Надежность комплекса

Высокий уровень надежности комплекса

ПТК «Космотроника-Венец» обеспечивает непрерывную бесперебойную работу АСУТП в течение 24 часов в сутки даже при отдельных отказах оборудования и сбоях в программном обеспечении. Это достигается комплексом архитектурных, программных, технических и производственных мероприятий.

В архитектурной части отказоустойчивость достигается резервированием рабочих мест и контроллеров нижнего уровня, а также 100% резервированием сетевых магистралей и сетевого оборудования, с помощью которых промышленные контроллеры и компьютеры рабочих мест объединяются в единый комплекс. В модулях УСО используется двухканальная структура, при которой в каждом УСО имеется 2 дублирующих канала приема и выдачи сигналов. Кроме того, в наиболее ответственных местах, например, для технологических защит, дополнительно целиком дублируются контроллерные станции, т.е. на одну функцию используются 4 контроллера и 2 двухканальных УСО. Все источники электропитания контроллерных станций зарезервированы. Компьютерное и сетевое оборудование питаются от ИБП.

Программное обеспечение ПТК базируется на проверенных в условиях энергетических АСУТП и отработанных поставщиком операционных системах (ОС): на верхнем уровне – Windows, на нижнем уровне в промышленных контроллерах – операционная система реального времени QNX. В отличие от нередко используемых в промышленных контроллерах ОС офисного назначения (таких, например, как MS DOS) операционная система реального времени за счет многозадачности позволяет сохранять работоспособность программного обеспечения и контроллера даже при сбоях и ошибках в отдельных задачах за счет их независимости, обеспечиваемой ОС. ПТК «Космотроника-Венец», в отличие от большинства как отечественных, так и импортных ПТК, обладает уникальным программным комплексом обеспечения отказоустойчивости, реконфигурации, диагностики, мониторинга как аппаратных, так и программных средств. Программный комплекс неоднократно проверен и отработан на крупных энергетических объектах.

Все каналы ввода/вывода УСО имеют гальваническую развязку и удовлетворяют требованиям МЭК по устойчивости к внешним помехам.

Модули УСО обеспечивают контроль изоляции проводов от дискретных датчиков, контроль обрыва проводов, идущих на исполнительные механизмы, и контроль протекания тока через выходные ключи УСО. В модулях УСО осуществляется контроль всех встроенных источников питания, а в шкафах – контроль всех источников питания и входных питающих напряжений. Модули УСО аналоговых сигналов обеспечивают программную коррекцию их метрологических характеристик и не требуют ручной подстройки по мере старения элементов.

Электропитание стоек нижнего уровня осуществляется по резервируемой схеме от сетей переменного напряжения и/или постоянного напряжения 220В. Система электропитания стоек построена по двухступенчатой схеме, при которой сначала идет преобразование в 24В, а затем в необходимые внутристоечные напряжения. Такая организация системы электропитания обеспечивает гарантированную защиту от любых помех по первичной сети.

Для подключения полевых кабелей используются высоконадежные клеммные соединители фирмы WAGO, обладающие высочайшими эксплуатационными параметрами.

Электропитание датчиков типа «Сапфир» и «Метран», установленных на основном оборудовании, осуществляется от специально разработанной для этого системы электропитания. Каждый датчик запитывается от индивидуального гальванически развязанного источника. В каждом источнике имеется встроенная система диагностики, контролирующая выходное напряжение и утечки на землю в соединительных проводах. Диагностическая информация передается в ПТК.

Вся аппаратура изготавливается в соответствии с международным стандартом качества ISO9001/2000 на современном импортном оборудовании с гарантированным качеством изготовления и соблюдением технологических режимов. Вся модули проходят термотренировку и прогон в широком диапазоне температур. В комплексе используются комплектующие только проверенных поставщиков, зарекомендовавшие себя в течение нескольких лет. Конструктивно аппаратура нижнего уровня выполнена в шкафах фирмы Schroff с уровнем защиты IP54 или IP65 для работы в полевых условиях.

ПТК зарегистрирован в Госреестре средств измерения, имеет сертификат соответствия, разрешение Госгортехнадзора, экспертное заключение РАО «ЕЭС России».

