Досвід експлуатації АСУ ТП енергоблока №1 потужністю 800 МВт Нижньовартівської ДРЕС на базі ПТК
експлуатації АСУ ТП енергоблока №1 потужністю 800 МВт
Нижньовартівській ДРЕС на базі ВТК «Коглядоніка-Венець»
Хронологія реконструкції АСУ ТП та можливості нового ВТК «Коглядоніка-Венец».
У 1991 році розуміючи, що проектна система управління технологічним процесом застаріла ще до її впровадження, на технічній раді станції було вирішено знайти можливих розробників серед підприємств оборонної промисловості.
У зв'язку з відсутністю фінансування робіт по блоку №2 приймається рішення щодо розробки інформаційно-обчислювальної системи (ІТТ) для 1-го енергоблоку, оскільки проектний комплекс на базі СМ-2М працював вкрай ненадійно. Було укладено новий договір на розробку та впровадження ІТТ блоку №1. Немаловажно те, що для впровадження ІТТ блок не було зупинено на жодний день. Роботи з монтажу та налагодження проводилися на працюючому блоці лише за участю фахівців РНДІ КП та НВДРЕС.
Так як у період капітального ремонту було змонтовано, перевірено та випробувано ланцюги управління всією арматурою, то переведення системи дистанційного управління практично було здійснено за один день, система сигналізації та відображення параметрів були введені в роботу ще до пуску блоку після капітального ремонту. В основному, весь час було використано для перевірки ланцюгів захисних органів управління, алгоритмів блокувань і ТЗ. Персонал КТЦ у період зупинки відпрацьовував навички управління обладнанням із використанням нової системи на тренажері у центрі підготовки персоналу.
Хотілося б наголосити на тих проблемних питаннях, які вдалося вирішити завдяки впровадженню нової системи управління:
- Реєстраціяпараметрів – реєструються всі параметри та аналогові та дискретні, які включені до системи (у тому числі всі команди оператора, повідомлення на сигналізаційних дисплеях, спрацювання ТЗ, блокувань, положення арматури, двигунів, вимикачів, введення – виведення накладок);
- Зберігання інформації – вся інформація по блоку зберігається на серверах та записується на компакт-диски один раз на тиждень для організації тривалого зберігання;
- Можливість оперативно знайти причину аварії, порушення роботи обладнання тощо – оскільки інформація по блоку записується вся то за допомогою вище перерахованих програм у будь-який момент можна провести відповідний аналіз, при цьому часу для аналізу потрібно значно менше, ніж при обробці діаграмних стрічок. При цьому необхідно врахувати, що не всі параметри в старих системах заведені на реєстратори;
- можливість на будь-якому робочому місці провести аналіз працездатності алгоритмів, отримати інформацію про те – яким чином виконано алгоритм;
- створення будь-яких мнемосхем за бажанням користувача – для цього не треба міняти панелі оперативного контуру, вирізати отвори під мнемознаки і т. д., а просто намалювати те, що необхідно і завантажити в систему;
- Забезпечення надійності живлення системи, а значить і її працездатності - всі стійки мають живлення як від шин 220 вольт змінного струму, так і від 220 вольт постійного, з можливістю ненаголошеного переходу по живленню, а робочі станції - джерела безперебійного живлення. Все це дозволяє навіть при повній втраті потреб забезпечити відключення обладнання блоку і реєстрацію всіх технологічних і електричних параметрів;
- Точність показань – випробування, проведені під час приймання системи у дослідну експлуатацію показали, що похибкавимірювання відповідає 0,2-0,25%;
- Резервування функцій – комплекс працює за двома напівкомплектами, у стійках є по дві мікроРС, що дозволяє у разі відмови автоматично перемикатися на резервний комплект без будь-яких обмежень за можливостями системи;
- Діагностика технічних засобів - дозволяє оперативно виявити елементи системи, що відмовили, і вжити заходів щодо усунення зауважень;
Це далеко не повний перелік позитивних властивостей системи, запровадженої на Нижньовартовській ДРЕС.
Характеристики ВТК «Коглядоніка-Венець»
АСУТП першого блоку (800 МВт) Нижньовартівської ДРЕС є великомасштабною розподіленою системою управління, що забезпечує обробку до 9220 сигналів. Виготовлення та постачання АСУТП проведено «Прогрес» (м. Москва) у рамках реконструкції АСУТП 1-го блоку НВГРЕС.
- Оперативні та неоперативні РМ, оперативна та архівна бази даних реалізовані на дубльованих та одиночних персональних комп'ютерах та серверах (всього 27 комп'ютерів). На робочих місцях використовують комп'ютери з процесором Pentium MMX 166МГц, а в серверах - з процесором Pentium II 300МГц. На робочих місцях оперативного контуру використовуються монітори розміром екрану 21 дюйм, живлення цих робочих місць, і навіть мнемощита здійснюється від джерел безперебійного живлення, які забезпечують час роботи від акумуляторної батареї щонайменше 20 хвилин.
