О кодировании на электростанциях

Система кодирования на электростанции должна удовлетворять многим требованиям. Приведем два из них: 1) недопустимо совпадение кодов разных объектов, иначе в общестанционной АСУ информация не может быть идентифицирована однозначно; 2) проектировщики, не зависимо от того, находятся они в разных организациях или в одной, должны кодировать независимо и не связываясь друг с другом, будучи уверены в том, что их коды не совпадут. Разумеется, при этом предполагается наличие координатора, который должен присвоить коды основным объектам электростанции.

В настоящее время действует документ [1], согласно которому рекомендуется использовать на электростанциях систему кодирования KKS. Так как KKS де-факто является стандартом в России и в мире, то, по желанию заказчиков, эта рекомендация становится требованием.

Авторы прекрасно понимают, что идеальной системы кодирования создать невозможно, поскольку любая система кодирования является компромиссом весьма противоречивых требований, а также и то, что KKS является достаточно удачным воплощением такого компромисса. Оптимизация системы кодирования возможна в рамках документа «Описание систем классификации и кодирования», который обязательно входит в состав проектной документации. Это дает проектировщикам определенную свободу в отступлениях от стандарта, и одновременно фиксирует эти отступления для данного конкретного проекта. Авторы предлагают решения, применимые в некоторых типичных случаях, выработанные на основе своего опыта.

На нулевом уровне KKS в [1] рекомендуется использовать одну цифру: номер энергоблока или «0» для общестанционных систем. Если номер энергоблока больше 9, то далее используются латинские буквы A, B, C… Утверждается, что для общестанционных систем коды будут различаться на первом уровне KKS. Во-первых, как показано ниже, это справедливо далеко не для всех объектов. Во-вторых, для распознавания кода требуется анализировать не только нулевой, но и первый уровень кода, и ещё неизвестно, до какого знака. Анализ кода в общестанционной АСУ или в САПР существенно усложняется.

Приведенный в [1] способ кодирования на нулевом уровне создаёт большие неудобства. Рассмотрим несколько примеров.

1. На ТЭС с поперечными связями коды, например, котла №1 и турбины №1 на нулевом уровне одинаковые. Для распознавания требуется анализ первого уровня кода.

2. Предположим, что на ТЭС существует общестанционный ГРП №1 и проектируется новый общестанционный ГРП №2. Проектировщик ГРП №2 при кодировании технологического оборудования должен ознакомиться с проектом ГРП №1 и использовать другие коды, чтобы избежать совпадения. Здесь проектировщики не развязаны между собой.

3. Предположим, что для станции АРМ оператора-технолога принят код CKENN. Тогда для общестанционных объектов (ХВО, подача твердого топлива, мазутохозяйство, различные насосные и т.д.) коды АРМ имеют одинаковую структуру 0CKENN и могут совпасть. Для того чтобы они не совпали, проектировщик нового общестанционного объекта должен просмотреть все существующие проекты, чтобы избежать совпадения кода. То же относится к кодам, например: сборок задвижек, шкафов электропитания, щитовых изделий ПТК и т.д. Возможно следующее решение: для разных объектов ТЭС принять различные буквосочетания и разные числа. Но это приведёт к усложнению системы кодирования, которая и так уже достаточно тяжеловесна.

В 2005 году авторы столкнулись с необходимостью закодировать на нулевом уровне пять агрегатов ООО «Бийскэнерго» (Бийская ТЭЦ-1) в рамках одной АСУТП. ЗАО «МСТ» и ЗАО «Е4-СибКОТЭС» приняли совместное решение об изменении системы кодирования на нулевом уровне KKS. Была принята структура кода AN(N). Котлы №14-16 были закодированы H14, H15 и H16, турбины №7 и №8 были закодированы M7 и M8.

В таблице 1 приведены примеры кодов на нулевом уровне различных агрегатов и общестанционных систем.

Таблица 1 – Коды на нулевом уровне KKS

В 2008 году в Германии были опубликованы сведения о новой системе RDS-PP, которая является развитием KKS. Характерно, что в RDS-PP структура кода на нулевом уровне принята AN(N), то есть специалисты разных стран пришли к одному решению.

Для энергоблоков ПГУ нами принята несколько другая система кодирования (смотрите таблицу 2). Структура кода на нулевом уровне: NAN(N).

Таблица 2 – Коды на нулевом уровне KKS для ПГУ

Документ [1] содержит некоторые отрывочные сведения о KKS, но в нём нет детального и полного описания системы кодирования. Кроме того, в документе [1] имеются некоторые неточности и непонятные места. Например, недостаточно ясен смысл выражения «кабели техники управления > 60 В». Само выражение «техника управления» не является устойчивым понятием для всех, и отсутствует обоснование, почему значение берётся именно 60 В. Согласно ПУЭ, оно должно быть 42 В. Системы кодирования [1], ЛМЗ и Подольского котельного завода очень похожи, но в деталях они отличаются. Фактически в стране нет единой унифицированной системы кодирования в энергетике.

Если говорить о развитии KKS, то надо отметить некоторые недостатки этой системы. Все пользователи при первом знакомстве с KKS отмечают громоздкость системы: очень длинный код, который трудно воспринимается и запоминается; множество различных правил. Разработчики KKS при создании системы исходили из принципа: чем больше информации об объекте в коде, тем лучше. Этот принцип не всегда оправдан и целесообразен, так как неизбежно приводит к усложнению правил кодирования и к удлинению кода. Стремиться к выполнению данного принципа совсем не обязательно, потому что пользователь и программа САПР получают информацию об объекте не только из его кода. Обычно разработчики АСУТП формируют так называемую информационную базу данных (ИнфБД), в которой содержится масса дополнительной информации, необходимой для создания и эксплуатации АСУТП.

