3.5.2 Птк аср то

Программно-технический комплекс автоматизированной системы регулирования тур­бинного отделения предназначен для реализации управляющих, информационных, вспомогательных функций:

- автоматического регулирования технологических параметров;

- реализации технологических блокировок;

- индикации состояния автоматизированной системы регулирования и исполнитель­ных механизмов на средствах представления информации БЩУ;

- сбора и первичной обработки информации о состоянии объектов автоматизации;

- формирования расчетных величин для других систем;

- подготовки и передачи в блочную управляющую вычислительную систему информа­ции о состоянии АСР ТО, измерительных преобразователей и исполнительных механизмов;

- сбора, обработки данных и диагностики состояния и функционирования техниче­ских и программных средств ПТК АСР ТО;

- контроля достоверности и регистрации отказов источников входной информации;

- контроля реализации команд управления;

- обеспечения сервиса обслуживающему персоналу с помощью автоматизированных рабочих мест персонала;

- отладки технологических алгоритмов и программного обеспечения;

- коррекции настроечных параметров систем управления.

ПТК АСР ТО обеспечивает взаимодействие с высшими, по отношению к турбоуста­новке, системами (энергосистемой, системой управления и защит реактора, УВС, противо­аварийной автоматики и др.). Внедрение ПТК АСР ТО обеспечивает повышение экономич­ности работы оборудования, увеличение выработки электроэнергии за счет оптимизации нестационарных режимов работы турбоустановки, повышения ее технической готовности и уменьшения вероятности ошибочных действий оператора.

Автоматизированная система регулирования ТО реализована на базе программно-тех­нического комплекса, построенного по магистрально-модульному принципу с использо­ванием локальных вычислительных сетей.

ПТК АСР ТО является двухуровневой системой. Нижний уровень системы реализует функции ввода/вывода информации, регулирования, управления и контроля, верхний уро­вень – загрузку программного обеспечения и контроль функционирования нижнего уровня, поддержку оперативной базы данных, представление необходимой информации на видео­терминалах автоматизированных рабочих мест, регистрацию и архивирование информа­ции, передачу необходимой информации в УВС.

Функции нижнего уровня реализуются шкафами ШУ на базе технических средств ТСА М2002, функции ВУ – персональными ЭВМ промышленного исполнения и сетевыми средствами.

В состав шкафа управления входит набор функционально законченных модулей связи с объектом со встроенным дублированным интерфейсом и контроллеры управления со встроенным PC-совместимым микропроцессором.

Все модули ввода/вывода содержат высокопроизводительные микропроцессоры, предназначенные как для первичной обработки информации, так и для решения, при необ­ходимости, функциональных задач.

Субблоки ввода/вывода обеспечивают:

- гальваническую развязку входных и выходных электрических сигналов;

- ввод и вывод дискретной и аналоговой информации.

Микроконтроллеры предназначены для выполнения следующих функций:

- решение функциональных задач;

- обмен информацией с верхним уровнем ПТК;

- обмен информацией с модулями связи с объектом;

- реализация функции диагностики технических и программных средств;

- связь с периферийными устройствами;

- реализация функции резервирования.

Обмен информацией микроконтроллера с модулями связи с объектом осуществля­ется дублированными каналами. Связь между нижним и верхним уровнями системы вы­полнена дублированной локальной вычислительной сетью типа Fast Ethernet.

Структурная схема ПТК АСР ТО представлена на рисунке 20.

Рисунок 20 - Структурная схема ПТК АСР ТО

В штатном режиме работы ШУ в работе находится один из двух микроконтроллеров, второй – в «горячем» резерве. При возникновении сбоев в работе основного микрокон­троллера изменяются статусы основного и дублирующего микроконтроллеров. Связь ме­жду микроконтроллерами осуществляется дублированным интерфейсом.

В случае обнаружения неисправности в модуле, можно произвести его замену без на­рушения работоспособности ШУ.

Для обеспечения заданных характеристик надежности по выполняемым функциям, мо­дули одного этажного каркаса (крейта) дублируются модулями другого крейта.

ШУ обеспечивают выполнение управляющих функций:

- формирование на исполнительные механизмы управляющих воздействий;

- реализацию технологических блокировок автоматических регуляторов;

- реализацию технологических блокировок запорной арматуры, связанной с работой регуляторов;

- реализацию алгоритмов функционально-группового управления систем ПВД;

- синхронизацию нескольких, параллельно работающих исполнительных механиз­мов;

- контроль исправности первичных измерительных преобразователей и реализацию заданных алгоритмов управления при наличии их отказов;

- дистанционное управление исполнительными механизмами.

