Диагностики, отображения и архивирования данных о состоянии комплекса.

СГИУ-М состоит из следующих подсистем:

- подсистема силового управления приводами ШЭМ-М;

- подсистема контроля положения ОР СУЗ;

- подсистема группового и индивидуального управления ОР СУЗ;

- подсистема диагностики;

Подсистема приёма и обработки команд АЗ и УПЗ.

Структурная схема ПТК СГИУ–М приведена на рисунке 15.

Подсистема силового управления состоит из 61-го автономного канала управления, которые размещены в панелях 1÷31ПСУ. Панель силового управления ПСУ состоит из 2-х независимых идентичных каналов, каждый из которых предназначен для управления од­ним приводом ШЭМ-М ОР СУЗ.

Подсистема контроля положения состоит из 61-го автономного канала, которые разме­щены в 16-ти панелях ПКП. Каждая панель содержит 4 канала.

Для получения информации о положении ОР СУЗ в активной зоне РУ, на приводах ШЭМ-М установлены датчики положения ОР СУЗ. К подсистеме относится 61 индикатор положения в устройствах УГИП, расположенных на панелях БЩУ и РЩУ. Каждый канал контроля положения работает независимо от других каналов и выполняет все функции контроля и индикации положения одного ОР.

Рисунок 15 - Структурная схема СГИУ-М

Подсистема группового и индивидуального управления выполняет все функции ком­плекса, которые связаны с управлением перемещения ОР СУЗ за исключением сброса ОР по сигналам защит АЗ и УПЗ.

Подсистема группового и индивидуального управления состоит из следующих состав­ных частей:

- трех идентичных каналов группового и индивидуального управления в панели ПГИУ;

- устройства коммуникации и индикации УКИ-А1 на пульте оператора HY55;

- устройства коммуникации и индикации УКИ-А2 на пульте оператора HY55;

- блока ручного управления БРУ на пульте оператора HY55;

- блока внешних подключений БП внутри пульта оператора HY55.

Каждый канал ПГИУ выполняет следующие функции:

- групповое управление перемещением групп ОР СУЗ по командам от АРМ и по сигна­лам ПЗ-1, а в режиме ручного управления от ключа «ГУ» оператором с БЩУ;

- управление любой одной группой ОР по командам оператора;

- управление ОР СУЗ 5-й группы от ключа «Управление 5-ой группой»;

- управление индивидуальным ОР СУЗ по командам оператора от ключа «ИУ»;

- введение запрета на перемещение ОР вверх при поступлении сигналов ПЗ-2;

- регистрацию падения ОР и выдачу сигнала о падении ОР в комплект ПЗ;

- подготовку данных о положении и направлении движения ОР для индикации при их групповом или индивидуальном управлении;

- формирование сигнала оповещения оператору при необходимости выравнивания ОР в группе и при нарушении жесткой последовательности групп;

- реализацию алгоритма «дотягивания» ОР;

- формирование сигналов «Неисправность ПГИУ», «Неисправность HY55 БЩУ» для панели диагностики;

- выдачу сигнала о неспособности выполнять функцию ПЗ-1;

Каждый канал принимает сигналы от панелей: ПКП, ПСУ, с пульта оператора. После их обработки формируются и посылаются на соответствующие устройства управляющие и информационные сигналы, обеспечивая тем самым надежную работу системы СГИУ по всем заданным критериям.

К подсистеме силового управления каналы ПГИУ подключены по двум дублирован­ным магистралям последовательной передачи данных. Одна магистраль охватывает 31 канал силового управления - первый сектор, а вторая остальные 32 канала силового управления - второй сектор. Каждый из трех каналов ПГИУ выдает по магистрали команды на движение конкретного ОР СУЗ вверх или вниз. В канале ПСУ проводится мажоритарная обработка этих команд. Перемещение ОР в данном направлении проводится только при условии совпадения команд как минимум от двух из трех каналов ПГИУ.

К подсистеме контроля положения каналы ПГИУ подключены по двум дублирован­ным магистралям последовательной передачи данных. Каждый из трех каналов ПГИУ вы­дает на магистраль команды на движение конкретного ОР СУЗ вверх или вниз. В канале ПКП проводится мажоритарная обработка этих команд.

Команды от ключей управления передаются в ПГИУ в виде дискретных сигналов на­пряжением 24 В постоянного тока по трем каналам, причем сигналы для передачи по од­ному каналу снимаются с контактов одного этажа ключа (переключателя). В каналах ПГИУ программным путем проводится мажоритарная обработка поступивших сигналов. Кроме того, при несовпадении всех трех сигналов от одного ключа формируется сигнал «Неис­правность».

Таким же образом подаются в каналы ПГИУ команды по трем каналам от АРМ, но с той разницей, что при несовпадении команд во всех каналах сигнал неисправности не формируется.

Сигналы ПЗ-1 и ПЗ-2 подаются на три канала ПГИУ.

Информация о группе, выбранной для группового управления, о координатах ОР, вы­бранного для индивидуального управления и остальная информация с пульта опера­тора поступает на ПГИУ по линии коммуникации.

Устройство коммуникации и индикации УКИ-А1 выполняет следующие функции:

- индикацию номера, положения и направления движения главной группы ОР, выбран­ной для автоматического управления;

- индикацию номера, положения и направления движения группы ОР, выбранной для ручного управления;

- индикацию координат, положения и направления движения ОР, выбранного для инди­видуального управления;

- выбор координат ОР для индивидуального управления;

- съем ПЗ-2;

- съем сигнала оповещения оператору.

Панель блока индивидуального выбора выполнена в виде картограммы реактора. На­право от картограммы находятся кнопки выбора координаты Х, спереди кнопка выбора четного, а сзади нечетного значения координаты Y.

Блок индикации предназначен для отображения информации о группе управляемых ОР и информации об индивидуально управляемом ОР.

Устройство УКИ-А2 предоставляет оператору дополнительную информацию:

- о точном положении ОР СУЗ в виде гистограмм;

- о размещении ОР СУЗ в зоне реактора;

- отображает выбранные для ручного управления ОР СУЗ.

Блок ручного управления служит в качестве устройства управления ПГИУ. Блок по­зволяет управлять органами регулирования, как по группам, так и индивидуально. БРУ расположен на пульте оператора HY-55 на БЩУ.

Блок внешних подключений (БП) находится внутри пульта оператора и содержит ряды клемм для ввода питающего напряжения, подключения кабелей от ПГИУ и некоторых других частей, разъемы для подключения линий дублированной магистрали коммуникации УКИ и модуля питания, предназначенного для диодной развязки двух вводов напряжения питания для БРУ.

Подсистема диагностики состоит из панели диагностики (ПД), которая обеспечивает:

- регистрацию и сигнализацию неисправностей в системе;

- сбор, обработку и отображение замеряемых данных, команд и сигналов управле­ния;

- хранение выбранных данных и оповещений о неисправностях;

- информационную поддержку испытаний приводов ОР СУЗ реактора.

Основной составной частью панели являются персональный компьютер и монитор. Компьютер проводит обработку данных, отображение их на экране монитора и регистра­цию выбранных данных на жестком диске.

Подсистема приема и обработки команд АЗ и УПЗ обеспечивает выполнение следую­щих функций:

- прием сигналов АЗ по трем каналам от двух комплектов аварийной защиты;

- обработку сигналов АЗ («2 из 3»), выдачу на ПСУ команд на сброс ОР СУЗ;

- прием сигналов УПЗ по трем каналам от комплекта УПЗ;

- выбор группы ОР СУЗ для УПЗ путем неоперативной установки перемычек;

- обработка сигналов УПЗ по принципу «2 из 3», выдача на ПСУ команд на обесточе­ние электромагнитов приводов ОР СУЗ группы, выбранной для УПЗ;

- контроль и тестирование подсистем с передачей информации в панель диагно­стики.

