Тренажёр для подготовки персонала цеха АСУ ТП Приуфимской ТЭЦ

На Приуфимской ТЭЦ Башкирской генерирующей компании введен в эксплуатацию учебно-тренировочный комплекс для подготовки персонала цеха АСУ ТП, созданный с использованием компьютерного тренажёрного комплекса «ТРОПА» (КТК ТРОПА^®). Моделью компьютерного тренажёра охвачены подсистемы САР и ТЗиБ котлов Е 420-140ГМ ст.№1 и ст. №2 и турбоагрегата ПТ-60-130/13 ст.№1. АСУ ТП котлоагрегата ст.№2 выполнена на базе ПТК КРУГ-2000^® (НПФ «КРУГ»). АСУ ТП турбины ст.№1 и котлоагрегата ст.№1 разработана с использованием ПТК ОВАЦИЯ (Emerson).

Приуфимская ТЭЦ поставляет электрическую энергию и мощность на оптовый рынок электрической энергии. Является единственным источником тепловой энергии для предприятия ПОЛИЭФ и системы централизованного теплоснабжения города Благовещенска. Установленная электрическая мощность — 210 МВт, тепловая — 447 Гкал/час.

Тренажёр для подготовки персонала цеха АСУ ТП представляет собой совокупность моделей парового котла и турбоагрегата, а также моделей действующих на предприятии автоматизированных систем с повторением алгоритмического обеспечения и графического представления.

Тренажёр предоставляет следующие возможности:

• изучать влияние настроечных параметров автоматических регуляторов на характеристики переходных процессов и нарабатывать навык оптимальной настройки регуляторов
• нарабатывать навык проверки технологических защит как на остановленном технологическом оборудовании (с воздействием на арматуру), так и без останова технологического процесса (на сигнал)
• изучать алгоритмы работы существующих систем автоматического регулирования (САР) и технологических защит и блокировок (ТЗиБ)
• нарабатывать навык отыскания дефектов в ПТК КРУГ-2000, а также подсистемах САР и ТЗиБ.

Цели создания системы

• Подготовка персонала, обслуживающего существующие на предприятии АСУ ТП:
  • начальное обучение
  • поддержание навыков проведения типовых операций, а также поиска неисправностей
  • повышение квалификации персонала
  • отладка и опробование собственных разработок
• Повышение уровня безопасности, надежности, безотказности работы оборудования, сохранности имущества, здоровья и жизни персонала
• Проверка (тестирование) профессиональной квалификации персонала.

Функции системы

Информационные и управляющие функции тренажера

• Моделирование технологического процесса агрегатов с формированием значений параметров в объеме, достаточном для обеспечения работоспособности подсистем САР и ТЗиБ
• Моделирование исполнительных механизмов и регулирующих органов, а также их характеристик и типовых неисправностей, включая расходные характеристики, люфты, тормоза, нечувствительности и прочие
• Моделирование работы информационных и управляющих контроллеров АСУ ТП со 100% повторением алгоритмов действующих АСУ ТП, выполненных на базе ПТК КРУГ-2000, с использованием реальных пользовательских программ (алгоритмы регулирования, ТЗиБ и т.д.)
• Моделирование работы информационных и управляющих контроллеров АСУ ТП с максимальным повторением алгоритмов действующих АСУ ТП, выполненных на базе ПТК ОВАЦИЯ, с использованием исходных пользовательских программ, повторенных средствами моделирования КТК ТРОПА^®
• Моделирование неисправностей контроллерного оборудования для АСУТП, реализованных на ПТК КРУГ-2000:
  • неисправности или недостоверности входов и выходов
  • неисправности модулей ввода-вывода
• Моделирование работы серверов БД АСУ ТП, реализованных на ПТК КРУГ-2000, со 100% повторением алгоритмов сбора и обработки данных (сбор и накопление данных, алгоритмы обработок на достоверность, нарушение границ сигнализации и т.д.)
• Моделирование работы серверов БД АСУ ТП, реализованных на ПТК Овация, с максимальным повторением алгоритмов сбора и обработки данных средствами моделирования КТК ТРОПА^®
• Моделирование станций оператора со 100% повторением графического интерфейса для АСУТП, выполненных на базе ПТК КРУГ-2000
• Моделирование станций оператора с максимальным повторением графического интерфейса для АСУТП, выполненных на базе ПТК ОВАЦИЯ, средствами моделирования КТК ТРОПА^®.

Специализированные функции тренажёрного комплекса

• Работа системы в темпе управляемого «модельного» времени с функциями:
  • приостановки и возобновления хода времени
  • ускорения / замедления хода и «перемотки» времени в пределах имеющейся истории тренировки
• Создание, сохранение и последующая загрузка требуемых для проведения тренировок «исходных состояний» модели
• Создание, сохранение и последующая загрузка последовательности изменений параметров модели в виде «сценария тренировки»
• Расширенное ведение истории тренировки с возможностью
  • просмотра хода тренировки в нормальном и (или) ускоренном темпе «модельного» времени с отображением данных непосредственно на мнемосхемах модели АСУ ТП
  • возобновление тренировки из любой промежуточной точки имеющейся истории
  • сохранение и загрузка истории тренировки для просмотра ее хода, анализа ошибочных действий и «работы над ошибками» (повторение тренировки из точки, предшествующей ошибочным действиям).

