРМ машиниста котла выполнено в виде двух IBM-PC совместимых компьютеров, установленных в оперативной части ГрЩУ. На каждом из компьютеров АРМ машиниста функционирует программа сервера приложений и программа визуализации InTouch (производства “Wonderware”). Для контроля текущего состояния и управления технологическим оборудованием машинисту предоставляется информация в виде мнемосхем, графиков, таблиц и гистограмм разной степени детализации в наиболее удобной для оператора форме. Мнемосхемы полностью конфигурируемы и содержат графические элементы и символы, дающие точную и легко читаемую картину работы управляемого объекта.

АРМ инженера АСУТП и АРМ метролога

АРМ инженера АСУТП предназначено для обслуживания и модификации системы и установлен в административно-бытовом корпусе. АРМ оснащено необходимыми специализированными программными инженерными пакетами, позволяющими решать задачи обслуживания и модификации системы - пакетом разработки прикладного ПО контроллеров, пакетом модификации видеокадров АРМ машиниста и программами загрузки/выгрузки прикладного ПО в/из технологические контроллеры.

В состав ПТК также входит АРМ метролога, которое обеспечивает в автоматизированном режиме выполнение процедур калибровки (поверки) модулей и каналов, а также выпуска необходимых метрологических документов.