Подсистема состоит из двух панелей ППКЗ, каждая из которых содержит идентичное трехканальное устройство приема и обработки команд защит.

Мажоритарная обработка сигналов АЗ и УПЗ введена с целью избежать падение группы ОР, выбранной для УПЗ в случае, когда на вход одного канала ППКЗ поступает ложный сигнал АЗ, а на вход другого канала ППКЗ поступает сигнал УПЗ, вызванные неис­правностью указанных систем.

СГИУ-И

Программно-технический комплекс системы группового и индивидуального управле­ния ПТК СГИУ–И является частью СУЗ реактора и вместе с ШЭМ и ДПЛ обеспечивает управление и контроль положения ОР СУЗ.

ПТК СГИУ-И состоит из следующих подсистем:

- защиты, группового и индивидуального управления ОР СУЗ (ПЗГИУ);

- приема и обработки команд защиты (ППКЗ);

- силового управления приводами (ПСУ);

- контроля положения (ПКП);

- электропитания (ПЭ);

- взаимодействия с оператором (ПВО);

- контроля и диагностирования состояния технических и программных средств (ПКД).

ПТК СГИУ – И включает следующие шкафы и устройства:

- шкаф управления приводом ШУП-3 - 31 шт.;

- шкаф контроля положения ШКП-1 - 8 шт.;

- шкаф защит и управления ШЗУ-1 - 3 шт.;

- шкаф формирования команд защит ШФКЗ-1 - 1 шт.;

- шкаф сервера контроля и диагностирования ШСКД-2 - 1 шт.;

- шкаф сопряжения ШС - 1 шт.;

- шкаф коммутации сигналов ШКС - 1 шт.;

- блок ручного управления БРУ-2 - 1 шт.

- блок группового и индивидуального выбора БГИВ-1 - 1 шт.;

- пульт оперативного наблюдения ПОН-2 - 1 шт.;

- табло индикации положения ТИП-3 - 2 шт.;

- индикатор положения привода ИПП-2 - 122 шт.;

- блок индикации БИд-87 - 1 шт.;

- шкаф электропитания ШП-3 - 3 шт.;

- шкаф распределительный электропитания управления ШРПу-4 - 2 шт.

Функциональная схема ПТК СГИУ-И представлена на рисунке 16.

Рисунок 16 - Функциональная схема ПТК СГИУ-И

ПТК СГИУ–И выполняет управляющие функции:

- удержание ОР в крайних или промежуточных положениях;

- индикацию положения всех ОР на БЩУ и РЩУ;

- отработку команд аварийной защиты АЗ;

- отработку команд ускоренной предупредительной защиты УПЗ;

- перемещение индивидуально выбранного ОР по команде оператора;

- перемещение жестко выбранной группы ОР вверх или вниз по команде оператора;

- перемещение группы ОР при пуске и останове РУ по команде оператора от ключа «ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ» в жесткой проектной последовательности движения групп;

- перемещение группы ОР при автоматическом регулировании мощности от регуля­тора АРМ в жесткой проектной последовательности;

- перемещение в любом направлении любой группы ОР по команде оператора от ключа «ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ»;

- формирование команды на последовательное движение вниз групп ОР (начиная с по­следней извлеченной из активной зоны реактора группы) в жесткой проектной последовательности при поступлении сигнала ПЗ–1;

- формирование программного запрета на любые перемещения групп и индивидуаль­ных ОР вверх при поступлении сигнала ПЗ–2.

ПТК СГИУ–И выполняет информационные функции:

- отображение и регистрацию команд оператора на перемещение любого заданного ОР, любой заданной группы ОР, а также команд на движение в заданной последо­вательности групп ОР при пуске или останове реактора;

- отображение команд регулирования;

- отображение в цифровой форме и в виде гистограмм грубого положения отдель­ного ОР и групп ОР;

- выдача в систему внутриреакторного контроля СВРК информации в аналоговой форме о положении каждого ОР;

- контроль времени падения каждого ОР;

- формирование и индикация текущего положения и состояния ОР СУЗ на БЩУ и РЩУ;

- регистрация и визуализация параметров, их изменений и нарушений;

- передача информации во внешние подсистемы;

- контроль работоспособности оборудования ПТК СГИУ-И.

Конструктивно ПТК СГИУ-И состоит из следующих подсистем:

- силового управления;

- контроля положения;

- защит, группового и индивидуального управления;

- приема и обработки команд защиты;

- взаимодействия с оператором;

- контроля и диагностирования.

Для обеспечения функций пассивной коммутации информационных и управляющих сигналов в состав ПТК входит отдельный шкаф коммутации сигналов. Кроссовое обору­дование ШКС-2 обеспечивает возможность монтажного объединения и размножения сиг­налов.

3.4 Управляющая вычислительная система

Сложность и быстротечность технологических процессов на энергоблоке АЭС обуслов­ливают необходимость комплексной автоматизации рабочих мест операторов, управляющих оборудованием реакторного и турбинного отделений. Автоматизированные рабочие места операторов-технологов должны обеспечить представление в форме удоб­ной для восприятия информации:

- о ходе технологических процессов;

- о состоянии арматуры и механизмов;

- о значениях технологических параметров, сигнализацию их отклонения от регламент­ных значений;

- о срабатывании защит и блокировок.

Обеспечение информационной поддержки операторов-технологов реализовано на энергоблоках АЭС с ВВЭР-1000 с помощью управляющей вычислительной системы.

На энергоблоках ОП ЗАЭС в настоящее время функционируют управляющие вычисли­тельные системы двух типов:

- УВС «Комплекс Титан-2»;

- ПТК ВУ УВС.

3.4.1 Управляющая вычислительная система «Комплекс Титан-2»

УВС «Комплекс Титан-2» предназначена для:

- сбора и обработки аналоговых и дискретных параметров, поступающих из системы теплотехнического контроля энергоблока, через комплексы связи с объектом;

- обмена информацией с внешними, по отношению к УВС, подсистемами АСУТП энер­гоблока;

- расчета непосредственно измеряемых параметров;

- выявления отклонений аналоговых и дискретных параметров от нормы;

- идентификации (на основе внутренних алгоритмов) аварий блока для запуска регист­раций аварий;

- регистрации измеряемых, рассчитываемых и поступающих из других систем парамет­ров;

- регистрации очередности срабатывания защит и блокировок, исходное состояние и изменение состояния механизмов, положения и изменение положения арматуры, действий оператора-технолога по управлению блоком;

- расчета управления отдельными узлами энергоблока и выдача информации опера­тору;

- централизованного опробования защит САОЗ;

- централизованного опробования защит турбины и ТПН;

- контроля защит и блокировок.

Основные вычислительные функции УВС реализованы в четырех специфицирован­ных вычислительных комплексах, построенных на базе миниЭВМ СМ-2М. СВК №1 и №2 обслуживают реакторное отделение, а СВК №3 и №4 – турбинное отделение. ЭВМ, обслу­живающие каждое из отделений энергоблока дублируют друг друга в части основных ин­формационных функций.

ЭВМ СМ-2М состоит из двух центральных процессоров (ЦП), оперативного запоми­нающего устройства (ОЗУ) емкостью 256 Кб, двух блоков контроля, трех согласователей ввода-вывода (СВВ), двух каналов прямого доступа в память (КПДП) и набора внешних устройств.

