Полномасштабная автоматизация турбогенераторов № 1 и 2 Сормовской ТЭЦ на базе ПТК «КРУГ-2000»

«Автоматизация и ИТ в энергетике», №12/2010

Статья опубликована в журнале «Автоматизация и ИТ в энергетике», №12/2010

Зам. нач. Департамента АСУ ТП НПФ «КРУГ», к.т.н.,  Прошин А.И.
Инженер по АСУ ТП НПФ «КРУГ» Молянов Р.В.

В рамках реконструкции Сормовской ТЭЦ (г. Нижний Новгород) введена в эксплуатацию полномасштабная автоматизированная система управления технологическими процессами турбогенераторов ст. №1 и №2. Номинальная электрическая мощность каждого турбогенератора составляет 65 Мегаватт.

Сормовская ТЭЦ (рис. 1) обеспечивает тепловой энергией потребителей Сормовского, Московского и Канавинского районов Нижнего Новгорода. Торжественный пуск модернизированных турбогенераторов (рис. 2) прошел с участием высшего руководства «КЭС-Холдинга», ТГК-6 и представителя губернатора Нижегородской области.

Рисунок 1 – Сормовская ТЭЦ

Цели внедрения АСУ ТП

• повышение надежности и эффективности управления технологическими процессами за счет замены выработавших свой ресурс технических средств;
• автоматизация пусковых операций, режимных переходов и других функций группового управления;
• улучшение условий работы оперативного персонала за счет предоставления исчерпывающей информации о состоянии технологического процесса и обеспечения управления оборудованием турбогенератора с единого автоматизированного рабочего места;
• снижение расходов на ремонт, обслуживание и эксплуатацию АСУТП за счет реализации ее на современных электронно-вычислительных средствах;
• автоматизация информационного обмена с системами управления предприятия.

Функции

АСУ ТП выполняет все функции современной полномасштабной АСУ ТП с соблюдением требований нормативных документов, действующих в области теплоэнергетики, в том числе:

• Информационные функции: измерение и контроль технологических параметров, представление данных оперативному и обслуживающему персоналу, технический учет пара и горячей воды с коррекцией по температуре и давлению, расчет технико-экономических показателей работы турбогенератора, формирование сигнализации и т.д.
• Управляющие функции: автоматизированный пуск турбогенератора, выполнение алгоритмов защит и блокировок, регулирование технологических параметров с помощью программных регуляторов, дистанционное управление исполнительными механизмами и т.д.
• Вспомогательные функции: коррекция системного времени абонентов АСУ ТП по сигналам системы GPS, защита от несанкционированного доступа и т.д.

Архитектура и компоненты

АСУ ТП выполнена на базе ПТК «КРУГ-2000». В состав АСУ ТП интегрированы подсистема регулирования частоты вращения ротора турбогенератора и подсистема вибродиагностики.

АСУ ТП имеет четырехуровневую архитектуру (рис. 3)
Нижний уровень представлен датчиками и исполнительными механизмами. По просьбе заказчика для измерения избыточного давления и перепада давления были поставлены датчики производства фирмы Yokogawa.

Рисунок 2 – Турбинное отделение

Основу среднего уровня составляют промышленные контроллеры в шкафном исполнении (рис. 4). Контроллеры подсистемы технологических защит и защитных блокировок выполнены по схеме 100% горячего резервирования. Контроллеры подсистем регулирования, дистанционного управления и информационной подсистемы выполнены по схеме «горячего» резервирования процессорных частей. При этом все контуры регулирования выполнены с «горячим» резервированием выходных модулей.

Верхний уровень системы для каждого турбогенератора представлен двумя АРМ оператора (рис. 4), совмещенными по функциям с резервируемыми серверами архивной БД. Все оборудование верхнего уровня размещается в пультовых конструкциях серии КонсЭрго® и располагается в помещении центрального теплового щита управления (ЦТЩУ). Конструктивные возможности КонсЭрго® позволили расположить новые пульты с сохранением прежней планировки оборудования в ЦТЩУ.
Четвертый уровень АСУ ТП представлен общим для автоматизируемых турбогенераторов  вычислительным оборудованием, в состав которого входят:

• АРМ старшего машиниста
• АРМ инженера АСУ ТП
• WEB-сервер
• Сервер единого времени TimeVisor™.

АРМ старшего машиниста и АРМ инженера АСУ ТП позволяют получить доступ к технологической информации как АСУ ТП ТГ ст. №1, так и АСУ ТП ТГ ст. №2 без перезагрузки приложений. Такой функционал достигнут благодаря модулю многосерверного доступа, встроенного в SCADA КРУГ-2000®. Дополнительно АРМ инженера АСУ ТП позволяет производить обслуживание, диагностику, конфигурирование и программирование абонентов АСУ ТП.
Наличие WEB-сервера дает возможность получения пользователями корпоративной сети текущих и ретроспективных данных о состоянии турбогенераторов. Получение данных возможно с помощью любого обозревателя Web-страниц.
Сервер единого времени TimeVisor™ производства НПФ «КРУГ», выполненный на базе одноплатного компьютера, обеспечивает требуемую точность привязки системного времени всех абонентов к единому астрономическому времени за счет приема сигналов точного времени от системы GPS.

Рисунок 3 – Структурная схема

Вычислительная сеть АСУ ТП выполнена в виде двух независимых резервируемых сегментов, каждый из которых образует локальную сеть для управления турбоагрегатом. Оба сегмента выходят на коммутаторы, образующие сеть верхнего (четвертого) уровня системы управления турбинным оборудованием КТЦ. Безопасность подключения корпоративной сети обеспечивается использованием аппаратного межсетевого экрана (FireWall).
В качестве фирменного программного обеспечения в системе используется модульная интегрированная SCADA КРУГ-2000® версии 3.0 под операционной системой MS Windows XP Pro SP2. Операционная система контроллеров – Linux.

Рисунок 4 – Шкафы и пульты управления

Информационная мощность АСУ ТП каждого турбогенератора

• Измеряемых аналоговых входов – 439
• Измеряемых дискретных входов – 608
• Выходных дискретных параметров – 288
• Регуляторов с импульсным выходом – 32
• Цифровых сигналов OPC-сервера подсистемы вибродиагностики – 313
• Цифровых сигналов котроллера подсистемы регулирования – 45
• Всего переменных оперативной базы данных – 7931.

Фирмой «КРУГ» получена официальная благодарность президента «КЭС-Холдинга» Слободина М.Ю. «за высокий профессионализм, своевременно и качественно выполненные работы в ходе реконструкции Сормовской ТЭЦ».