Организация обмена информацией в АСУТП

Потоки данных и команды, циркулирующие в АСУТП, условно можно разделить на три группы:

Первая группа ‑ данные о состоянии технологического процесса и исполнительных механизмов в виде сигналов датчиков поступают в устройства низовой автоматики, обрабатываются и поступают в виде управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

Этот поток данных обозначим как

датчик ® устройство низовой автоматики ® исполнительный механизм (ИМ)

По такой схеме реализуются технологические защиты и блокировки, автоматическое регулирование.

Вторая группа ‑ данные о состоянии технологического процесса и исполнительных механизмов после обработки в устройствах низовой автоматики поступают на второй уровень – в СВК УВС.

датчик ® КСО ® СВК УВС

или

датчик ® устройство низовой автоматики ® КСО® СВК УВС.

По таким схемам реализуется технологическая сигнализация и функциональная сигнализация (данные о неисправностях в АСУТП).

Третья группа ‑ команды управления, формируемые оператором, то есть команды, формируемые элементом высшего уровня иерархии управления.

оператор ® устройство низовой автоматики ® ИМ

По такой схеме реализуется дистанционное управление, задание режимов работы регуляторов, механизмов и т.д.

В штатном режиме работы АСУТП все средства находятся в работе. При этом в устройствах, реализованных на базе «жесткой логики», осуществляется формирование выходных команд. В ПТК используется принцип мажоритирования выходных команд, либо применение «горячего» резерва, который характеризуется тем, что все дублирующие друг друга устройства участвуют в сборе и обновлении информации и самодиагностируются. В выдаче выходных команд участвует «ведущий» модуль, устройство или канал, а у «ведомого» выходные сигналы программно блокированы. При этом предусматривается возможность по командам обслуживающего персонала ЦТАИ или, при обнаружении неисправности – автоматически, изменить режим «ведущий - ведомый» для устройств низовой автоматики.

В штатном режиме работы АСУТП выполняет автоматическое управление и реализует задачи самодиагностики.

Автоматические управляющие функции, как правило, имеют локальный характер (ограниченную зону действия) и разделяются на две группы функций:

- автоматическое управление по состоянию в соответствии с заданным законом управления. Эта группа функций реализуется автоматическими регуляторами всех типов, обеспечивающими поддержание заданного значения параметра или его изменение в соответствии с заданным законом в зависимости от других параметров;

- автоматическое управление по событию, реализуется алгоритмами логического управления и, как правило, направлено на изменение структуры потока (эти функции используются для реализации защитных и/или блокирующих действий).

На оператора в этом режиме возлагаются функции контроля.

При нарушениях в технологическом процессе внимание оператора привлекается автоматической светозвуковой сигнализацией с фиксацией информации в протоколе событий и на табло аварийной сигнализации. В зависимости от ситуации в работу вступают защиты и блокировки, а при необходимости и оператор. Согласование действий оператора с устройствами автоматики обеспечивается определенным в проекте приоритетом команд.

Основными средствами представления информации на БЩУ являются дисплеи УВС, системы внутриреакторного контроля, ПТК СУЗ и АСР ТО, средства сигнализации и вторичные приборы на панелях и пультах контроля и управления.

Пуск энергоблока без функционирования УВС в проектом режиме не допускается, так как объем информации, выведенной на индивидуальные приборы и табло, установленные на БЩУ, недостаточен для полноценного и длительного контроля технологического процесса. При этом структура УВС и обеспечение электропитанием построены таким образом, что массовая потеря информации, влекущая за собой необходимость останова энергоблока, маловероятна. Выход из работы отдельных составных частей УВС не требует останова энергоблока в связи с их резервированием, как по информационным каналам, так и по техническим средствам, а также дублированием входных каналов по особо важным параметрам.

Как видно из рисунка 1, система построена таким образом, что функционирование каждой из подсистем низовой автоматики (АСР, ДУ, ТЗБ и С и т.д.) обеспечивается автономно даже при отказе УВС. Тем самым обеспечивается повышенная готовность к реализации задач аварийных и технологических защит и блокировок, авторегулирования и аварийной технологической сигнализации.

