CC BY
53
УДК 621.311.22, 621.311.22:697.34, 621.398
А. В. Бединова1, В. Н. Приходько1*, А. А. Евстигнеев2
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
2ОАО «Мосэнерго», филиал ТЭЦ-21, Москва, Россия, 125412, г. Москва, ул. Ижорская, д. 9 * e-mail: V-Prikhodko@mail.ru
РАЗРАБОТКА, ДИНАМИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ И ВИДЕОКАДРОВ В ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ SPPA-T3000 SIEMENS
Аннотация
В работе представлены разработанные, динамизированные и внедренные на базе SPPA-T3000 средства визуализации - функциональные схемы и видеокадры мнемосхем модернизированной питательной турбонасосной установки с насосом типа HPT фирмы Sulzer теплофикационного энергоблока ТЭЦ.
Ключевые слова: программно-технический комплекс SPPA-T3000, теплоэлектроцентраль - ТЭЦ, питательный турбонасос ПТН, энергоблок ТЭЦ, визуализация, видеокадр, мнемосхема, функциональная схема.
Для предприятий энергетической отрасли максимальный уровень безопасности и отказоустойчивости оборудования жизненно необходим. В настоящее время значительная часть установленного основного и вспомогательного оборудования ТЭС и ТЭЦ России выработала свой ресурс. Это обусловливает возрастающую потребность в модернизации и замещении изношенного оборудования электростанций России, в том числе питательных турбонасосов.
Из всех элементов вспомогательного оборудования современных ТЭЦ питательные насосы установок по своему месту и назначению могут быть отнесены к основному тепломеханическому оборудованию энергоблока. Зачастую неправильно подобранные питательные насосы приводят к аварийным ситуациям. Поэтому так принципиальны и важны требования, которое предъявляется к эксплуатации питательных насосов [1].
На энергоблоке № 8 теплоэлектроцентрали -ТЭЦ-21 ОАО «Мосэнерго» мощностью 250 МВт с теплофикационной турбиной Т-250/300-240 и газомазутным котлом типа ТГМП-314П паропроизводительностью 1000 т/ч была произведена модернизация питательной турбонасосной установки.
При модернизации установки в качестве питательного турбонасоса был выбран секционный двухкорпусный насос типа HPT фирмы SULZER Германия. Компания SULZER является одним из мировых лидеров в производстве насосов. Секционные двухкорпусные насосы типа HPT специально предназначены для перекачки горячей питательной воды в главный котел на тепловых электростанциях. Насосы оптимизированы для обеспечения длительной эффективной работы с минимальными затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание.
Замена имеющегося турбонасоса вызвала необходимость разработки, динамизации и внедрения новых функциональных схем и видеокадров технологического процесса в полномасштабной АСУ энергоблока.
Функциональные схемы и видеокадры автоматизации питательной установки, их динамизация разрабатывались на базе новейшего программно-технического комплекса ПТК SPPA-T3000 Siemens, который был адаптирован и внедрен в результате полномасштабной модернизации АСУ ТП энергоблока № 8.
ПТК SPPA-T3000 является разработкой фирмы Siemens в области автоматизации электростанций, вышел на мировой рынок в 2005-2006 годах. Система контроля и управления, построенная на базе ПТК SPPA-T3000, предназначена для выполнения всех задач автоматизации оборудования электростанции. Помимо выполнения традиционных задач управления энергетическими установками, ПТК SPPA-T3000 позволяет адаптировать ее применение к различным условиям конкретного проекта, что обеспечивает повышение эффективности оперативной
деятельности электростанции [2, 3].
Основные преимущества SPPA-T3000, нового эталона в области управления:
• простое управление, позволяющее операторам быстро освоить систему;
• высокая эффективность распределения данных - нужная информация в любое время, в любом месте;
• низкие затраты в течение всего срока службы для долгосрочного коммерческого успеха.
В составе комплекса АСУТП энергоблока реализован весь объем типовых функций контроля и управления: автоматические системы регулирования основного оборудования и вспомогательных систем, технологические защиты и блокировки, предупредительная сигнализация, дистанционное управление, программы пуска/останова,
информационные функции.
В архитектурном плане SPPA-T3000 относится к последнему, четвертому, поколению ПТК. Системы четвертого поколения - это web-based системы, ядром которых является интернет-технология или web-технология с ее трехуровневой моделью (уровни представления, обработки данных). Таким образом,
ПТК SPPA-T3000 имеет объектно-ориентированную системную архитектуру, основанную на веб-технологии, которая позволяет уменьшить количество компонентов и внутренних интерфейсов. Предыдущие поколения ПТК имели компоненты (контроллеры, операторские и архивный сервера, операторские терминалы, инженерную станцию и т. д.) со своим собственным программным обеспечением, иногда построенным на различных платформах, и необходимостью связывания компонентов между собой для организации их совместной работы. Принципиальным отличием от них SPPA-T3000, как ПТК четвертого поколения, является встроенность всех компонентов, как аппаратных, так и программных, в единую систему с единым полем информации и едиными принципами их внутреннего взаимодействия.
ПТК создан на базе языка Java. В системе используются: HTML как стандартный формат всех документов, XML - как формат обмена данными, HTTP как средство «передачи» данных. Все это делает систему платформонезависимой.
