Информационные функции АСУ ТП по ТЭС.
ПЛАН- КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ № 50
Дата проведения: 01.11.2021
Преподаватель: Погонина Т.Е.
МДК.04.01 Основы контроля технологических процессов и управления ими: раздел «Теплотехнические измерения и автоматизация теплоэнергетических процессов»
Группа: 4Т-9-18
Лекция № 32
Тема: «Автоматизированные системы управления на ТЭС»
Цели занятия: усвоение новых знаний; развивать познавательные способности, внимание и
усердие.
АУДИТОРНАЯ РАБОТА
1. Запишите в конспект число и тему занятия.
2. Прочитайте и изучите материал лекции.
3. Составьте краткий конспект лекции (возможно в форме тезисов или опорной схемы).
План лекции
1. Общестанционные функции АСУ ТП ТЭС.
2. Автоматизированные системы управления технологическими процессами ТЭС.
Содержание лекции
1 Общестанционные функции АСУ ТП ТЭС
Управление современным предприятием или производственно-промышленным комплексом с непрерывными технологическими процессами выработки продукции предусматривает три вида АСУ, соподчиненных между собой: АСУ ТП; АСУ производством для оперативно-диспетчерского управления несколькими взаимодействующими технологическими процессами, осуществляющая также расчет укрупненных значений ТЭП, определяющая сроки ремонтов оборудования и выполняющая другие функции производственно-технического характера; АСУ предприятием (АСУП), решающая задачи управления в масштабе предприятия в целом (экономическое управление, управление распределением людских и материальных ресурсов и др.).
|
|
|
Автоматизированное управление производством и предприятием можно совмещать в одном центре управления производственно-промышленным комплексом, имеющим в своем составе ЭВМ, на которую возлагаются все вышеперечисленные функции, включая координацию действий АСУ ТП, являющихся подсистемами АСУП.
Отличие АСУ ТП от АСУ производством или АСУ предприятием состоит в функциях управления, связанных с непрерывностью технологических процессов во времени и прекращением процесса выработки продукции при неподаче сырья в промышленные установки. Все АСУ (любого уровня и ранга) обладают одним общим свойством − они являются системами управления с обратной связью.
Высшим по отношению к АСУП является АСУ отраслью промышленности − совокупностью групп предприятий или производственно-промышленных комплексов, выпускающих однородную продукцию. Основу отраслевой АСУ составляет главный вычислительный центр, куда стекается информация от всех АСУ крупными предприятиями, производственными объединениями или подотраслями. В АСУ отраслью обычно решаются задачи оперативно-диспетчерского управления производством в масштабе отрасли, планово-экономические задачи, а также задачи по автоматизации управленческого труда. Повышение эффективности общественного производства, улучшение качества продукции и рост производительности труда тесно связаны с автоматизацией производственных процессов и внедрением АСУ ТП и АСУП. Проблемам автоматизации электроэнергетики, созданию АСУ энергетических систем и АСУ ТП ТЭС уделяется должное внимание в экономических планах развития страны, в решениях и мероприятиях министерств и ведомств, отвечающих за их внедрение.
|
|
|
Автоматизированные системы управления ТЭС должны выполняться с учетом перспективы создания отраслевой автоматизированной системы управления производством и распределением электроэнергии в масштабе всей страны − ОАСУ «Энергия».
В качестве составных частей в эту сложную многоступенчатую (иерархическую) систему должны входить подсистемы управления технологическими процессами отдельных энергоблоков (АСУ ТПЭ), тепловыми электростанциями (АСУ ТЭС) и энергосистемами (АСУ ЭС).
|
|
|
На рисунке 32.1 представлена иерархическая структура управления в ОАСУ «Энергия», где:
− главный управляющий информационно-вычислительный центр;
− зональные управляющие информационно-вычислительные центры;
− автоматизированные системы управления энергосистемами (АСУ ЭС);
− автоматизированные системы управления электростанциями;
− автоматизированные системы управления технологическими процессами энергоблока (АСУ ТПЭ);
− ФГ теплоэнергетического оборудования;
− функциональные подгруппы;
− исполнительные механизмы.
