Контроль температуры пара на входе в регенеративные подогреватели

· Подключение к системе реального времени программ пользователя, написанных на языке технологического программирования «КРУГОЛ».

· Настройка форм отображения паспортов переменных для системы реального времени.

· Описание параметров коррекции системного времени абонентов ПТК и переходов «Зима-Лето».

· Описание параметров функции архивирования данных.

· Верификация созданной базы данных.

· Документирование результатов генерации базы данных.

· Сервисные функции по работе с базой данных.

· Загрузка, конвертирование, сохранение и восстановление базы данных, в том числе из базы данных Системы КРУГ-2000 (версии для DOS).

в) С помощью Генератора базы данных - для изменения параметров базы данных, которые не могут быть выполнены непосредственно в системе реального времени.

Работа с элементами базы данных с помощью мыши выполняется согласно правилам, принятым в Microsoft Access.

Генератор динамики

Назначение Генератора динамики - это создание объектно-ориентированного графического интерфейса Пользователя и генерация отчетов.

Объекты Генератора динамики:

· Мнемосхемы (графические примитивы, виртуальные приборы, тренды, анимация и другие объекты)

· Рабочие столы

· Переходы

· Библиотеки изображений и шаблонов.

· Язык сценариев (на базе VBScript) предоставляет Пользователю новые возможности разработки графического интерфейса:

· Автоматизация работы операторов:

· Создание интеллектуальных тренажеров и обучающих проектов

· Анимация графических объектов мнемосхем.

4.3 Этапы разработки SCADA системы для ИАСУ ТЭС

Этап №1. Генерация словарей системы

На данном этапе выполняются действия по созданию и редактированию словарей системы, данные из которых используются при генерации баз данных по типам переменных. В системе имеются следующие типы словарей:

· Словарь единиц измерений для аналоговых переменных,

· Словарь логических состояний для дискретных переменных.

Этап №2. Конфигурация системы

На данном этапе выполняются действия по описанию конфигурации системы, к которым относятся:

· Название системы,

· Описание параметров абонентов ПТК,

· Описание параметров адаптеров связи абонентов ПТК,

· Описание параметров каналов связи с УСО,

Данный пункт выполняется после описания переменных базы данных - после этапа №3.

Этап №3. Описание переменных базы данных

На данном этапе выполняются действия по описанию переменных базы данных всех типов.

Этап №4. Генерация самописцев

На данном этапе выполняются действия по конфигурации самописцев и описание переменных, входящих в каждый из самописцев.

Этап №5. Конфигурация печатных документов

На данном этапе выполняются действия по конфигурации функций абонентов печати и печатных документов, к которым относится:

· Описание принтеров и параметров печати,

· Описание параметров страниц, используемых при формировании печатных документов,

· Описание параметров протокола событий системы реального времени.

Этап №6. Описание параметров резервирования и зеркализации

На данном этапе выполняются действия по описанию параметров резервирования и зеркализации базы данных (заполняется в случае использования структур ПТК с резервированием серверов базы данных или при необходимости обмена данными между серверами отдельных абонентов верхнего уровня).

Этап №7. Описание параметров коррекции времени

На данном этапе выполняется описание параметров коррекции системного времени, списка корректируемых абонентов и параметров переходов «Зима-Лето»

Этап №8. Конфигурация архивов

На данном этапе выполняется описание параметров архивных накопителей (заполняется в случае применения в ПТК станции архивирования) и настройка путей к архивам печатных документов.

Этап №9. Администрирование системы

На данном этапе выполняются действия по администрированию системы, к которым относятся:

· Конфигурация групп пользователей,

· Конфигурация функций доступа к системе реального времени,

· Конфигурация прав доступа к спискам свойств переменных,

· Конфигурация перечня программ технологического языка КРУГОЛ, используемых при работе системы реального времени абонентами ПТК верхнего уровня,

· Конфигурация списка атрибутов для таблицы настройки переменных всех типов системы реального времени.

Этап №10. Верификация системы

На данном этапе выполняются действия по верификации созданной базы данных системы и документированию результатов верификации (выполняется при необходимости).