Принципиальное отличие SPPA-T3000 от других систем четвертого поколения находится в области программного обеспечения. Принятая архитектура ПТК и способ предоставления данных позволяют пользователю (наладчику, оператору,
обслуживающему персоналу, инженеру-
разработчику) «общаться» с системой на понятном индивидуально легко настраиваемом языке. Любому пользователю система БРРЛ-Т3000 предоставляется именно тот «вид» системы, который ему нужен. Например, оператору требуется структурная схема, значения параметров, графики и т.п., а также возможность «на ходу» изменять структурную схему, включать ее в работу, анализировать результат, «откатываться назад» и т. д. Все эти возможности предоставляются в соответствии с системой ролей и прав доступа.
В БРРЛ-Т3000 представлены широчайшие возможности основных элементов для работы с ПТК: визуализация, сигнализация, проведение расчетов с использованием «энергетической» библиотеки протоколирования и архивирования.
Визуализация процесса, видеограммы с видеокадрами и панели управления позволяют оператору контролировать технологический процесс, управлять устройствами и параметрами; производить настройку режимов управления; реагировать на сигнализацию и изменять задание. Возможность простой и легкой конфигурации пользовательских видеограмм обеспечивает настройку видов объекта в соответствии с требованиями пользователя. Существует возможность отображения в видеограммах сигнализации и записи в журнал регистрации.
Рис. 1. Пример итогового видеокадра функциональной схемы питательного турбонасоса Видеосхема - совокупность сигнальных персональных компьютерах на диспетчерских устройств, изображений оборудования и внутренних пультах. Видеосхемы облегчают запоминание связей контролируемого объекта, размещаемых на
структуры объекта, контроль режимов его действий и управление им.
Средства визуализации - одно из базовых свойств ПТК. В системе ПТК имеется графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая графика дает возможность осуществлять широкий круг операций над выбранным объектом. Объекты могут быть простыми (линии, прямоугольники, текстовые объекты и т. д.) и сложными. Имеется возможность агрегирования сложных объектов. В ПТК включены библиотеки стандартных графических символов, библиотеки сложных графических объектов и целый ряд других стандартных возможностей.
Графический объектно-ориентированный
редактор позволяет создавать статическую часть технологических видеокадров и видеосхем, их фрагменты и элементы, не изменяющиеся в процессе работы системы. Далее выполняется динамизация видеосхем, то есть, связываются элементы видеосхемы с такими атрибутами технологического процесса, как текущие значения технологических параметров, аварийная и предупредительная сигнализация, состояние исполнительных
механизмов и т. д.
Динамически изменяемая информация на экране компьютера, в соответствии с ее особенностями, представляется в виде следующих форм: в виде текстовых сообщений; в виде числовых значений параметров; в виде столбцов диаграмм; в виде вторичных показывающих приборов и т. п.
При разработке визуализации и динамизации модернизированной установки в соответствии с технологическим регламентом были разработаны: новые функциональные схемы и видеокадры видеосхем, включающие расположение насоса и турбопривода на схеме, новая система трубопроводов. К спроектированной схеме к каждому параметру были подсоединены соответствующие датчики. Для того, чтобы контролировать отклонение параметров схемы за пределы нормы, на каждый параметр была установлена сигнализация (начальная, предупредительная и аварийная), т.е. была прописана логика включения системы автоматического управления процесса. В библиотеку системы были занесены новые датчики, соответствующие разработанной визуализации, а также исключена из базы данных старая информация. На рисунке 1 представлен пример разработанной визуализации -видеокадр питательной установки энергоблока.
Бединова Алёна Владимировна, студентка 4 курса факультета Информационных технологий и управления РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Приходько Валентина Николаевна, старший преподаватель кафедры Информационных компьютерных технологий РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Евстигнеев Алексей Александрович, ведущий инженер-электроник ТЭЦ-21.
Литература
1. Буров В.Д. Тепловые электрические станции/ В.Д. Буров, Е.В. Дорохов, Д.П. Елизаров. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 466 с.
2. Свидерский А.Г., Херпель Х. Новые технические средства для автоматизации объектов энергетики. Усовершенствование автоматических систем регулирования технологических параметров энергоблоков// Теплоэнергетика. - 2008. - № 10. - С.9-13.
3. Руководство ПТК SPPA-T3000 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://kafedra.asutp.lclients.ru/sppa/AboutSPPAT3000.pdf (дата обращения: 05.05.2015).
Bedinova Alena Vladimirovna1, Prikhodko Valentina Nikolaevha1 *, Evstigneev Alexey Aleksandrovich2
1D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. 2TPS-21, MOSENRGO, Moscow, Russia. * e-mail: V-Prikhodko@mail.ru
DEVELOPMENT, DYNAMIZATION AND INTRODUCTION OF FUNCTIONAL SCHEMAS AND VIDEO FRAMES USING SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX SPPA-T3000 SIEMENS
Abstract
Developed, dynamized and implemented functional schemas and video frames of upgraded nutritional turbopump installation with pump HPT company Sulzer of CHP unit presented in this article. The work made with help of software and hardware complex SPPA-T3000.
Key words: software and hardware complex SPPA-T3000, combined heat and power - CHP, turbopump, CHP unit, visualization, video frame, video scheme, functional scheme.