Центральные процессоры вычислительной машины микропрограммно реализуют ее систему команд. Благодаря использованию двух процессоров достигается как увеличение производительности комплекса, так и повышение надежности его функционирования. Бы­стродействие каждого процессора составляет 500 тыс. операций сложения в секунду.

Оперативное запоминающее устройство выполнено в виде автономных комплексных блоков (кубов) памяти по 64 Кб в каждом. В составе комплекса используется четыре таких автономных комплексных блока.

Блоки контроля аппаратно поддерживают механизм функционального резервирова­ния. Они контролируют работоспособность процессоров и выполняют запуск одного ЦП со стороны другого, а также обеспечивают обмен информацией между процессорами, минуя ОЗУ.

Согласователь ввода-вывода предназначен для подключения к вычислительной ма­шине внешних устройств. Конструктивно СВВ выполнен в виде каркасного блока и имеет 16 мест для размещения интерфейсных блоков, посредством которых подключаются внешние устройства, или самих внешних устройств. В состав вычислительной машины входит до три согласователя, содержащих в общей сложности 48 интерфейсных мест и 4 места для работы с каналом прямого доступа в память в селекторном режиме.

Канал прямого доступа в память предназначен для быстрого обмена информацией ме­жду ОЗУ и внешними устройствами без участия процессора. Максимальная скорость передачи данных достигает 1,4 млн. байт в секунду. Каждый из двух каналов, входящих в состав ЭВМ, имеет четыре подканала, и каждый подканал может обслуживать любое внешнее устройство, подключенное к СВВ. Сеанс обмена информацией начинается по ко­манде процессора и продолжается без его участия.

К внешним устройствам относятся накопители на магнитных дисках и магнитных лен­тах, устройства отображения (дисплеи и печатающие устройства), таймеры, устройства связи с объектами и др.

Вычислительные комплексы СМ-2М функционируют под управлением агрегатной системы программ­ного обеспечения «Дисковая операционная система» (АСПО ДОС).

Вычислительные комплексы на базе миниЭВМ СМ-1634 выполняют функции контрол­леров связи с внешними подсистемами: прием информации из СВК ВМПО СВРК, передача информации в АСУ уровня АЭС.

Основными средствами представления операторам информации являются терми­налы РМОТ-03, реализованные на базе промышленных IBM PC – совместимых компьюте­ров ПС5110. РМОТ-03 представляет собой трехмониторную рабочую станцию. В качестве устройств управления в РМОТ-03 используются функциональная, алфавитно-цифровая клавиатуры и манипулятор типа «мышь».

СВК реакторного и турбинного отделений в комплексе с РМОТ-03 образуют верхний иерархический уровень УВС.

КСО М64 и УЛУ2 в системе «Комплекс Титан-2» предназначены для сбора и первич­ной обработки аналоговых и дискретных сигналов, определяющих состояние технологиче­ских процессов энергоблока АЭС. КСО состоят из стоек двух типов:

– ССО-К, выполняющих функции циклического опроса измерительных преобразовате­лей, первичную обработку принятых сигналов и преобразование аналоговых сигналов в цифровой код;

- ССО-У, выполняющих функции циклического опроса шкафов ССО-К и передачи при­нятой информации в СВК.

КСО образуют нижний уровень УВС.

Рассмотрим принцип работы УВС «Комплекс Титан-2» структурная схема, которой представлена на рисунке 17.

Рисунок 17 - Структурная схема УВС «Комплекс Титан-2»

Информация от измерительных преобразователей системы теплотехнического кон­троля в виде аналоговых сигналов и дискретных сигналов, характеризующих состояние арматуры, механизмов, срабатывание защит, сигнализации и блокировок, поступает на входы шкафов ССО-К. В шкафах ССО-К происходит первичная обработка сигналов: фильтрация, гальваническое разделение, нормализация и т.п. Обработанная информация поступает в аналого-цифровые преобразователи, в которых преобразуется в цифровой двоичный код. Кодированная информация поступает в микропрограммный контроллер, в котором осуществляется обработка шкал сигналов, сравнение их с уставками и формиро­вание признаков отклонений. Подготовленная информация по двум независимым каналам связи передается в шкаф ССО-У, последовательно опрашивающий все шкафы данного КСО. Шкаф ССО-У содержит два независимых микроконтроллера, каждый из которых, в свою очередь, связан с двумя СВК данного отделения.

В СВК производится прием информации от КСО, а также и от внешних подсистем АСУТП энергоблока (СВРК, АСР ТО, АКРБ) и накопление данных в базе данных. По за­просам РМОТ СВК предоставляет им необходимую информацию. Кроме того, в СВК осу­ществляется накопление информации а архивах на магнитных дисках. По запросу опера­тора информация может быть выведена в виде бланков регистрации. С терминалов СВК осуществляется управление функционированием КСО и многомашинным вычислительным комплексом. Цикл опроса аналоговых информационных каналов УВС составляет 4 се­кунды. Цикл опроса дискретных сигналов – 1 секунда. УВС принимает около 2000 аналого­вых и около 12000 дискретных сигналов.

3.4.2 ПТК Верхний уровень УВС

Номенклатура функций, выполняемых ПТК ВУ УВС, полностью соответствует номенклатуре основных и вспомога­тельных функций, выполняемых УВС «Комплекс
Титан-2». За счет реализации этих функ­ций на современной аппаратной платформе (IBM PC совместимые ПЭВМ промышленного исполнения) в значительной мере увеличено быстродейст­вие системы: полный цикл опроса всех аналоговых и дискретных информационных кана­лов УВС уменьшен до 1 секунды. Значительно увеличена глубина архивирования инфор­мации. В УВС «Комплекс Титан-2» глубина архива составляла не более 24 часов (в зави­симости от интенсивности изменений параметров энергоблока). При этом архивированию подвергались все дискретные сигналы, а аналоговые параметры - только первой группы важности. В ПТК ВУ УВС архивируется весь перечень входных сигналов. Глубина архивов дости­гает шести месяцев.

Источниками информации для ПТК ВУ УВС являются системы нижнего уровня, анало­гичные системам УВС «Комплекс Титан-2». Информационные каналы систем нижнего уровня подключены к серверам-шлюзам, выполняющим функции согласования интерфейсов «Двойной канал» - Ethernet. Каждая из внешних подсистем АСУТП обменивается информацией с ПТК ВУ УВС через два сервера-шлюза, работающих в режиме «горячий резерв». Условно серверы-шлюзы подразделяются на узлы, обслуживающие оборудование реакторного и турбинного отделений. В ПТК ВУ УВС предусмотрено два сервера-шлюза для реакторного отделения и два – для турбинного отделения.

Информация из северов-шлюзов по оптоволоконным кабелям передается в две блоч­ные серверные станции (БСС). БСС состоит из двух шкафов. В первом шкафу расположены оптоволоконный кросс и сетевой 80-ти портовый коммутатор. Во втором шкафу располо­жены основные серверы системы: сервер архивирования (СА) и сервер прикладных задач (СПЗ). БСС, как и серверы-шлюзы, дублированы. Серверы архивирования работают па­раллельно, чем обеспечивается высокая надежность хранения информации. Остальные узлы работают в режиме «горячий резерв». Каждый сервер архивирования оборудован внешним дублированным жестким диском. Структурная схема ПТК ВУ УВС представлена на рисунке 18.

Рисунок 18 - Структурная схема ПТК ВУ УВС

Серверы архивирования, кроме основных функций хранения информации, выпол­няют задачи вывода данных в виде выходных бланков регистрации. В ВУ УВС предусмот­рена возможность вывода на печать информации на монохромных и цветных устройствах печати.