4.4 Способы и средства обмена данными

SCADA КРУГ-2000 поддерживает следующие основные средства связи:

· Локальная вычислительная сеть (ЛВС) на базе 10/100/1000 Мбит/сек Ethernet. Эта сеть используется для связи между серверами, станциями и контроллерами

· Выделенные физические линии: RS-232, RS-485, специальные модемы

· Коммутируемые телефонные линии (модемы)

· Радиоканал (радиомодем)

· Промышленные сети: CAN, DeviceNet, OpenNet, Profibus и другие.

В качестве базового протокола сетевого взаимодействия используется протокол TCP/IP (UDP). При этом реализована программная «надстройка» (расширение) протокола UDP, которая обеспечивает возможность его применения в системах реального времени.

Таким образом, SCADA КРУГ-2000 обеспечивает практически детерминированный доступ к сети с гарантированным (задаваемым Пользователем) временем обмена данными.

В случае применения промышленных сетей, например на базе физического интерфейса RS-485, в SCADA КРУГ-2000 реализован как часто встречающийся протокол MODBUS (MODBUS RTU), так и ряд других промышленных протоколов.

5 АНАЛИЗ И ВЫБОР СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

На нижнем уровне автоматизированной системы для контроля температуры пара на входе в регенеративные подогреватели высокого давления используются:

· Контрольно-измерительные приборы, необходимые для контроля за ходом ТП на данном участке

· Исполнительные механизмы, необходимые для управления ТП на данном участке

· Преобразователи сигналов, обеспечивающие связь датчиков и исполнительных механизмов с программируемыми контроллерами (при необходимости)

· Контроллеры обеспечивают ввод, обработку и вывод всех сигналов датчиков и устройств системы

· Дублированная локальная вычислительная сеть (ЛВС) 10/100 Мбит/сек - 100% «горячее» резервирование.

· В системе среднего уровня АСУ ТП используются:

· Серверы оперативной (архивной) базы данных на базе персональных компьютеров или серверов в комплекте с цветными графическими мониторами, клавиатурами и промышленными манипуляторами типа "мышь"

· Дублированная локальная вычислительная сеть (ЛВС) 10/100 Мбит/сек - 100% «горячее» резервирование

· Станция инжиниринга на базе персонального компьютера в комплекте с цветным графическим монитором, клавиатурой и манипулятором типа "мышь". Обеспечивает сетевую загрузку и модификацию ПО контроллеров, а также позволяет осуществлять диагностику контроллера и его модулей в режиме on-line.

· В системе верхнего уровня АСУ ТП используются:

· Станции оператора на базе персональных компьютеров в комплекте с цветными графическими мониторами, функциональными клавиатурами и манипуляторами типа "мышь"

· Дублированная локальная вычислительная сеть (ЛВС) 10/100 Мбит/сек - 100% «горячее» резервирование

· Клиенты Web-Контроль обеспечивают мониторинг технологического процесса, используя стандартные программные средства Internet/Intranet (Web-браузер).

5.1 Конструкции регенеративных подогревателей. Общие сведения

Поверхностные подогреватели высокого давления (ПВД) служат для подогрева питательной воды высокого давления паром из регенеративных отборов паровой турбины. Подогреватели снабжены автоматическим регулятором уровня конденсата и системой защиты, автоматически отключающей их по воде и пару в случае заполнения водой парового пространства. Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды котлов осуществляется паром, отработавшим в турбине. греющий пар, совершив работу в турбине, конденсируется затем в подогревателях. выделенная этим паром теплота возвращается в котел, как бы регенерируется. газовые электростанции регенеративный подогрев воды (конденсата турбины) повышает кпд турбоустановки на 10--12%. и применяется на всех современных паротурбинных электростанциях.

Турбины выполняют с 7--9 регенеративными отборами пара и применяют соответствующее число последовательно включенных подогревателей (ступеней подогрева). повышение кпд турбоустановки электростанции обусловливается выработкой электроэнергии без потерь теплоты в конденсаторе турбины. газовые электростанции в теплофикационных турбинах отпуск теплоты внешнему потребителю позволяет в еще больших масштабах выработать электроэнергию без потерь теплоты в конденсаторе турбины, что приводит к росту кпд турбоустановки, но при этом термический кпд цикла снижается, тогда как при регенеративном подогреве растет существенным отличием регенеративных отборов пара от теплофикационных является ограниченность количества используемой отработавшей теплоты турбин в зависимости от возможного подогрева питательной воды, но на отработавшую теплоту регенеративных отборов топливо не расходуется. на отработавшую теплоту турбин для внешнего потребителя расходуется дополнительное количество топлива.