При развитии системы кодирования желательно было бы пойти по пути упрощения кодирования и сокращения длины кода.

1. Предлагается разрешить сокращение ненужных нулей и принять следующую структуру кода на первом и втором уровнях: AAAN(N)AAN(N)(N).

2. Из кода в код повторяются AA001, AA001, AA002 … Коды однообразны и совершенно не запоминаются. Наше предложение рассмотрим на примере. В пылесистеме имеются 20 задвижек и клапанов. Предлагается закодировать их на втором уровне AA01 – AA20. По нашему мнению, так было бы удобнее для пользователей, в том числе для машинистов.

3. Целесообразно было бы принять разные коды для запорной, регулирующей и соленоидной арматуры, например: АA – арматура запорная; AR – регулирующий орган; AL – электромагнитный, соленоидный клапан.

4. KKS в российских разработках обрастает дополнительными (иногда излишне усложненными) правилами. Например, в [1] для кодирования датчиков-реле предлагается использовать числа 051-099. На наш взгляд, необходимость их использования недостаточно обоснована. На схеме автоматизации или в спецификации пользователь и так видит, что это датчик-реле. В ИнфБД сигналы датчиков-реле заносятся в таблицу входных дискретных сигналов и никак не могут быть приняты за сигналы аналоговых датчиков.

5. В KKS нет единой системы обозначения сигналов на третьем уровне. Каждый разработчик принимает свою систему, то есть в данном случае отсутствует унификация.

6. Есть некоторая группа сигналов, которые можно отнести к любому объекту, например: «Включено», «Отключено», «Исправно», «Неисправно», «Есть электропитание», «Нет электропитания» и т.д. Нет никакой необходимости на третьем уровне кодировать по-разному, например, следующие сигналы: «Насос включен», «Регулятор включен», «ФГУ включено» и т.д.

7. Для контроллера длина кода не имеет существенного значения: компьютер поймет любой код. Правда, в некоторых языках есть ограничения, например, в языке ISaGRAF длина кода переменной должна быть не более 16 знаков. Но код объекта фигурирует не только в программах, им пользуется и человек. Код присутствует на различных табличках, бирках, в ремонтной и эксплуатационной документации, в нарядах-допусках на работу. Например, в кроссах шкафов контроллеров, куда сходятся кабели от тысяч датчиков и сотен приводов, на бирках-оконцевателях нельзя ограничиться только маркировкой электрических цепей. Надо написать код целиком, а это 12 и более знаков. Чем больше длина кода, тем выше трудоёмкость при его использовании, тем больше вероятность ошибок.

8. У электриков есть понятие «диспетчерский код», который должен быть коротким, понятным и хорошо восприниматься на слух. Очевидно, в теплоэнергетике это тоже имеет существенное значение. Будет нелишним рассмотреть вопрос: а как код воспринимается на слух? Предположим, старший машинист по телефону отдаёт распоряжение обходчику: «В пылесистеме №4 закрой клапан HFE41AA002». Или: «В пылесистеме №4 закрой клапан №15». По нашему мнению, для оперативного персонала второй вариант лучше.

Многое в KKS можно упростить и облегчить. Но, к сожалению, в новой разработке RDS-PP ничего в данном направлении не сделано. Судя по имеющимся данным, RDS-PP – еще более сложная система.

В KKS в коде сигнала или привода на первом уровне указывается код технологического потока. Но можно сделать и по-другому: с целью упрощения кода и системы кодирования на первом уровне записывать не код технологического потока, а код технологического функционального узла (ФУ), а в ИнфБД предусмотреть отдельное поле «Код потока». Таким образом, через ИнфБД сигнал или привод однозначно привязываются к коду потока. Коды технологических потоков не отменяются: на технологических схемах, схемах автоматизации и, при необходимости, в других проектных документах коды потоков указываются. В предлагаемой системе в пределах ФУ нумерация однотипных элементов (насосов, датчиков температуры, задвижек и т.п.) сквозная. Примеры ФУ: газовая горелка, пылесистема, барабан котла, узел деаэрации, эжекторная система, ЦВД и т.д.

Таблица 3 – Примеры кодов в предлагаемой системе кодирования

В данных примерах для записи трёх уровней кода требуется всего 8-9 знаков. Система кодирования существенно упрощается. В контексте АСУТП агрегата нулевой уровень можно отбросить, и тогда код в приведенных примерах будет содержать всего 6-7 знаков.

Предлагаемые изменения являются существенным отступлением от KKS, и оценка их может быть разной. Всё зависит от критериев оценки. Если главный критерий – чем больше информации в коде, тем лучше, – то оценка будет отрицательной. Авторы рассчитывают на то, что и читатели заинтересованы в том, чтобы процесс кодирования был проще и код короче, что в итоге приведёт к уменьшению ошибок и снижению трудоёмкости проектирования.

Выводы

Принятые в российской энергетике рекомендации по применению унифицированной системы кодирования на базе KKS обладают рядом недостатков. Недавно появившаяся система кодирования RDS-PP не способствует оптимизации кода и не улучшает удобство его использования. Трудоёмкость использования существующей системы кодирования высока.

Задача дальнейшего развития стандартов кодирования оборудования ТЭС и АСУТП является актуальной, и стандарт KKS является для этого хорошей основой. По мнению авторов, целесообразно внесение изменений и дополнений в KKS при формировании проектного документа «Описание систем классификации и кодирования».

Литература:

1. РД 153-34.1-35.144-2002. Рекомендации по применению современной универсальной системы кодирования оборудования и АСУТП ТЭС. – М.: СПО ОРГРЭС, 2002.