Рисунок 32.1 − Иерархическое дерево оперативно-диспетчерского управления ОАС «Энергия»
Информационные функции АСУ ТП по ТЭС.
Общестанционный контроль технологических параметров и состояния оборудования. В целях представления информации операторам (дежурному инженеру ТЭС) о ходе технологического процесса и достижения заданных значений технико-экономических показателей ТЭС предусматриваются сбор и переработка информации о состоянии и режиме работы общестанционного технологического оборудования и главной электрической схемы станции.
Расчет общестанционных ТЭП. Осуществляется с различными интервалами времени в зависимости от принятой в энергосистеме отчетности. Полученная информация предоставляется лицам, принимающим решения по управлению ТЭС: дежурному инженеру, начальникам смен (старшим операторам энергоблоков), производственно-техническому отделу и руководству ТЭС.
|
|
|
Контроль достоверности информации общестанционного назначения осуществляется параллельно с расчетом ТЭП ТЭС и отдельных энергоблоков.
Регистрация общестанционных аварий. Для обобщения опыта эксплуатации и последующего анализа аварийных ситуаций предусматривается, начиная с момента возникновения аварии, автоматическая регистрация обобщенных показателей ТЭС и технологических параметров, характеризующих состояние оборудования общестанционного назначения.
Обмен оперативно-диспетчерской информацией с АСУ вышестоящих и нижестоящих уровней осуществляют на основе отработанных процедур установления связи, обмена и завершения передачи информации. Обмен информацией происходит непрерывно по важнейшим каналам управлений и измерений и периодически по второстепенным каналам.
Формирование развитых баз данных (БД) с наличием системы управления (СУБД), предназначенной:
− для автоматизированного поиска и выдачи необходимой информации;
− контроля за документацией;
− ведения общестанционного архива, связанного со сбором, обработкой и хранением агрегированной технологической информации, поступающей от энергоблоков, вспомогательных служб и установок и вышестоящей подсистемы управления.
Функции управления АСУ ТП по ТЭС состоят в следующем:
оптимальное распределение электрических нагрузок между энергоблоками с помощью УВК общестанционного назначения;
оптимальное распределение экологических нагрузок между энергоблоками с помощью общестанционного УВК, определяющего экологические характеристики энергоблоков, относительные приросты массовых выбросов вредных веществ в атмосферу и расчет их абсолютных приростов по отдельным энергоблокам;
выбор состава работающего оборудования энергоблоков в зависимости от заданного графика электрической нагрузки ТЭС с учетом останова и длительности простоев части оборудования и затрат топлива и электроэнергии на его последующий пуск;
дискретное и непрерывно-дискретное управление вспомогательным оборудованием, образующим функциональные группы и подгруппы общеблочного и общестанционного назначения (РОУ или БРОУ, установки химической подготовки воды, системы топливоподачи, централизованного циркуляционного водоснабжения и др.);
выполнение логических операций по переключениям в главной электрической схеме станции воздействием на исполнительные устройства или УЛУ низшего уровня, сочлененных с коммутирующей аппаратурой;
групповое управление автоматическими системами регулирования возбуждения электрических генераторов в целях стабилизации напряжения на выходе отдельных агрегатов и шинах станции.
Наряду с перечисленными функции управления АСУ ТП по энергоблоку дополняют широким кругом задач, выполняемых подсистемами нижнего уровня (АСР, УЛУ, ДУ и ТЗ).
Вместе с контролем непрерывного технологического процесса и управлением им УВК может решать разовые задачи чисто производственного характера, например определение оптимальных сроков планово-предупредительных и капитальных ремонтов. При этом расчеты выполняются по результатам сопоставления затрат на очистку поверхностей нагрева и на простой оборудования во время ремонта с издержками на непрерывную эксплуатацию неочищенных теплообменников.