5.2 Анализ датчиков температуры пара и котроллеров

Рекомендуемые датчики температуры. Трубопроводы большого диаметра накладывают ограничения на типы используемых датчиков температуры .

Современные датчики температуры имеют следующие характеристики.

Данные применяемы датчики в среде высокой температуры отличаются от ранее используемых многими характеристиками: так увеличен температурный диапазон измерения, таким образом, работа датчика возможно также при аварийных режимах с повышенной температурой на выходе из отборников турбины; увеличено время срабатывания датчика, время реакции ИАСУ соответственно уменьшилось, что в быстропротекающих технологических процессах довольно важно, для оптимальной ответной реакции система технологических защит и автоматических блокировок.

5.3 Необходимые характеристики контроллеров

Необходимость учета теплоносителей двух видов: вода и пар, при использовании стандартной программы, предлагаемой поставщиком контроллеров, выдвигают требования к идентичности протоколов обмена контроллеров учета воды и пара, либо это должно осуществляться одним контроллером. Особенности условий размещения контроллеров предполагают возможность их работы при отрицательных температурах. Нужно также принимать во внимание характеристики программного обеспечения, предлагаемого поставщиками контроллеров (требования к нему указаны выше).

Для объекта автоматизации выбранного по номеру варианта возможно произвести выбор технических средств, контроллера, ЭВМ и ПО по следующей структурной схеме на рисунке 8:

В качестве возможных решений приведена условная классификация контроллеров и датчиков. Для данного объекта автоматизации рассмотрены основные виды датчиков скорости вращения и осевого сдвига ротора двигателя.

Контроллеры на основе элементной базы общего применения

Контроллеры различаются и по используемой элементной базе:

- контроллеры, интегрированные из элементной базы общего применения (в основе логические элементы);

- контроллеры, построенные на базе однокристальных микро-ЭВМ;

- контроллеры, использующие микропроцессорные наборы.

Некоторые производители от конверсионных предприятий, имея определенный наработанный опыт, предлагали программируемые устройства, собранные из элементной базы общего применения. Такие контроллеры не имели в своем составе математических блоков и поэтому не могли выполнять математических операций. Все программы, написанные для них, содержали только логические действия.

Программирование осуществлялось на специфичном машинно-ориентированном языке, на специально разработанных для этого средствах программирования. Объем памяти составлял 2 Кбайта.

Такие контроллеры способны выполнять простые, в основном линейные программы (простейшие автоматы с заданной последовательностью действий, игрушки, несложная бытовая техника и др.). Для решения задач энергетики они непригодны и в дальнейшем рассматриваться не будут.

Контроллеры на основе микропроцессорных наборов

Контроллеры с памятью до 64 Кбайт

Контроллеры с памятью до 64 Кбайт способны работать в полном объеме традиционных телемеханических функций, так как могут разместить многозадачную операционную систему реального времени со всей атрибутикой; программы, реализующие канальные протоколы обмена данными устройств телемеханики, и многие пользовательские программы.

Много памяти требуется для организации функций архивирования, хранения нормативной информации и визуализации.

Контроллеры с памятью более 128 Кбайт

Контроллеры с памятью более 128 Кбайт обычно имеют память, значительно превышающую 128 Кбайта (обычно 0,5 Мбайт и более). Такой скачок объясняется качественными изменениями в структуре адресации (адресуемое пространство выходит за пределы одного шестнадцатибитного слова).

Контроллеры этой группы способны выполнить любые задачи телемеханики, включая организацию микро-ОИК. Фактически это уже не контроллеры в привычном понимании, а, скорее, мини-ЭВМ (по объемам памяти, производительности процессоров, возможностям связи с УСО и др.).

Программирование таких контроллеров может осуществляться стандартными средствами открытых систем.

На рисунке 9 показана условная классификация промышленных контроллеров.

Сравнительные характеристики контроллеров по типам процессоров и объемам памяти приведены в базе в разделе «Контроллеры».

STK-2, STK-2M имеют характеристику NTC 12 kOm, остальные датчики - LG Ni 1000.

