Возврат на главную страницу

Другие статьи по этой теме
АСУ ТП парогазовой ТЭЦ ЗАО "РЭК"
Комплектных АСУ ТП котлоагрегатов
Автоматизация котлоагрегатов КВГМ-50
Автоматизация котлоагрегатов ПТВМ-30
Автоматизациякотлоагрегатов ДКВР-20-13

ПТК повышенной надежности
в проекте автоматизации котлов БЭМ-25

на примере АСУТП котельной ОАО "Северсталь"

АСУТП предназначена для автоматизированного управления технологическим оборудованием котельной ОАО «Северсталь». В состав оборудования котельной, согласно проекту, входят два паровых котла БЭМ-25-1,6/310Г, установка РОУ, деаэраторы с колонками КДА-50, пять питательные насосов ПЭ-100/32. В настоящее время смонтирован и запущен в эксплуатацию один котел БЭМ-25-1,6/310Г и общекотельное оборудование. Котельная размещена в помещении ЦПП-60 и выдает пар для основного производства - комплекса прокатного стана СТ-2000.

АСУТП обеспечивает управление оборудованием котельной в соответствии с действующими нормами безопасности, в том числе пуски и остановы оборудования, автоматическое регулирование технологических параметров, предоставляет оператору информацию о состоянии технологического процесса.

Основные функции системы:

• сбор и первичная обработка сигналов от датчиков;

• контроль сигналов на достоверность;

• отображение информации на мониторах АРМов;

• технологическая, аварийная и предупредительная сигнализация;

• автоматическое регулирование;

• дистанционное и автоматическое управление;

• реализация технологических защит и блокировок;

• регистрация  аварийных ситуаций;

• архивация и документирование;

• расчеты технико-экономических показателей;

• автоматическое ведение оперативной документации.

Сервисные функции системы:

• управления реконфигурацией технических средств;

• автоматизированная безопасная загрузка и запуск программ;

• автоматический сбор и статистическая обработка данных о работе ПТК.

Высокие требования к безотказной подаче пара на листопрокатный стан СТ-2000 потребовали построения ПТК АСУТП с использованием технических средств высокой степени надежности. В системе применен дублированный сервер сбора и обработки данных, высокопроизводительные резервированные контроллеры Simatic S7-400 (Siemens). Обмен данными между контроллером и устройствами сбора данных производится по резервированной информационной сети PROFIBUS-DP.

ПТК АСУТП имеет иерархическую, многоуровневую структуру, представленную на рис.2.

Рис. 2 Структурная схема ПТК АСУТП.

Верхний уровень ПТК

Оборудование верхнего уровня расположено в помещении центрального щита управления ЦЩУ и  имеет следующий состав.

• Шкаф серверов, в котором размещены:

  -     дублированный сервер (два системных блока),

  -     коммутатор сети Ethernet,

  -     компьютер инженерной станции.

• Шкаф компьютеров АРМов, который содержит:

  -     два компьютера АРМов оператора,

  -     компьютер АРМа начальника смены.

• Мониторы, клавиатуры, мыши, расположены на рабочих столах АРМов (4 рабочих места)

• Шкаф приборов и сигнализации ШПС  с показывающими приборами и сигнальными индикаторами, дублирующими показания основных параметров технологического процесса,

• Шкаф автоматического ввода резерва ШАВР,

• Шкаф  бесперебойного питания  ШБП.

Рис. 3  Мнемосхема котла БЭМ-25

Каждый сервер и каждый компьютер АРМов питается от отдельного блока бесперебойного питания, размещенного в ШБП.

Информационная сеть верхнего уровня, обеспечивающая обмен,  между сервером и клиентскими станциями  реализована по стандарту Ethernet 1000 BASE-T.

В качестве полевой шины обмена данными с уровнем контроллера принята резервированная сеть Ethernet 100 BASE-T.

В качестве базового программного обеспечения используется SCADA-система  SIMATIC WinCC.

Уровень контроллеров

Уровень контроллеров выполнен в виде шкафов контроллеров ШК1, ШК2 и реализует автоматическое и дистанционное  управление всеми технологическими объектами системы в реальном масштабе времени.

Шкаф контроллеров ШК1 выполняет основной объем функций управления. ШК1 включает резервированный контроллер SIMATIC S7-400H на базе процессоров CPU 417-4H  и модуль Y-Link  для подключения устройств с нерезервированным интерфейсом PROFIBUS DP к  резервированным шинам контроллера. Процессоры контроллера S7-400H функционируют в режиме горячего резервирования и управляют технологическим оборудованием через  устройства удаленного ввода/вывода SIMATIC ЕТ-200М. Устройства  ЕТ-200М размещенные в шкафах УСО подсистем контроля и управления  и связаны с контроллером резервированной шиной PROFIBUS DP.

В шкафу ШК2 расположен контроллер SIMATIC S7-300, обеспечивающий взаимосвязанное управление преобразователями частоты двигателей питательных насосов.

Шкафы ШК1 и ШК2 питаются от шкафа бесперебойного питания ШБП.

Уровень сбора и передачи данных

Оборудование уровня сбора и передачи данных размещается в котельном цехе и включает три подсистемы :

• подсистема котла №1,

• подсистема котла №2,

• подсистема общекотельного оборудования.

Каждая подсистема сбора и передачи данных включает в себя:

• шкаф устройств сопряжения с объектом УСО,

• силовые шкафы управления исполнительными механизмами (шкафы преобразователей частоты ПЧДВ, ПЧДС, ПЧПН, шкафы управления запорной арматурой ШУЗ, шкафы управления регулирующей арматурой ШУР),

• шкаф автоматического ввода резерва сети ШАВРС обеспечивающий питание исполнительных механизмов (электрифицированных задвижек и клапанов).                    

Шкаф УСО выполняет задачи сбора данных от датчиков, вывода управляющих сигналов, а также обеспечивает обмен информацией с уровнем контроллера. Шкаф УСО содержит  устройство удаленного ввода/вывода SIMATIC ЕТ-200М, блоки питания датчиков, блоки размножения аналоговых сигналов РС, графическую панель с сенсорным экраном 6”. Шкаф УСО получает питание от шкафа бесперебойного питания ШБП.

Состав сигналов ввода-вывода шкафа УСО:

- дискретные входы типа сухой контакт, =24 В

- дискретные выходы, =24 В, 500 мА

- аналоговые входы, (4¸20) мА

-  32.

Уровень датчиков, приборов и исполнительных механизмов

Для обеспечения возможности размножения сигналов все аналоговые датчики, включая датчики температуры и расхода, выбраны с выходным сигналом 4-20 мА.

Измерение расходов газа, питательной воды, пара и непрерывной продувки выполняется вихревыми расходомерами фирмы «Yokogava».