При определении оптимальных объемов и сроков заказов запасных изделий для измерительной (регулирующей) аппаратуры и средств вычислительной техники расчеты выполняют по результатам анализа статистических данных (вычисления интенсивности потока отказов). Минимум целевой функции определяют сопоставлением затрат на приобретение запасных частей и замену износившихся элементов с издержками от простоя оборудования или его эксплуатации на дистанционном (ручном) управлении в результате отказов составных элементов КТС в автоматизированной системе управления.
При этом большая роль принадлежит общестанционной информационной системе, состоящей из подсистем производственных подразделений ТЭС (КГЦ, электроцех, ремонтный цех, Т'ГЦ и др.), оснащенных компьютерными станциями с общим интерфейсом для обмена и передачи информации головной компьютерной станции производственно-технического отдела (ПТО)ТЭС.
Компьютерные станции подразделений должны выполнять функции развитой базы данных (БД). Последняя должна управляться СУБД, подчиненной администратору БД, находящемуся в штате Н ТО ТЭС, для автоматизированного поиска и выдачи необходимой информации по каждому элементу данных (ЭД), осуществлять контроль за документацией производственного характера и ведением архива, связанного со сбором, обработкой и хранением производственно-технического архива станции.
Решение задач производственного характера выходит за рамки функций АСУ ТП по энергоблоку и ТЭС. Однако часть таких задач решается в практике эксплуатации по мере необходимости при наличии и должном математическом и программном обеспечении специализированной информационной системы.
2 Автоматизированные системы управления технологическими процессами ТЭС
В настоящее время АСУ ТП ТЭС должна быть ориентирована на развитие в качестве неотъемлемой структурной единицы ИОАСУ-Энергия.
Объектом управления АСУ ТП ТЭС должны являться энергоблоки и общестанционное оборудование − электротехническое и собственных нужд (топливоподача, водоподготовка и пр.) − эксплуатируемые в маневренных режимах. Характерной особенностью объекта управления для АСУ ТП ТЭС являются его техническая сложность и многопараметричность.
Система управления объектом представляет собой рассредоточенную территориально и функционально систему автоматов и средств дистанционного управления, позволяющих персоналу ТЭС участвовать в ведении технологического процесса частично или, в случае необходимости, полностью.
Целью создания АСУ ТП ТЭС является повышение надежности и экономичности эксплуатации оборудования ТЭС, обеспечение возможности участия ТЭС в решении задач ИОАСУ-Энергия, облегчение условий работы и сокращение численности эксплуатационного персонала ТЭС.
АСУ ТП ТЭС осуществляет обмен информацией с АСОУ ТЭС, образуя вместе с ней интегрированную АСУ ТЭС − единую программно-техническую систему, являющуюся нижним уровнем иерархии ИОАСУ-Энергия.
Структурно-функционально АСУ ТП ТЭС представляет собой многоуровневую систему с двумя уровнями управления: общестанционным и блочным. На каждом из этих уровней АСУ ТП ТЭС объединяет различные функциональные подсистемы, обеспечивая их функциональную, информационную и техническую совместимость, максимальную унификацию принимаемых решений и однородность используемых программных и технических средств.
На рисунке 32.2 представлена структура автоматизированной системы управления ТЭС.
Рисунок 32.2 – Структура ИАСУ ТЭС
Назначение общестанционного уровня АСУ ТП ТЭС:
− объединение всех подсистем АСУ ТП общестанционного и блочного уровней управления в единую АСУ ТП ТЭС;
− взаимодействие с АСДУ энергосистемы (ОИУК, ЦС АРЧМ, ЦС АРРМ, ЦСПА) через средства телемеханики и передачи данных, установленные на ТЭС, и прием аналоговой и дискретной информации от датчиков, характеризующих режим работы энергосистемы;
− расчет, распределение и выдача энергоблокам заданий по активной и реактивной мощности в нормальных и аварийных режимах;
− управление общестанционным электротехническим оборудованием и общестанционным оборудованием собственных нужд;
− заимодействие с блочным уровнем АСУ ТП;
− взаимодействие с АСОУ ТЭС;
− руководство и оперативное управление электростанцией с ЦЩУ;
− обеспечение информацией, необходимой для управления электростанцией, административно-управленческого и технического персонала (контроль режима работы ТЭС и основного оборудования, диагностика состояния основного оборудования, регистрация аварийных ситуаций, расчет ТЭП и энергетической характеристики ТЭС, ведение суточной ведомости и отчетной документации, хранение ретроспективной информации, подготовка оперативных переключений, учет выработанной, потребленной на собственные нужды и отпущенной в энергосистему и потребителям электроэнергии и др.).