Общие сведения

Регуляторы температуры производства ОАО «Завод Этон» доставляются как в составе систем регулирования тепловой энергии, так могут поставляться и отдельно. В комплект поставки всех моделей регуляторов входят датчики температуры с гильзами.

Внедрение регуляторов в тепловых пунктах зданий и сооружений обеспечивает регулирование параметров теплоносителя в зависимости от введённой программы, температурный комфорт в помещениях, поддержание требуемой температуры горячей воды. Правильный подбор оборудования с учётом всех факторов позволит снизить теплопотребление на 10 - 45%.

Все модели регуляторов предусматривают введение различных температурных графиков в соответствии с параметрами теплоснабжающих организаций и требованиями тепловых сетей.

Регуляторы устанавливаются в индивидуальных и центральных тепловых пунктах жилых, общественных, производственных зданий, сооружений и др.

5.4 Предлагаемая конфигурация ИАСУ

Анализируя вышеприведенные факты, можно предложить следующую конфигурацию системы: теплоэнергоконтроллер ТЭКОН-10, электромагнитного датчика расхода ЭРИС-ВЛТ, термопреобразователи ТСП, датчики давления с токовым выходом МЕТРАН и программа теледиспетчеризации.

В пользу этого выбора говорит следующее:

· отработанность программного обеспечения, в частности - сетевого;

· действующие системы с удаленным сбором и передачей данных на большие расстояния в г. Новосибирске;

· многочисленные положительные отзывы о работе комплекса “ТЭКОН-10 - ЭРИС” по городам Барнаул и Екатеринбург;

· действующие сети из четырех - пяти десятков контроллеров ТЭКОН-10;

· неприхотливость датчиков расхода ЭРИС-ВЛТ к состоянию внутренней поверхности трубопровода;

· возможность демонтажа датчиков ЭРИС-ВЛТ для проведения поверки, без остановки теплоносителя;

· НПФ “КРУГ” является региональным сервисным центром ИВП “КРЕЙТ” (изготовителя ТЭКОН-10), имеет обученных специалистов по монтажу, наладке, эксплуатации и ремонту приборов ТЭКОН-10, соответствующую приборную базу, четырехлетний опыт работы с контроллерами ТЭКОН-10.

6. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ ПО СИНТЕЗУ РЕГУЛЯТОРОВ

Приведем пример расчета погрешности вычисления тепловой энергии на трубопроводе с теплоносителем - вода, Ду=1000мм.

Погрешность датчика расхода составляет 1,5% в диапазоне расходов 500 м3/ч - 12 500 м3/ч. Погрешность измерения температуры термопреобразователем ТСП составляет 0,3%. Погрешность вычисления тепловой энергии прибором ТЭКОН-10 по сигналам датчиков составляет 0,2 %.

В результате максимальная погрешность вычисления тепловой энергии будет составлять 2%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсовой работы произведена разработка структурной схемы ИАСУ, описание ее компонентов. Выполнен анализ технологических процессов на нижнем уровне управления, выбор регуляторов и датчиков для контроля температуры пара на входе в регенеративные подогреватели высокого давления. Проведена разработка основных этапов построения SCADA системы для АСУ ТЭС. Проведен синтез регуляторов на основе оптимизационных методов.

Проведен синтез регуляторов САУ для контроля температуры пара на входе в регенеративные подогреватели высокого давления.

ЛИТЕРАТУРА

1.Интегрированные системы проектирования и управления, структура и состав/Т.Я. Лазарева, Ю.Ф. Мартеньянов, А.Г. Схиртладзе - М: Машиностроение, 2000.

2.Синтез регуляторов и теория оптимизации САУ/под ред. Пупкова, т.2 - М: МФТИ, 2000.

3.Автоматические системы управления объектами тепловых электростанций/Г.П. Политнев - М: Энергоиздат, 1995.

4.Введение в КРУГ-2000/ руководство пользователя, 1-ое издание, 2-ая редакция - Пенза: НПФ «КРУГ»

5.Техническое предложение на установку приборов учета энергоресурсов. Объект: ТЭЦ /

6.Интернет-ресурс сайта http://www.nsk.su/~sibpc/letters/letters1.html

Страницы: 1, 2, 3