Для обеспечения возможности контроля и безопасного останова энергоблока структурой предусмотрено:

- индивидуальное управление оборудованием систем безопасности и оборудованием нормальной эксплуатации;

- контроль на индивидуальных приборах основных параметров технологического процесса;

- технологическая сигнализация на индивидуальных табло.

Объем индивидуальных приборов обеспечивает работу энергоблока без УВС ограниченное время без изменения режимов работы технологического оборудования, и затем нормальный останов энергоблока.

Управление вспомогательным оборудованием осуществляется с местных щитов. К таким установкам относятся:

- блочная обессоливающая установка;

- установка дозирования гидразина и аммиака;

- пароэжекторные машины;

- установки кондиционирования воздуха в помещениях;

- вентустановки.

Для неответственных параметров, контроль которых осуществляется обходчиком, предусмотрены местные показывающие приборы (манометры, термометры).

Вопросы для самопроверки

1) Перечислите особенности построения централизованной АСУТП.

2) Укажите особенности построения децентрализованной АСУТП.

3) Объясните особенности построения распределённой АСУТП.

4) Перечислите подсистемы, находящиеся на нижнем уровне АСУТП энергоблока ОП ЗАЭС.

5) Укажите подсистемы, находящиеся на втором уровне АСУТП энергоблока.

6) Перечислите группы потоков данных и команд, циркулирующих в АСУТП.

7) Укажите группы автоматических управляющих функции.

8) Перечислите решения, обеспечивающие надежность представления информации операторам БЩУ с помощью технических средств УВС.

Заключение

Автоматизированная система управления технологическими процессами представляет собой человеко‑машинную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятым критерием.

Функции АСУТП подразделяются на

- управляющие;

- информационные;

- вспомогательные.

Комплекс технических средств АСУТП – это совокупность вычислительных и управляющих устройств, средств преобразования, отображения и регистрации сигналов, устройств передачи и обработки сигналов (данных), а также исполнительных устройств, достаточная для выполнения всех функций АСУТП.

В составе АСУТП АЭС выделены следующие функциональные подсистемы:

- подсистема теплотехнического контроля;

- подсистема технологической и аварийной сигнализации;

- подсистема технологических защит и блокировок;

- подсистема дистанционного управления;

- подсистема автоматического регулирования.

Также на энергоблоке имеется ряд многофункциональных подсистем предназначенных для выполнения комплекса функций по управлению агрегатом или технологической системой.

К многофункциональным подсистемам относятся:

- система управления и защиты реактора;

- система внутриреакторного контроля;

- система радиационного контроля;

- электронная часть системы регулирования турбины;

- система контроля механических величин турбоустановки;

- управляющая вычислительная система.

В АСУТП с точки зрения безопасности АЭС, в соответствии с выполняемыми функциями, выделяются следующие системы:

- управляющие системы безопасности;

- системы контроля и управления нормальной эксплуатации, важные для безопасности.

Маркировка, однозначно определяющая наименование каждого элемента оборудования, арматуры и т.п. дает возможность унифицировать обозначение на схемах, чертежах и другой документации.

АСУТП энергоблока ОП ЗАЭС представляет собой 3‑х уровневую распределенную по средствам и функциям систему, работа которой обеспечивается за счет обмена информацией командами между отдельными подсистемами.

На нижнем уровне предусматриваются комплексы связи с объектом, а также устройства локальной автоматики и управления нижнего уровня (АСР, ДУ, ТЗБ и ТС, ПТК).

На втором уровне ‑ в управляющей вычислительной системе реализуются задачи, связанные с централизацией контроля уровня энергоблока.

Высшим уровнем иерархии управления в АСУТП являются операторы, для реализации функционирования которых в структуре системы предусмотрен блочный щит управления.

Объем индивидуальных приборов обеспечивает работу энергоблока без УВС на ограниченное время без изменения режимов работы технологического оборудования, и затем нормальный останов энергоблока.

Управление вспомогательным оборудованием осуществляется с местных щитов управления.

Дата добавления: 2015-08-18