Функции АСУ ТП ТЭС делятся на информационные и управляющие.
В соответствии с этим на каждом уровне управления в настоящее время выделяются информационная и управляющая подсистемы, каждая из которых содержит верхний уровень - вычислительный комплекс и нижний, так называемый I уровень, - управляющие автоматы и станции сбора и предварительной обработки информации. Верхний уровень выполняется территориально-централизованным или распределенным, и функционально-распределенным; нижний - распределенным и функционально, и территориально.
Вычислительный комплекс в общем случае содержит:
− станции сбора информации;
− станции обработки информации − ядро вычислительной системы;
− терминальные станции администрации (дисплея с клавиатурой) и оперативного дежурного персонала (дисплеи, клавиатуры, кнопки управления, мнемосхемы, табло аварийной и предупредительной сигнализации);
− устройства, обеспечивающие обмен информацией с другими вычислительными системами;
− инструментальную станцию, обеспечивающую автономную подготовку данных, изменение конфигурации представляемой информации и оснащенную оборудованием для подготовки данных и общения с вычислительной системой (накопителями, видеотерминалами и т.д.);
− сервисный пульт, обеспечивающий контроль работоспособности системы и перезапись в ППЗУ;
− устройство печати.
Нижний уровень информационной и управляющей подсистем содержит станции сбора информации, контроллеры, логические автоматы, традиционные средства дистанционного управления и отображения информации и пр.
АСУ ТП ТЭС связана с АСОУ ТЭС, решающей задачи управления кадрами, финансами, трудом и зарплатой, энергоремонтом, техническим развитием и т.д.
Информационное обеспечение АСУ ТП ТЭС должно отвечать требованиям ГОСТ. Система кодирования информации в АСУ ТП ТЭС должна учитывать необходимость обмена информацией с АСУО ТЭС и высшими уровнями иерархии ИОАСУ-Энергия. При разработке информационного обеспечения необходима высокая степень типизации для различных ТЭС.
Программное обеспечение должно быть разработано поставщиком системы как типовое для объектов с различным оборудованием с представлением возможности заказчику дополнять и изменять специальное программное обеспечение, используя, в частности, "технологический" язык программирования.
Существующее техническое обеспечение: на нижнем уровне − специализированный комплекс АСВТ, на верхнем − серийные ЭВМ М-6000, М-7000, СМ-2 позволило до настоящего времени внедрять только информационные подсистемы на блочном уровне АСУ ТП ТЭС.
АСУ ТП ТЭС должна разрабатываться совместно с АСОУ ТЭС в целях образования единой интегрированной АСУ ТЭС. Системный подход и разработка АСУ обоих типов позволит обеспечить экономию потребных суммарных трудовых и материальных затрат.
Для современных электростанций с мощными энергоблоками оснащение электростанций АСУ ТП ТЭС является технической необходимостью.
Контрольные вопросы
1. В чем отличие АСУ ТП блока и АСУ ТП ТЭС?
2. Перечислить функции АСУ ТП ТЭС:
− информационные,
− управления.
3. Из каких функциональных подсистем состоит АСУ ТП ТЭС?
4. Назначение ЭВМ в АСУ ТП ТЭС.
5. Назначение оператора в АСУ ТП ТЭС.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Выучите конспект лекции.
2. Письменно ответьте на контрольные вопросы.
3. Пришлите фото конспекта и ответов на электронную почту pogonina.t.e.@gmail.com
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!