Вспомогательные функции тренажера

• Самодиагностика комплекса технических и программных средств
• Оперативная перенастройка системы и реконфигурация программного обеспечения АСУ ТП с использованием штатной для АСУ ТП среды разработки
• Регистрация персонала, осуществляющего вход в систему.

Архитектура системы

Тренажёр выполнен с использованием компьютерного тренажёрного комплекса «ТРОПА» (КТК ТРОПА^®) и представляет собой одну из возможных структур, в которой моделирование работы технологического оборудования осуществляется на языке КРУГОЛТМ непосредственно в том же виртуальном контроллере, в котором используется моделируемый технологический параметр.

Тренажёр имеет двухуровневую архитектуру.

В 1-й (нижний) уровень системы входят:

• виртуальные имитаторы контроллеров, работающих в существующих АСУ ТП, выполняющие в том числе функции моделирования технологических процессов
• устройства и линии связи, обеспечивающие обмен информацией в цифровом виде.

Имитаторы контроллеров запускаются в виде «виртуальных машин».

Во 2-й (верхний) уровень системы входит единое рабочее место инструктора и обучаемого, на котором установлен сервер КТК «ТРОПА». Запуск и управление тренировкой осуществляется локально. Имитаторы контроллеров котла и турбины запускаются здесь же.

Структурная схема компьютерного тренажёрного комплекса для подготовки персонала цеха АСУ ТП Приуфимской ТЭЦ

Информационная мощность

Моделируемые контуры регулирования котла ст. №1

• Регулятор температуры перегретого пара за перегревателем 1, 2 и 3 ступени слева, 1, 2 и 3 ступени справа
• Регулятор непрерывной продувки слева / справа
• Регулятор нагрузки, с воздействием на РК топлива – газ и РК топлива – мазут
• Регулятор давления воздуха в топке с коррекцией по кислороду с воздействием на НА ДВ-А и НА ДВ-Б
• Регулятор разрежения в топке с воздействием на НА ДС-А и НА ДС-Б
• Регулятор питания котла с воздействием на РПК Ду250 и РПК Ду100
• Регулятор температуры перегретого пара рециркуляцией горячих газов, с воздействием на ВРГ 1А, ВРГ 1Б.

Моделируемые ТЗиБ котла ст. №2

• Повышение / понижение уровня в барабане котла до II предела
• Погасание общего факела в топке
• Понижение давления газа / мазута перед котлом
• Отключение дутьевого вентилятора, дымососа, всех РВП
• Понижение перепада давления «воздух-топка»
• Повышение давления в топке при работе под наддувом / под разрежением
• Понижение температуры перегретого пара в паропроводе
• Отключение одного из двух РВП
• Повышение давления пара в паросборной камере
• Повышение уровня в барабане котла до I предела
• Невоспламенение растопочной горелки при растопке на газе / на мазуте
• Повышение давления в сепараторе непрерывной продувки.

Моделируемые ТЗиБ турбины ст. №1

• Понижение давления масла в системе смазки до 1, 2 и 3 предела
• Понижение температуры пара перед турбиной
• Отключение генератора от внутренних повреждений
• Падение вакуума в конденсаторе
• Понижение уровня в демпферном маслобаке до 1 и 2 предела
• Дистанционное отключение турбины
• Отключение по сигналу от ЭГСР.

Моделируемые контуры регулирования турбины ст. №1

• Регулятор уровня в конденсаторе и основном бойлере
• Регулятор температуры пара на производство в паропроводе №1 и №2
• Регулятор давления пара на уплотнения, на обогрев фланцев и шпилек и на пиковый бойлер
• Регулятор уровня ПНД-2 основной / предварительный
• Регулятор уровня в ПНД-3, ПНД-4, ПВД-5, ПВД-6, ПВД-7.

Особенности системы

• Компьютерный тренажёр разработан на базе действующих на Приуфимской ТЭЦ АСУ ТП котла Е 420-140ГМ ст.№1, выполненной на базе ПТК ОВАЦИЯ, АСУ ТП котла Е 420-140ГМ ст.№2, выполненной на базе ПТК КРУГ-2000 и АСУ ТП турбоагрегата ПТ-60-130/13 ст.№1, выполненной на базе ПТК ОВАЦИЯ, с повторением динамических мнемосхем и алгоритмов управления, автоматического регулирования, а также технологических защит и блокировок.
• Для создания компьютерного тренажёра использовались графические проекты, БД и прикладные программы с реальных АСУ ТП. Заказчик имеет возможность самостоятельного внесения изменений в модели АСУ ТП с использованием среды разработки КТК ТРОПА^®.
• Запуск тренировки осуществляется с «одной кнопки».

Фирмой «КРУГ» выполнены следующие работы:

• Разработка модели АСУ ТП тренажёра
• Разработка математической модели регулируемых параметров
• Поставка программного обеспечения
• Инжиниринговые и пусконаладочные работы.