Верхний уровень ПТК АСР ТО включает в себя:

- сервер (серверы), предназначенный для ведения базы данных;

- три автоматизированных рабочих места «Инструментальная система», предназна­ченных для управления функционированием узлов ПТК;

- автоматизированное рабочее место АСУТ, предназначенное для оперативного представления информации о работе системы персоналу, расположенное в поме­щении ЭК1203;

- два рабочих места ВИУТ (АРМ БЩУ);

- два сервера-шлюза, предназначенные для организации информационных каналов между ПТК АСР ТО и блочной УВС;

Все технические средства верхнего уровня ПТК АСР ТО объединены тремя локальными вычислительными сетями: двумя управляющими и одной информационной. Автоматизиро­ванные рабочие места и серверы подключены одновременно ко всем трем сетям. Шлюзы подключены к управляющим сетям и обеспечивают связь ВУ с ИВС. Управляющие сети предназначены для обмена технологической информацией между шкафами управления.

Первая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контролле­рами, установленными в этажных каркасах «B» шкафов ШУ и СРТ. Вторая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контроллерами, установленными в этаж­ных каркасах «D» шкафов ШУ и СРТ. Информационная сеть обеспечивает дополнитель­ную резервную связь между ЭВМ, входящими в состав верхнего уровня ПТК АСР ТО, и по­зволяет обеспечить обмен данными между ними, не загружая первую и вторую сети и не создавая помех для работы шкафов ШУ и СРТ.

Для обеспечения надежности обмена информацией между шкафами управления, реализующими алгоритмы управления наиболее сложными технологическими объектами (регуляторы уровня в парогенераторах и регуляторы производительности ТПН), а именно ШУ-012, ШУ-013, ШУ-014 и ШУ-015, в системе предусмотрены дополнительные информа­ционные каналы между микроконтроллерами указанных шкафов. Эти информационные каналы обеспечивают обмен технологической информацией между микроконтроллерами вне зависимости от загруженности управляющих сетей ПТК.

Шкафы управления функционируют под управлением операционной системы реаль­ного времени QNX v.6.2.1, автоматизированные рабочие места верхнего уровня ПТК АСР ТО – под управлением операционной системы Windows 2000.

ПТК СРТ в составе автоматизированной системы регулирования турбинного отделе­ния энергоблока предназначен для управления паровпускными органами турбины в пуско­вых и эксплуатационных режимах. Функции нижнего уровня управления (ввод/вывод ин­формации, автоматическое регулирование технологических параметров работы энерго­блока, выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства, контроль рабо­тоспособности и диагностика неисправностей технических и программных средств) обес­печивает шкаф управления ШУ-500-3.

Шкаф управления ШУ-500-3 представляет собой управляющий вычислительный ком­плекс, построенный на принципе дублированного РС-совместимого управляющего мик­роконтроллера и трехканальных устройств ввода/вывода.

Входной информацией для системы регулирования турбины являются унифицирован­ные токовые сигналы из системы теплотехнического контроля энергоблока, сигналы от датчиков угловой скорости турбоагрегата, измерительных трансформаторов тока и напряжения, характеризующих текущую электрическую мощность турбогенератора и дискретные сигналы от концевых выключателей запорно-регулирующей арматуры.

Выходными сигналами системы регулирования турбины являются управляющие ко­манды в виде сигналов постоянного тока, подаваемые на электрогидравлические преобра­зователи, бесконтактные команды на исполнительные механизмы и дискретные команды типа «сухой контакт», подаваемые во внешние подсистемы АСУТП энергоблока.

Ввод/вывод информации осуществляется через клеммные соединители.

В шкафу предусмотрены четыре источника вторичного электропитания, подключен­ные к двум независимым фидерам сети надежного питания 220/380 В и формирующие на выходе стабилизированное постоянное напряжение 24 В. Два источника питания предна­значены для обеспечения «обтекания» цепей дискретных сигналов типа «сухой контакт». Два других источника вторичного электропитания предназначены для обеспечения работы модулей связи с объектом и формирования тока релейной форсировки на электрогидрав­лические преобразователи в случае экстренного останова турбоагрегата.

Шкаф управления ШУ-500-3 содержит два модифицированных этажных каркаса (крейта), построенных по принципу (12+3):6. В каждом крейте предусмотрено:

- три посадочных места отведены для микроконтроллера (МК) и модуля контроля (КСК);

- по двенадцать посадочных мест для устройств ввода/вывода информации первого и второго каналов;

- по шесть посадочных мест для устройств ввода/вывода информации третьего ка­нала.

Управление турбоустановкой осуществляется оператором с БЩУ посредством опера­торской панели, программно реализуемой на мониторах АРМ БЩУ. Видеотерминалы АРМ БЩУ представляют собой жидкокристаллические плоскопанельные сенсорные мони­торы. Управление режимами работы турбоустановки оператор осуществляет нажатием на программные кнопки пульта управления.

СРТ функционирует под управлением операционной системы реального времени, представляющей из себя многозадачное ядро в виде библиотеки системных функций. Ос­новные функции операционной системы – организация вычислительного процесса в ре­альном времени, в том числе включение задач функционального ПО и управление ресур­сами процессора.