Автоматизированный стенд испытаний тепловозных дизельных двигателей

Введен в эксплуатацию автоматизированный стенд обкатки и испытаний дизель-генераторных установок (АСИД) для Оренбургского локомотиворемонтного завода.

Оренбургский локомотиворемонтный завод (ОЛРЗ) – филиал АО «Желдорреммаш», (входит в Группу компаний «ЛокоТех») – одно из старейших предприятий региона. ОЛРЗ более ста лет обеспечивает бесперебойную работу тепловозов со всей России.

Крупнейшее базовое предприятие России с мощной производственной структурой по ремонту магистральных тепловозов 2ТЭ116 и пассажирских ТЭП70, а также дизельных двигателей 1А-9ДГ, 2А-9ДГ, 18-9ДГ.

АСИД представляет собой комплекс технологического оборудования, предназначенный для подключения испытываемой дизель-генераторной установки (ДГУ) и создания необходимых условий для проведения обкатки, регулировки и испытаний ДГУ на нормированных режимах.

Автоматизированная система управления стенда предназначена для:

• Стабилизации заданных режимов технологического процесса путем контроля технологических параметров, визуального представления и выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы как в автоматическом режиме, так и в результате действий оператора-технолога
• Определения аварийных ситуаций на технологических узлах путем опроса подключенных к системе датчиков в автоматическом режиме, анализа измеренных значений и переключения технологических узлов в безопасное состояние путем выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы в автоматическом режиме или по инициативе оперативного персонала
• Протоколирования режимов испытаний с проведением расчетов требуемых параметров
• Организации связи с верхним уровнем и согласования действий с внешними устройствами и механизмами, работающими в едином технологическом пространстве.

АСУ обеспечивает функционирование подсистем, получая информацию о состоянии технологических параметров и положении исполнительных механизмов от датчиков и осуществляя управляющее воздействие на исполнительные механизмы или формируя сигналы для принятия решений и последующих действий персоналу АСИД.

Подсистемы стенда (исключая испытываемый двигатель):

• нагрузочная установка
• система охлаждения
• топливная и масляная системы
• системы дымоудаления и электрообогрева
• электроснабжение и заземление
• система противоаварийной защиты
• АСУ стендом
• система контроля довзрывоопасных концентраций.

Активное управление в ходе испытаний, требующее постоянного внимания оператора, относится к дизель-генератору и его системе безопасности, системе охлаждения (горячий и холодный контуры, включая градирни), управлению мощностью (возбуждение тягового генератора и реостат). Остальные подсистемы работают в фоновом режиме при условии качественно проведенной предпусковой подготовки. Дополнительные мероприятия потребуются при проведении замеров (вибрация, расход топлива) и проверке некоторых защит.

АСУ стендом разработана на базе российского программно-технического комплекса КРУГ-2000 (ПТК КРУГ-2000^®) с использованием контроллеров ПЛК210-KR и SCADA КРУГ-2000^®. Множество функций, выполняемых системой, например, таких как: функции сбора, обработки и хранения информации, функции управления объектом, информационный обмен с различными приборами и устройствами и др. – реализовано в составе контроллера ПЛК210-KR под управлением Системы Реального Времени Контроллера (СРВК).

ПТК КРУГ-2000 внесен в реестр отечественной промышленной продукции Минпромторга РФ (ПП РФ №719 от 25.07.2015), а специализированное программное обеспечение SCADA КРУГ-2000, СРВК и др., входящее в состав ПТК, – в реестр отечественного ПО Минцифры РФ.

Основные функции АСУ

• Подготовка к испытаниям предполагает возможность ручного управления каждым исполнительным механизмом, выполнение операций по приемке технологических жидкостей, корректировку параметров испытаний
• Управление испытаниями по регламентированным таблицам или в режиме работы по джойстику. Выбор способа управления может быть осуществлен до и во время работы на холостом ходу (после успешного пуска ДГУ)
• Измерение расхода топлива в соответствии с требованиями нормативных документов (это требует предварительного наполнения мерной емкости, расход из которой впоследствии определяет следующие расчеты параметров ДГУ)
• Ввод и хранение уставок аналоговых параметров и контуров регулирования (эти параметры сохраняются в энергонезависимой памяти и доступны для редактирования)
• Загрузка внешних данных испытаний и параметров ДГУ через MS Excel. Работа с данными в MS Excel отвязана от АРМ
• Защита ДГУ (силовые электромашины, пассивные элементы и соединения), защита по току является особо ответственной частью системы управления
• Расчет нормируемых параметров ДГУ: «Крутящий момент двигателя на валу отбора мощности», «Удельный расход топлива», «Полная мощность ДГУ»
• Контроль загазованности по нижнему концентрационному пределу распространения
• Функции проверки защит и динамических характеристик ДГУ через произвольное управление позицией и нагрузкой
• Протоколирование всех сообщений системы при проведении испытаний
• Архивирование: трендирование технологических параметров
• Формирование протокола испытаний (в формате MS Excel) при автоматической работе по таблицам испытаний (для предъявительских и приемосдаточных испытаний). Каждая строка данных заполняется при завершении текущего режима, за несколько секунд до перехода на следующую позицию. Файлы протоколов и шаблон протокола защищены паролем от редактирования, и эту информацию возможно только просмотреть и распечатать. Форма протокола и данные, которые в него записываются, зафиксированы программным комплексом. Вносить изменения в эти процедуры может только представитель поставщика АСУ АСИД.

Подсистема противоаварийной защиты (ПАЗ) представляет собой электрически обособленную схему контроля параметров безопасности оборудования и персонала. Данная схема функционально выделена из системы управления АСИД и выполняет следующие функции:

• снятие сигнала разрешения работы ДГУ
• перевод технологического оборудования в безопасное состояние
• отключение динамического оборудования.

Сеть обмена данными состоит из 4-х независимых частей, отличающихся по назначению и протоколам обмена:

• RS485-1 – датчик уровня Е-6, датчики вибромониторинга, процессорный модуль УСТА
• RS485-2 – частотные преобразователи (20 шт.)
• RS232 – регулятор частоты вращения и мощности ЭРЧМ. Подключен через преобразователь токовой петли напрямую к АРМ (получение данных в КРУГ-2000 посредством файлообмена)
• Ethernet – модули ввода-вывода (39 шт.), панели оператора (2 шт.), ПЛК, АРМ.

Внедрение выполнено НПФ «ГектИС» (г. Тольятти) совместно с НПФ «КРУГ» (г. Пенза).

Компанией «ГектИС» выполнены:

• инжиниринг
• монтаж
• пусконаладка на объекте.

Компания «КРУГ» обеспечила поставку контроллеров и программного обеспечения. оказывая всестороннюю техническую поддержку партнеру в ходе реализации проекта.