СПЗ предназначены для выполнения всей номенклатуры расчетных прикладных за­дач, функционирующих в ПТК ВУ УВС:

- управление базами данных;

- расчет неизмеряемых параметров;

- обслуживание запросов клиентов ПТК ВУ УВС;

- расчет технико-экономических показателей работы энергоблока;

- контроль соответствия положения арматуры и состояния механизмов командам за­щит и блокировок;

- контроль функционирования задачи централизованного опробования защит.

В качестве устройств представления информации операторам в ПТК ВУ УВС применя­ются терминалы РМОТ-03.

Распределение терминалов РМОТ-03 между рабочими местами оперативного персо­нала энергоблока ОП ЗАЭС в ПТК ВУ УВС такое же, как и в УВС «Комплекс Титан-2»:

- РМОТ №1 и №3 – рабочее место ВИУР;

- РМОТ №4 и №6 – рабочее место ВИУТ;

- РМОТ №5 – рабочее место НСБ;

- РМОТ №7 – рабочее место НС ЦТАИ;

- РМОТ №2 – рабочее место оперативного персонала УВС.

В состав технических средств ПТК ВУ УВС входят инженерная рабочая станция (РМИК) и рабочее место корректировки программного обеспечения (РМКИО), предназна­ченные для управления функционированием ПТК, коррекции и сопровождения программ­ного обеспечения.

Каждый узел ПТК ВУ УВС имеет собственный независимый источник бесперебой­ного электропитания, обеспечивающий функционирование узла при потере электроснаб­жения на время не менее 15 минут.

В терминалах РМОТ-03, функционирующих в составе ПТК ВУ УВС, реализована функ­ция доступа к архивной информации, хранящейся на магнитных носителях серверов архивирования. Кроме того, в отличие от УВС «Комплекс Титан-2», каждый РМОТ имеет возможность принимать информацию, касающуюся не только обслуживаемого отделения, но и всю номенклатуру параметров оборудования смежного отделения энергоблока.

Обмен информацией с АСУ АЭС реализован через сеть внешнего кризисного центра (ВКЦ) без использования про­межуточных контроллеров на базе ЭВМ СМ-1634.

3.5 Автоматизированная система управления турбоустановкой

В качестве главной турбины на энергоблоках ОП ЗАЭС используется паровая тур­бина типа К-1000-60/1500-2. Конденсационная турбина мощностью 1000 МВт, номиналь­ное давление пара перед турбиной - 60 кгс/см², частота вращения – 1500 об/мин.

Турбоустановка со своими вспомогательными системами представляет собой слож­ное инженерное сооружение, имеющее в своем составе большое количество насосных аг­регатов, теплообменных аппаратов и вспомогательных систем. Кроме того сама турбо­установка не является автономным устройством, а работает в жесткой взаимосвязи с электроэнергетической системой страны с одной стороны и с реакторной установкой с дру­гой. Сложность и многорежимность технологических процессов, протекающих в турбинном отделении обусловили необходимость комплексной автоматизации управления и регули­рования.

На энергоблоках ОП ЗАЭС реализованы два типа комплексных систем управления оборудованием турбинного отделения:

- ПТК АСУТ-1000М;

- ПТК АСР ТО.

Рассмотрим назначение, структурные схемы и общие принципы работы этих систем.

3.5.1. Cистема управления турбоустановкой АСУТ-1000М

ПТК АСУТ-1000М представляет собой информационно-управляющую многокомпонент­ную и многофункциональную систему, являющуюся составной частью сис­темы контроля и управления энергоблоком АЭС. Задачи автоматизации управления:

- повышение надежности работы оборудования за счет передовых технологий кон­троля и управления;

- повышение экономичности работы оборудования и увеличения выработки электро­энергии за счет оптимизации нестационарных режимов работы, сокращения вре­мени простоев оборудования и времени пусковых операций;

- повышение коэффициента готовности оборудования;

- уменьшение вероятности ошибочных действий персонала.

Функции ПТК АСУТ-1000М:

- реализация автоматического управления системами турбинного отделения;

- реализация электрогидравлического регулирования турбины;

- реализация блокировок, воздействующих на запорно-отсечную арматуру, связан­ную с алгоритмами работы автоматических регуляторов турбинного отделения;

- реализация автоматического управления функциональной группой «ПВД»;

- реализация дистанционного управления регулирующими клапанами и запорно-отсеч­ной арматурой;

- управление запорно-отсечной арматурой по командам блокировок, реализованных в алгоритмах электронной части АСУТ-1000М.

Функции приема и первичной обработки информации, обработки информации в соот­ветствии с алгоритмами регулирования и дистанционного управления регулирующими клапанами и запорно-отсечной арматурой реализованы в унифицированных управляющих вычислительных комплексах УВК-04. Комплекс УВК-04 представляет собой трехканальный микропроцессорный конструктив типа «шкаф».

Распределение функциональных задач по УВК-04 произведено по технологической принадлежности оборудования с организацией управления по режимному и функциональ-но-групповому принципу. В пределах одного УВК-04 возможно совмещение нескольких функциональных задач с учетом их взаимосвязи.

При распределении задач по УВК-04 принималось во внимание обеспечение доста-точного резерва по входным сигналам и выходным командам, памяти и времени решаемых задач для реализации возможных изменений технологических алгоритмов управления, контроля и представления информации.

Кроме шкафов УВК в состав ПТК АСУТ-1000М входят стойка регулирования турбины СРТ-02, шкаф согласования входных сигналов СВС, шкаф информационно-распредели-тельной системы ИРС-М и автоматизированные рабочие места оперативного и ремонтного персонала на базе IBM PC совместимых ЭВМ промышленного исполнения.

Система электропитания АСУТ-1000М, состоящая из стоек ЭП-03, преобразует напря­жение сети 380/220 В в напряжение постоянного тока 27 В для организации питания стоек УВК-04, ИРС-М, СРТ-02, СВС.

Структурная схема ПТК АСУТ-1000М представлена на рисунке 19.

Рисунок 19 - Структурная схема АСУТ-1000М

Кратко рассмотрим принцип работы системы. Информация от первичных измеритель­ных преобразователей о значениях теплотехнических параметров объектов ре­гулирования в виде нормированных сигналов поступает непосредственно на кроссовые панели шкафов УВК-04. На базе шкафов УВК-04 реализованы:

- четыре системы авторегулирования и управления двигателями (АРД1÷АРД4), обес­печивающие работу регуляторов турбинного отделения;

- две системы управления турбопитательными насосами (ТПН1 и ТПН2);

- система управления вспомогательными регуляторами машзала (ВРМ).

Электронная часть системы регулирования турбины реализована в стойке СРТ-02. Стойка СРТ-02 представляет собой трехканальное микропроцессорное устройство шкаф­ного исполнения и предназначена для автоматического разворота, синхронизации, управ­ления мощностью турбины, поддержания на заданном уровне параметров турбоустановки. Органами регулирования СРТ-02 являются регулирующие клапаны турбины.

Информация о состоянии запорно-отсечной арматуры, поступающая от концевых вы­ключателей в виде сигналов напряжения 220 В переменного тока, преобразуется в шкафах согласования входных сигналов СВС1 и СВС2.

Информация о режимах работы автоматических регуляторов, значениях технологиче­ских параметров, состоянии запорно-регулирующей арматуры поступает по двум каналам прямого доступа к памяти УВК-04 в информационно-распределительные системы, реализованные в двух шкафах ИРС-М. ИРС-М представляет собой трехканаль­ную микропроцессорную информационную систему. ИРС-М обеспечивает обмен инфор­мацией, поступающей от стоек УВК-04 и СРТ-02, с пультом управления и индикации БЩУ, активной мнемосхемой БЩУ и блочной УВС (на энергоблоке №1 связь с ВУ УВС реализо­вана непосредственно через локальную сеть верхнего уровня от АРМ-ШЛЮЗ).