- Мнемощит – блок з 4 проекційних екранів Lite Master фірми SYNELEC, Франція (загальний розмір мнемощита – 4 х 0,75 м). Кожен проекційний блок керується окремим комп'ютером.
- На оперативних робочих місцях використовуються функціональні клавіатури та маніпулятори.
Апаратура нижнього рівня розміщується у стійках (конструктив – євромеханіка).Стійка має у своєму складі два (основний і резервний) промислових контролера microPC фірми Octagon Systems моделі 5066 з процесором 586. Кожен контролер містить у своєму складі мережеву плату 5500, плату дискретного введення-виведення 5600, плату аналогового введення 5 (1). Дві плати відбувається управління та обмін інформацією з пристроями сполучення з об'єктом (УСО), розташованими у стійці. УСО виконані на основі модулів та елементів фірм Analog Device та Grayhill. До складу АСУТП входять 23 стійки. Одна стійка загалом обробляє 400 сигналів.
УСО забезпечують прийом наступних типів сигналів:
- уніфіковані струмові сигнали (0.5 мА, 4.20 мА);
- натуральні сигнали термоЕРС (градуювання ХА, ХК);
- натуральні сигнали термоопорів (градуювання 50М, 100М, 50П, 100П);
- дискретні сигнали 24 В постійного та змінного струму;
- дискретні сигнали типу "сухий контакт";
Блоки УСО дозволяють видавати такі сигнали:
- дискретні сигнали 50 В постійного струму;
- дискретні сигнали 220В постійного струму;
- дискретні сигнали 220В змінного струму частотою 50Гц;
- широтно-імпульсно модульовані сигнали 50В постійного струму.
Крім того, до складу кожної стійки входить апаратура електроживлення, що перетворює первинну змінну трифазну напругу 380/220В або живлення від акумуляторної батареї 200. 240В на вторинну постійну напругу живлення стійки.
Локальна обчислювальна мережа
- Дві незалежні мережеві магістралі Fast Ethernet (100 Мбіт)/Ethernet (10 Мбіт)
- Два комплекти мережевого обладнання - мережевих комутаторів SuperStack фірми 3Cом
- У кожний персональний комп'ютер встановлено 2 мережні адаптери
-Мережева магістраль - броньований волоконно-оптичний кабель та екранована кручена пара
- Windows NT (вер. 4) - у персональних комп'ютерах та серверах верхнього рівня
- QNX (вер. 4.24) - у контролерах нижнього рівня
- Мережевий протокол - TCP/IP
- Пакет управління мережевим обладнанням Transcend Management (вер. 6.1) фірми 3COM
Основні принципи побудови SCADA-системи «Венец НВ»
- Багатозадачна ОСРВ, що працює в захищеному режимі, із вбудованим механізмом пріоритетів та міжзадачного мережевого обміну - QNX v.4.24
- Дисципліна роботи контролерів нижнього рівня, заснована на системі інтервальних таймерів з пріоритетами та динамічним управлінням (забезпечується застосуванням QNX), а не циклічна часова діаграма, прив'язана до фіксованого такту
- Автоматичне завантаження цільового програмного забезпечення з технологічної QNX-машини верхнього рівня або власної флеш-пам'яті при включенні живлення (за рахунок багатозадачності вантажиться відразу кілька контролерів)
- Початкове завантаження базових виконуючих підсистем (інформаційна, захисту, регулятори.)
- Запуск виконуючих підсистем за допомогою завантаження завдань, можливе дозавантаження без зупинки роботи
- Можливість оперативної зміни структур даних (паспортів, схем обробки) на працюючій АСУТП
- Передача на верхній рівень інформації тільки про зміни сигналів, що перевищують апертури, що задаються. Передача лише інформації, яка замовлена іншими вузлами
- Наявність системи обробки помилкових ситуацій у контролерах нижнього рівня (одна підсистема не впливає на інші)
- Наявність штатних засобів забезпечення відмовостійкості та резервування
- наявність вбудованих системних засобівналагодження та моніторингу контролерів нижнього рівня
- Прив'язка сигналів до часу здійснюється в контролерах (розбіг часу за системою не більше 5 мс при передачі коду часу по ЛОМ)
Однорідність технологічних робочих місць:
- всі форми відображення проектуються за допомогою єдиного САПР відображення та управління
- Зберігання повного обсягу інформації за останні 12 годин
- передача інформації після закінчення години до архівної бази даних
- Зберігання інформації за 1 рік, із записом на довгострокові носії інформації за останні 10 років
- архів програмного та технологічного забезпечення
- контроль та управління мережевим обладнанням
Система має право на впровадження на інших станціях з урахуванням необхідності її доопрацювання, модернізації відповідно до нових технологій та віянь часу.