Удобство и простота обслуживания

Техническое и программное обеспечение ПТК построено таким образом, чтобы максимально упростить обслуживание и ремонт комплекса:

• комплекс содержит программные и аппаратные средства для диагностики в штатном режиме работы ПТК всех аппаратных модулей;
• все блоки из состава стоек нижнего уровня обеспечивают горячую замену без вывода стойки из работы (выключения её питания и перезагрузки);
• проверка блоков производится на специализированной КПА в автоматическом режиме;
• на аппаратуре КПА аналоговые блоки могут быть метрологически поверены и при необходимости подстроены на программном уровне.

Возможность стендовой отладки технологических алгоритмов

То, что контроллеры нижнего уровня ПТК «Космотроника-Венец» имеют PC-совместимую архитектуру, открывает большие возможности для отладки проектируемых алгоритмов на имитаторе и/или кросс-средствах.

Задолго до создания полномасштабного компьютерного тренажера в «ИЦ Уралтехэнерго» был создан отладочный стенд, на котором до установки на объекте проходят проверку все создаваемые алгоритмы по всем проектам АСУ ТП.

Стенд состоит из обычного персонального компьютера-имитатора нижнего уровня ПТК ("контроллерных стоек") и нескольких персональных компьютеров, представляющих собой фрагмент верхнего уровня ПТК «Космотроника-Венец»: сервер, 3 рабочих места операторов-технологов и служебное рабочее место для загрузки программного обеспечения на «нижний уровень».

На компьютере-имитаторе нижнего уровня ПТК установлено базовое программное обеспечение (ПО), полностью аналогичное ПО контроллеров, и специальное программное обеспечение, позволяющее имитировать контроллерные стойки. В этот же компьютер «загружается» прикладное программное обеспечение конкретного проекта АСУТП - созданные с помощью САПР технологические алгоритмы. Причём делается это точно так же и теми же стандартными программными средствами, что и при «загрузке» прикладного ПО в реальные контроллеры.

На компьютерах «верхнего уровня» устанавливается операционная система Windows, базовое программное обеспечение разработки «ПИК Прогресс», полностью соответствующее ПО верхнего уровня, устанавливаемому на любом объекте внедрения ПТК «Космотроника-Венец», и прикладное технологическое обеспечение разработки «ИЦ Уралтехэнерго» для конкретного проекта АСУТП (базы данных и технологические видеограммы).

Таким образом, на стенде в «ИЦ Уралтехэнерго» возможна загрузка и проверка всех технологических алгоритмов в режиме, ничем не отличающемся от загрузки в реальный ПТК и «холодной» наладки алгоритмов на объекте.

Более того, как правило, в «ИЦ Уралтехэнерго» с помощью того же САПР создаются имитаторы всех исполнительных органов (для блока 800 МВт - около 1000 шт.), что позволяет на стенде проверить правильность «привязки» и управление с видеограмм всех задвижек, клапанов, двигателей и т.п. путём подачи дистанционных команд через виртуальные окна управления на открытие-закрытие, включение-отключение и т.п. Это позволяет выявить ошибки проектирования ещё до выезда на объект внедрения.

Без привлечения научных организаций также с помощью САПР созданы модели отдельных технологических узлов энергоблока 800 МВт, позволяющие проверять не только на отсутствие внутренних ошибок, но и на адекватность технологическому процессу, алгоритмы отдельных шаговых программ и регуляторов. Таким образом, на стенде в «ИЦ Уралтехэнерго», например, можно увидеть весь процесс автоматизированной растопки котла блока 800 МВт с помощью шаговых программ.

Возможность создания тренажёров для обучения персонала

Всё вышесказанное позволяет легко перейти к следующей ступени – созданию полномасштабного тренажёра для обучения персонала и наладки технологических алгоритмов.

В настоящее время на Сургутской ГРЭС-2 успешно функционирует тренажер энергоблока 800 МВт. В работе помимо АО "ПИК Прогресс" принимали участие фирмы ЗАО «Инженерный центр «Уралтехэнерго»» и ООО «Монтажэнергоспецстрой». Подобный альянс позволил объединить усилия ведущих специалистов в области разработки современных ПТК, технологического обеспечения и моделирования технологических процессов энергоблоков.