Представление информации операторам БЩУ обеспечивается с помощью пульта управления и индикации Л-20, а также табло и индикаторов активной мнемосхемы на па­нелях БЩУ. Управление режимами работы регуляторов турбинного отделения и турбо­установки реализовано с помощью ключей и кнопок, расположенных на панели управления и панелях БЩУ. В системе предусмотрено дистанционное управление запорно-регули­рующей арматурой, схемы управления которой реализованы на базе электронной части ПТК АСУТ-1000М.

В процессе функционирования ПТК АСУТ-1000М взаимодействует с рядом систем АСУТП энергоблока:

- УКТС ТО – прием сигналов о срабатывании защит;

- УВС – передача информации для представления на РМОТ, регистрации и архивиро­вания, прием сигнала от сети единого времени;

- электрогидравлический следящий привод – выдача команд управления на РК ТГ;

- СУЗ РУ – прием сигналов о режимах работы АРМ-5С и срабатывании РОМ, УПЗ.

ПТК АСУТ-1000М имеет в своем составе восемь автоматизированных рабочих мест, образующих верхний уровень системы управления. К техническим средствам верхнего уровня ПТК АСУТ-1000М относятся:

- автоматизированное рабочее место оператора-технолога АРМ-БЩУ, обеспечиваю­щее оперативное представление информации о работе ПТК АСУТ-1000М персо­налу БЩУ;

- автоматизированное рабочее место начальника смены ЦТАИ, обеспечивающее пред­ставление информации о работе ПТК АСУТ-1000М оперативному персоналу цеха ТАИ;

- автоматизированное рабочее место сервера архивирования АРМ-АРХИВ, выполняю­щего функции архивирования информации о работе системы, режимах работы автоматических регуляторов, командах операторов и значениях технологи­ческих параметров, обрабатываемых ПТК АСУТ-1000М;

- автоматизированное рабочее место в помещении АСУТ-1000М, обеспечивающее представление информации о работе системы персоналу, находящемуся в поме­щении ЭК1203;

- два автоматизированных рабочих места серверов-шлюзов АРМ-ШЛЮЗ, выполняю­щих функции контроллеров связи между локальной вычислительной сетью верх­него уровня и цифровыми каналами прямого доступа стоек ИРС-М;

- два автоматизированных рабочих места инженерно-технического персонала АРМ-ИС, обеспечивающих управление функционированием узлов АСУТ-1000М, ввод и сопровождение программного обеспечения, коррекцию настроек автомати­ческих регуляторов.

Для повышения надежности реализации основных систем регулирования и блокиро­вок выполняется их резервирование путем установки двух комплектов стоек УВК-04, СВС, выполняющих одинаковые задачи. При этом регуляторы, реализованные в стойках АРД1и АРД3, аналогичны системам регулирования, реализованным в стоек АРД2 и АРД4. Регу­ляторы питания парогенераторов и производительности ТПН выполнены в стойках ТПН1 и ТПН2.

В работе могут находиться системы управления по одной из стоек АРД1 или АРД2, АРД3 или АРД4, ТПН1 или ТПН2.Системы регулирования, по которым не требуется резер­вирование, реализованы в стойке ВРМ.

Оба УВК-04 по резервированным стойкам загружены одинаковым программным обес­печением и постоянно находятся в работе. В резервном УВК-04 блокируется выдача выходных команд. Переход с рабочего УВК-04 на резервный осуществляется автоматиче­ски, по факту отказа рабочего УВК-04 или по команде оператора.

Сигнализация на пульте БЩУ и фрагментах АРМ информации о неисправностях, отка­зах ЭЧ АСУТ-1000М, датчиков осуществляется отдельно для каждой УВК-04, независимо от того, является данный УВК-04 рабочим или резервным.

Для обеспечения безударного перехода с рабочего УВК-04 на резервный в АРМ–ШЛЮЗ производится контроль совпадения входной дискретной информации в рабо­чем и резервном УВК-04, с выдачей сигнализации на фрагменты АРМ. В этих же целях производится контроль различия показаний всех аналоговых датчиков в рабочем и ре­зервном УВК-04 с настраиваемой нечувствительностью для каждого показания с выдачей сигнализации на фрагменты АРМ.

В целях выполнения резервирования ввода дискретных сигналов напряжением 220 В переменного тока о состоянии запорно-регулирующей арматуры и преобразования их в сигналы типа «сухой контакт» для ввода в УВК-04 устанавливается две стойки ввода сигналов СВС. В стойки АРД1, АРД3, ТПН1, ВРМ(СУ1) вводятся сигналы от СВС1, а в АРД2, АРД4, ТПН2, ВРМ(СУ2) - от СВС2.

3.5.2 ПТК АСР ТО

Программно-технический комплекс автоматизированной системы регулирования тур­бинного отделения предназначен для реализации управляющих, информационных, вспомогательных функций:

- автоматического регулирования технологических параметров;

- реализации технологических блокировок;

- индикации состояния автоматизированной системы регулирования и исполнитель­ных механизмов на средствах представления информации БЩУ;

- сбора и первичной обработки информации о состоянии объектов автоматизации;

- формирования расчетных величин для других систем;

- подготовки и передачи в блочную управляющую вычислительную систему информа­ции о состоянии АСР ТО, измерительных преобразователей и исполнительных механизмов;

- сбора, обработки данных и диагностики состояния и функционирования техниче­ских и программных средств ПТК АСР ТО;

- контроля достоверности и регистрации отказов источников входной информации;

- контроля реализации команд управления;

- обеспечения сервиса обслуживающему персоналу с помощью автоматизированных рабочих мест персонала;

- отладки технологических алгоритмов и программного обеспечения;

- коррекции настроечных параметров систем управления.

ПТК АСР ТО обеспечивает взаимодействие с высшими, по отношению к турбоуста­новке, системами (энергосистемой, системой управления и защит реактора, УВС, противо­аварийной автоматики и др.). Внедрение ПТК АСР ТО обеспечивает повышение экономич­ности работы оборудования, увеличение выработки электроэнергии за счет оптимизации нестационарных режимов работы турбоустановки, повышения ее технической готовности и уменьшения вероятности ошибочных действий оператора.

Автоматизированная система регулирования ТО реализована на базе программно-тех­нического комплекса, построенного по магистрально-модульному принципу с использо­ванием локальных вычислительных сетей.

ПТК АСР ТО является двухуровневой системой. Нижний уровень системы реализует функции ввода/вывода информации, регулирования, управления и контроля, верхний уро­вень – загрузку программного обеспечения и контроль функционирования нижнего уровня, поддержку оперативной базы данных, представление необходимой информации на видео­терминалах автоматизированных рабочих мест, регистрацию и архивирование информа­ции, передачу необходимой информации в УВС.

Функции нижнего уровня реализуются шкафами ШУ на базе технических средств ТСА М2002, функции ВУ – персональными ЭВМ промышленного исполнения и сетевыми средствами.

В состав шкафа управления входит набор функционально законченных модулей связи с объектом со встроенным дублированным интерфейсом и контроллеры управления со встроенным PC-совместимым микропроцессором.

Все модули ввода/вывода содержат высокопроизводительные микропроцессоры, предназначенные как для первичной обработки информации, так и для решения, при необ­ходимости, функциональных задач.

Субблоки ввода/вывода обеспечивают:

- гальваническую развязку входных и выходных электрических сигналов;

- ввод и вывод дискретной и аналоговой информации.

Микроконтроллеры предназначены для выполнения следующих функций:

- решение функциональных задач;

- обмен информацией с верхним уровнем ПТК;

- обмен информацией с модулями связи с объектом;

- реализация функции диагностики технических и программных средств;

- связь с периферийными устройствами;

- реализация функции резервирования.

Обмен информацией микроконтроллера с модулями связи с объектом осуществля­ется дублированными каналами. Связь между нижним и верхним уровнями системы вы­полнена дублированной локальной вычислительной сетью типа Fast Ethernet.

Структурная схема ПТК АСР ТО представлена на рисунке 20.

Рисунок 20 - Структурная схема ПТК АСР ТО

В штатном режиме работы ШУ в работе находится один из двух микроконтроллеров, второй – в «горячем» резерве. При возникновении сбоев в работе основного микрокон­троллера изменяются статусы основного и дублирующего микроконтроллеров. Связь ме­жду микроконтроллерами осуществляется дублированным интерфейсом.

В случае обнаружения неисправности в модуле, можно произвести его замену без на­рушения работоспособности ШУ.

Для обеспечения заданных характеристик надежности по выполняемым функциям, мо­дули одного этажного каркаса (крейта) дублируются модулями другого крейта.

ШУ обеспечивают выполнение управляющих функций:

- формирование на исполнительные механизмы управляющих воздействий;

- реализацию технологических блокировок автоматических регуляторов;

- реализацию технологических блокировок запорной арматуры, связанной с работой регуляторов;

- реализацию алгоритмов функционально-группового управления систем ПВД;

- синхронизацию нескольких, параллельно работающих исполнительных механиз­мов;

- контроль исправности первичных измерительных преобразователей и реализацию заданных алгоритмов управления при наличии их отказов;

- дистанционное управление исполнительными механизмами.

Верхний уровень ПТК АСР ТО включает в себя:

- сервер (серверы), предназначенный для ведения базы данных;

- три автоматизированных рабочих места «Инструментальная система», предназна­ченных для управления функционированием узлов ПТК;

- автоматизированное рабочее место АСУТ, предназначенное для оперативного представления информации о работе системы персоналу, расположенное в поме­щении ЭК1203;

- два рабочих места ВИУТ (АРМ БЩУ);

- два сервера-шлюза, предназначенные для организации информационных каналов между ПТК АСР ТО и блочной УВС;

Все технические средства верхнего уровня ПТК АСР ТО объединены тремя локальными вычислительными сетями: двумя управляющими и одной информационной. Автоматизиро­ванные рабочие места и серверы подключены одновременно ко всем трем сетям. Шлюзы подключены к управляющим сетям и обеспечивают связь ВУ с ИВС. Управляющие сети предназначены для обмена технологической информацией между шкафами управления.

Первая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контролле­рами, установленными в этажных каркасах «B» шкафов ШУ и СРТ. Вторая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контроллерами, установленными в этаж­ных каркасах «D» шкафов ШУ и СРТ. Информационная сеть обеспечивает дополнитель­ную резервную связь между ЭВМ, входящими в состав верхнего уровня ПТК АСР ТО, и по­зволяет обеспечить обмен данными между ними, не загружая первую и вторую сети и не создавая помех для работы шкафов ШУ и СРТ.

Для обеспечения надежности обмена информацией между шкафами управления, реализующими алгоритмы управления наиболее сложными технологическими объектами (регуляторы уровня в парогенераторах и регуляторы производительности ТПН), а именно ШУ-012, ШУ-013, ШУ-014 и ШУ-015, в системе предусмотрены дополнительные информа­ционные каналы между микроконтроллерами указанных шкафов. Эти информационные каналы обеспечивают обмен технологической информацией между микроконтроллерами вне зависимости от загруженности управляющих сетей ПТК.

Шкафы управления функционируют под управлением операционной системы реаль­ного времени QNX v.6.2.1, автоматизированные рабочие места верхнего уровня ПТК АСР ТО – под управлением операционной системы Windows 2000.

ПТК СРТ в составе автоматизированной системы регулирования турбинного отделе­ния энергоблока предназначен для управления паровпускными органами турбины в пуско­вых и эксплуатационных режимах. Функции нижнего уровня управления (ввод/вывод ин­формации, автоматическое регулирование технологических параметров работы энерго­блока, выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства, контроль рабо­тоспособности и диагностика неисправностей технических и программных средств) обес­печивает шкаф управления ШУ-500-3.

Шкаф управления ШУ-500-3 представляет собой управляющий вычислительный ком­плекс, построенный на принципе дублированного РС-совместимого управляющего мик­роконтроллера и трехканальных устройств ввода/вывода.

Входной информацией для системы регулирования турбины являются унифицирован­ные токовые сигналы из системы теплотехнического контроля энергоблока, сигналы от датчиков угловой скорости турбоагрегата, измерительных трансформаторов тока и напряжения, характеризующих текущую электрическую мощность турбогенератора и дискретные сигналы от концевых выключателей запорно-регулирующей арматуры.

Выходными сигналами системы регулирования турбины являются управляющие ко­манды в виде сигналов постоянного тока, подаваемые на электрогидравлические преобра­зователи, бесконтактные команды на исполнительные механизмы и дискретные команды типа «сухой контакт», подаваемые во внешние подсистемы АСУТП энергоблока.

Ввод/вывод информации осуществляется через клеммные соединители.

В шкафу предусмотрены четыре источника вторичного электропитания, подключен­ные к двум независимым фидерам сети надежного питания 220/380 В и формирующие на выходе стабилизированное постоянное напряжение 24 В. Два источника питания предна­значены для обеспечения «обтекания» цепей дискретных сигналов типа «сухой контакт». Два других источника вторичного электропитания предназначены для обеспечения работы модулей связи с объектом и формирования тока релейной форсировки на электрогидрав­лические преобразователи в случае экстренного останова турбоагрегата.

Шкаф управления ШУ-500-3 содержит два модифицированных этажных каркаса (крейта), построенных по принципу (12+3):6. В каждом крейте предусмотрено:

- три посадочных места отведены для микроконтроллера (МК) и модуля контроля (КСК);

- по двенадцать посадочных мест для устройств ввода/вывода информации первого и второго каналов;

- по шесть посадочных мест для устройств ввода/вывода информации третьего ка­нала.

Управление турбоустановкой осуществляется оператором с БЩУ посредством опера­торской панели, программно реализуемой на мониторах АРМ БЩУ. Видеотерминалы АРМ БЩУ представляют собой жидкокристаллические плоскопанельные сенсорные мони­торы. Управление режимами работы турбоустановки оператор осуществляет нажатием на программные кнопки пульта управления.

СРТ функционирует под управлением операционной системы реального времени, представляющей из себя многозадачное ядро в виде библиотеки системных функций. Ос­новные функции операционной системы – организация вычислительного процесса в ре­альном времени, в том числе включение задач функционального ПО и управление ресур­сами процессора.

3.6 Система автоматического регулирования и дистанционного управления

Подсистемы дистанционного и автоматического управления осуществляют дискрет­ное воздействие на электрифицированные приводы механизмов и запорно-регулирующей арматуры, которые расположены в различных, иногда значительно территориально уда­ленных, участках энергоблока. Это воздействие может быть дистанционным с поста управ­ления или автоматическим по заданным логическим программам.

3.6.1 Система автоматического регулирования

Общей задачей автоматического регулирования является поддержание оптималь­ных условий протекания технологического процесса без участия человека.

Система автоматического регулирования включает в себя следующие основные поня­тия:

- объект или участок регулирования;

- регулируемая величина;

- регулирующий орган;

- измерительное устройство;

- усилительное устройство;

- задающее устройство.

При этом измерительное устройство или усилительное, совместно с задающим устрой­ством, образуют непосредственно регулятор. Объект регулирования, регулирующий орган и регулятор образуют систему регулирования.

Автоматические системы регулирования выполнены на базе аппаратуры «Кас­кад-2», которая выполнена на основе микроэлектроники в приборном исполнении. В каче­стве основных источников информации используются первичные преобразователи давления, термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические термопреоб­разователи совместно с нормирующими преобразователями.

Система дистанционного управления включает в себя исполнительный или привод­ной механизм (электропривод, пневмопривод, гидропривод), предназначенный для перемещения запорного или регулирующего органа, и совокупность устройств, предназначенных для управления приводным механизмом (ключи управления, индикаторы положения, блоки управления, пусковые устройства электродвигателей, автоматические выключатели и т.п.).

Информация о значении регулируемого параметра в виде нормированного сигнала 0÷5 мА постоянного тока поступает из измерительного преобразователя технологического па­раметра. Сигнал сравнивается в сравнивающем устройстве с заданным зна­чением. При наличии разбаланса между заданным и текущем значениями регулируемого параметра на выходе сравнивающего устройства формируется сигнал, пропорциональный их разности. Разностной сигнал поступает на вход регулирующего прибора, в котором он обрабатывается по соответствующему алгоритму, а на выходе формируются управляющие ко­манды. Команды управления через усилительные каскады поступают исполнительный ме­ханизм, приводящий в движение регулирующий орган. Регулирующий орган, пе­ремещаясь по командам от регулирующего прибора, изменяет параметры регулируемого аппарата, постепенно сводя к нулевому значению разбаланс регулятора.

В зависимости от динамических характеристик регулируемого объекта и техноло­гических требований к характеру переходных процессов в автоматических системах ре­гулирования могут реализовываться следующие законы регулирования:

- позиционный;

- пропорциональный (статический);

- интегральный (астатический);

- пропорционально–интегральный;

- пропорционально–интегрально–дифференциальный.

Позиционное регулирование характеризуется дискретным изменением выходного сигнала в зависимости от изменения регулируемого параметра (включение, отключение нагревателей в компенсаторе давления).

Пропорциональные регуляторы (П–регуляторы) оказывают воздействие «Y» на регулирующий орган пропорционально отклонению регулируемой величины «Х». При этом изменение положения регулирующего органа пропорционально изменению регу­лируемого параметра.

Интегральные регуляторы (И–регуляторы) оказывают воздействие на регулирую­щий орган пропорционально интегралу от отклонения регулируемой величины, т.е. из­менение положения регулирующего органа зависит от значения отклонения регулируе­мого параметра и времени воздействия отклонения.

Пропорционально–интегральные регуляторы (ПИ–регуляторы) оказывают воз­действие на регулирующий орган пропорционально отклонению и интегралу от отклоне­ния регулируемой величины.

Пропорционально–интегрально – дифференциальные регуляторы (ПИД–регуля­торы) оказывают воздействие на объект регулирования пропорционально отклонению ре­гулируемой величины, интегралу от этого отклонения и скорости изменения регулируемой величины.

В конструкции аппаратуры «Каскад-2» используется блочно-модульный принцип. Блоки аппаратуры имеют индивидуальные источники питания и, в зависимости от ис­пользуемых модулей, могут выполнять различные функции. В регулирующих устройст­вах авторегуляторов используются следующие блоки:

Р27 – блок регулирующий;

А05 – блок суммирования и ограничения сигналов;

А06 – блок ограничения и размножения сигнала;

А35 – блок вычислительных операций;

Д05 – блок динамических преобразований;

Д07 – блок интегрирования;

Л03 – блок аналого-релейного преобразования;

Н05 – блок нелинейных преобразований.

В качестве примера построения авторегулятора рассмотрим структурную схему авто­матического регулятора, представленную на рисунке 21.

В качестве задающих устройств в системах авторегулирования на энергоблоках ОП ЗАЭС применяются модули ЗУ11 и ЗУ05. Задающее устройство ЗУ11 состоит из потен­циометра с шкалой указателя положения подвижного контакта от минус 100 до 100 %.

Регулирующий блок Р27 выполняет следующие функции:

1) гальваническое разделение входных и выходных цепей, а также входных цепей друг от друга;

2) введение задания регулируемой величины;

3) суммирование унифицированных входных сигналов постоянного тока, формирова­ние сигнала отклонения регулируемой величины от заданного значения (формиро­вание сигнала рассогласования);

4) демпфирование сигнала отклонения (сигнала рассогласования);

5) формирование выходного импульсного электрического сигнала для воздействия на управляемый процесс в соответствии с одним из законов регулиро­вания.

Усилитель

Рисунок 21 - Структурная схема авторегулятора

Система работает следующим образом – сигнал от задающего устройства параметра в виде унифицированного сигнала 0÷5 мА подается на вход суммирующего устройства, которое входит в состав регулирующего блока Р27 (аппаратура «Каскад-2»). Одновременно на другой вход суммирующего устройства подается сигнал обратной связи от измерительного преобразователя, измеряющего текущее значение регулируемого пара­метра.

Сравнивающее устройство может производить не только суммирование, но и вычи­тание. Из сигнала задатчика вычитается сигнал текущего значения регулируемого пара­метра. В результате на выходе суммирующего устройства формируется сигнал рассогла­сования (положительный или отрицательный) который в дальнейшем преобразуется в сиг­нал управления регулирующего блока Р27.

Поскольку все исполнительные механизмы регуляторов имеют асинхронный двига­тель переменного тока, скорость вращения которого постоянна, то сигнал управления от регулятора Р27 представляет собой последовательность импульсов управления и пауз между ними. Чем длиннее импульс управления, тем на большую величину перемещается исполнительный механизм. Длительность импульсов управления пропорциональна вели­чине сигнала рассогласования на входе регулятора.

Далее сигнал управления от регулятора поступает на логическую схему управления, которая предназначена для перевода с автоматического управления исполнительным ме­ханизмом на дистанционное (ручное) и наоборот. Указанную функцию выполняет аппаратура УКТС (блок включения регулятора – БВР).

Непосредственное переключение «автомат-ручное» исполнительного механизма производится оператором с помощью блока ручного управления (БРУ-32), в состав кото­рого входит ключ переключения и кнопки дистанционного управления «БОЛЬШЕ» и «МЕНЬШЕ». Кроме того в блоке БРУ-32 предусмотрено устройство индикации прохожде­ния сигналов автоматического управления на исполнительный механизм и индикатор по­ложения исполнительного механизма. Воздействие от ключа переключения «автомат-руч­ное», также передаются на блок БВР.

В состав логической схемы управления также входит блок управления каналом (БУК), выполненный на аппаратуре УКТС и формирующий команды на открытие и закры­тие регулирующего органа. В БУК также поступает информация от концевых выключателей исполнительного механизма. При полном открытии регулирующего органа запрещается прохождение команд «больше» и полном закрытии – команд «меньше». Далее от БУК команды поступают на блок ключей (БКЛ), выполненный также на аппаратуре УКТС.

БКЛ является усилителем сигнала управления и предназначен для выдачи команд управления на магнитные усилители или магнитные пускатели при электроприводах боль­шой мощности. БКЛ представляют собой тиристорные ключи.

Магнитные усилители, исполнительные автоматы и магнитные пускатели выдают команды непосредственно на электродвигатели привода регулирующих органов воздейст­вующих на объект регулирования.

Значение регулируемого параметра принимается первичным измерительным преоб­разователем. Таким образом, контур регулирования замыкается.

Основными отличиями отдельных систем регулирования являются различные изме­рительные преобразователи, различные характеристики исполнительных механизмов и настройки регулирующего блока, которые определяются характеристиками объекта регу­лирования.

3.6.2 Система дистанционного управления

Системы дистанционного управления предназначены для управления трубопро­водной арматурой. В состав системы дистанционного управления входят:

- трубопроводная арматура;

- привод;

- оборудование схемы управления.

Трубопроводной арматурой называются группа устройств, устанавливаемых на трубопроводах и емкостях для управления потоками рабочих сред. Арматура подразде­ляется на управляемую и действующую автоматически. Управление арматурой произво­дится вручную или с помощью привода действующего от постороннего источника энер­гии. Эксплуатируемая на энергоблоках арматура по функциональному назначению де­лится на основные виды:

- регулирующую;

- предохранительную;

- запорную;

- защитную.

Управление потоком среды в арматуре осуществляется с помощью рабочего за­порного или регулирующего органа, состоящего из затвора и седла. Затвор представляет собой деталь или конструктивно объединенную группу деталей, перемещающуюся или поворачивающуюся с помощью шпинделя или штока относительно седла. В зависимости от устройства трубопроводная арматура управляется разными типами приводов.

На энергоблоках ЗАЭС эксплуатируются следующие типы приводов:

- однооборотные электроприводы МЭО акционерного общества «Чебоксарский завод автоматики и механики», Россия;

- прямоходные электроприводы МЭП акционерного общества «Чебоксарский за­вод автоматики и механики», Россия;

- многооборотные электроприводы МЭМ, Армения;

- многооборотные электроприводы ЧЗЭМ Чеховского завода энергетического ма­шиностроения, Россия;

- многооборотные электроприводы производственного объединения «Тулаэлек­тропривод», Россия;

- многооборотные электроприводы НПО «Арма», Украина;

- многооборотные электроприводы «MODACT», Чехия;

- многооборотные электроприводы «SIEMENS», Германия;

- многооборотные и однооборотные электроприводы «АUМА», Германия;

- многооборотные электроприводы «LIMITORQUE», США;

- многооборотные электроприводы ЕМРN, Югославия;

- прямоходные электроприводы БУЕ, Болгария;

- пневмоприводы «PERSTA» и «BABCOCK», Германия;

- пневмоприводы Б096, Россия.

Схемы управления приводами включают в себя:

- электрооборудование пневматических приводов;

- электрооборудование электроприводов;

- оборудование, расположенное в шкафах РТЗО;

- устройства логического управления (УЛУ) первого уровня;

- оборудование, расположенное в панелях блочного щита управления, резервного щита управления или в местных щитах управления.

Схемы управления пневматическими приводами обеспечивают:

- открытие и закрытие отсечных клапанов арматуры по командам оператора;

- открытие и закрытие отсечных клапанов по командам технологических защит;

- приоритетность выполнения команд технологических защит;

- дискретную информацию о положении отсечных клапанов на щитах управления, в схемы технологических защит (бло­кировок) и в устройства управляющей вычислительной системы.

Схемы управления электроприводами обеспечивают:

- открытие, закрытие и останов трубопроводной арматуры по командам оператора;

- открытие и/или закрытие трубопроводной арматуры по командам технологических защит (блокировок);

- приоритетность выполнения команд технологических защит (блокировок);

- уплотнение трубопроводной арматуры в крайних положениях;

- дискретную информацию о положении запорной арматуры на щитах управления, в схемы технологических защит (бло­кировок) и в УВС;

- аналоговую информацию о положении запорно-регулирующей и регулирующей ар­матуры на щитах управления и в УВС.

Схема дистанционного управления запорной арматурой представлена на рисунке 22. Рассмотрим принцип ее работы.

Рисунок 22 - Схема дистанционного управления арматурой

Команда оператора от ключа управления, расположенного на панели щита управле­ния, поступает в блок промежуточного управления (БПУ). БПУ предназначен для контроля достоверности команд управления и формирование выходной команды на вход дистанционного управления блока управления запорным органом (БУЗ) или двигателем (БУД). Блок промежуточного управления выпол­няет следующие функции:

- прием команды оператора «Открыть» и «Закрыть»;

- выдача команд на блок индивидуального управления;

- блокирование команд при неисправностях в цепи подачи команд оператора;

- выдача информации оператору по положению объекта управления;

- выдача информации в УВС о поданных оператором командах, а также о блокиро­вании канала управления.

Сформированная команда из блока БПУ поступает в блок индивидуального управ­ления арматурой (БУЗ), который предназначен для:

- приёма команды от ключа или блока управления

- выдачи информации на лампы сигнализации и в УВС о прохождении команды от ключа управления или от БРУ-32;

- выдачи информации на лампы сигнализации и в УВС о состоянии запорной арма­туры или механизмов;

- обеспечения приоритета выполнения команд;

- выдачи команды на коммутационные аппараты;

- приёма информации о состоянии запорной арматуры или механизмов.

Команда управления от БУЗ по­ступает в блок логических ключей (БКЛ). БКЛ принимает входные команды «Открыть» или «Закрыть» от блока управления запорным органом БУЗ и с гальваниче­ским разделением коммутирует выходные силовые электрические цепи. Силовые команды через кроссовый шкаф поступают в сборку РТЗО, в которой распо­ложены магнитные пускатели открытия (ПМО) и закрытия (ПМЗ), коммутирующие силовое электропитание в виде трехфазного напряжения 380 В или однофазного напряжения 220 В на обмотки электродвигателя исполнительного механизма.

Кроме магнитных пускателей в шкафу РТЗО расположены автоматические выключа­тели, предназначенные для защиты электродвигателей при заклинивании исполни­тельного механизма, а также защиты цепей управления и силовых цепей электропривода от короткого замыкания с помощью электромагнитных и тепловых расцепителей. Если по условиям работы запорной арматуры требуется дополнительное ее уплотнение после за­крытия, то в шкафу РТЗО устанавливаются реле токовой затяжки.

В состав электропривода запорной арматуры входят блок электрических зажимов, электродвигатель, редуктор, ручной дублер и блок путевых и моментных выключателей. В блоке путевых и моментных выключателей располагаются коробка путевых выключателей, моментные муфты и местный указатель положения.

Концевые выключатели запорной арматуры обтекаются переменным током напря­жением 220 В. Замкнутое состояние «верхнего» и «нижнего» концевых выключателей сви­детельствует о промежуточном положении запорной арматуры. При этом разрешается пе­ремещение арматуры как на открытие, так и на закрытие. По достижении арматурой лю­бого из концевых выключателей, контакты этого выключателя механически размыкаются и электродвигатель привода останавливается. При этом дальнейшее движение арматуры в данном направлении невозможно. Информация от путевых выключателей в виде сигнала переменного тока напряжением 220 В поступает в кроссовый шкаф. В кроссовом шкафу напряжение снижается до значения 24 В переменного тока с помощью электрических де­лителей. Сигнал из кроссового шкафа поступает в базовый шкаф УКТС на вход блока БУЗ. В блоке БУЗ информация от концевых выключателей используется для формирования управляющих воздействий, а также размножается для передачи в УВС энергоблока и для индикации на панелях щитов управления.

3.7 Унифицированный комплекс технических средств

Унифицированный комплекс технических средств (УКТС) предназначен для созда­ния проектным путем устройств управления, защиты и сигнализации, реализующие сле­дующие функции:

- автоматика (регуляторы, автоматическое включение резерва);

- технологические блокировки;

- технологические защиты;

- прием и обработка оперативных команд оператора, технологических защит, блоки­ровок, команд высшей иерархической ступени управления (устройств логического управления второго уровня) и выдача команд на исполнительные механизмы;

Дата добавления: 2015-08-18