2.2.7. Исполнительные механизмы

Важнейшими элементами АСУ ТП являются исполнительные механизмы. Именно с их помощью осуществляется дистанционное и автоматическое управление и регулирование энергоблоком. От надежности их работы зависит безопасность и экономичность работы атомной электростанции. Под исполнительными механизмами следует понимать собственно механизмы (арматура) и их станции управления – низковольтные комплексные устройства (НКУ). Их количество на среднестатистическом блоке велико - около 4500 исполнительных механизмов и 600 шкафов НКУ. Статистика показывает, что более 40 % отказов, вызывающих остановку энергоблока, приходится на отказы оборудования исполнительных механизмов. Поэтому совершенствованию исполнительных механизмов уделяется большое внимание.

Существуют следующие разновидности исполнительных механизмов: работающие с постоянной скоростью в непрерывном режиме (вентиляторы, насосы, компрессоры), работающие в кратковременном режиме (запорная арматура), работающая в повторно-кратковременном режиме (регулирующие клапаны).

Одной из причин, вызывающих отказ исполнительных механизмов мощных регулирующих клапанов, является неоптимальный режим их работы. Их работа требует частых коротких включений электродвигателя (600-1000 в час), что заставляет их работать постоянно в пусковых режимах с токами, в 8-10 раз превышающими номинальные значения. Это требует выбора более мощных двигателей, увеличения массы их подвижных частей, объема шестерен, передач редукторов и т.д. Увеличение механических нагрузок на исполнительные механизмы являются причинами поломок подвижных частей: шестерен и винтовых передач. Поэтому особое внимание должно уделяться разработке эффективных средств исполнения команд регулирующих и управляющих устройств.

Для управления отработкой команд электроприводам исполнительных механизмов всех разновидностей предназначены исполнительные автоматы. На них возлагаются функции сбора информации об исполнительных механизмах, приема команд включения, отключения, изменения направления и частоты вращения, защиты от токов короткого замыкания, выдачи информации, контроля работоспособности исполнительных автоматов и исполнительных механизмов.

2.2.8. Типовые каналы измерения и управления

Измерительный канал включает в себя преобразователь-модуль ввода сигнала от объекта в устройство связи с объектом (УСО), систему связи с потребителями информации, процессорный блок. Примеры схем простых измерительных каналов приведены на рис. 7. На нем УСО – устройство связи с объектом. В нем сигнал датчика Д проходит первичную обработку – фильтрацию, линеаризацию, масштабирование, контроль достоверности. В функциональном процессоре ФП обработанному сигналу присваивается отметка времени. Через сетевой процессор сигнал попадает к внешнему потребителю.

Рис. 7. Схема измерительных каналов

а) простой канал, б) с увеличенной надежностью, в) с полным дублированием

В УСО сигнал от преобразователя проходит всю первичную обработку: фильтрация, линеаризация, масштабирование, контроль достоверности. В функциональном процессоре (ФП) обработанному сигналу присваивается отметка времени. Через сетевой процессор (СП) сигнал поступает к внешним потребителям (блочный, резервный щиты управления и др.).

Каналы управления в общем случае включают в себя средства приема сигналов, их обработки, выработки команд и выполнения команд (передачи их на привод). Основные типы каналов управления: защита, логическое управление, автоматическое управление, дистанционное управление по команде оператора. Соответственно этому в каждом канале управления выделяются две части: 1) прием сигналов, их обработка, формирование команд, 2) передача команд, их обработка путем коммуникации силовых цепей приводов. Первая часть канала реализуется по схеме измерительного канала. Основным средством реализации исполнительной части являются исполнительные автоматы. Примеры схем каналов управления разного назначения приведены на рис. 8. На этих схемах ПК - программируемый контроллер, ИА – исполнительный автомат, СП – сетевой процессор, ИМ - исполнительный механизм. Вариант а) на этом рисунке применяется в простейшем случае, когда нет особых требований по надежности управления для второстепенных объектов, в том числе для дистанционного управления. Вариант б) рекомендуется при управлении через

Рис. 8. Схемы каналов управления

а – нерезервированный вариант, б – д – резервированные варианты

обычные контактные средства или управления включением маломощных приводов постоянного тока. Вариант в) применяется для канала автоматического логического управления (например, для системы борного регулирования). Вариант г) применяется в управляющих системах нормальной эксплуатации, не участвующих в функциях обеспечения безопасности. Вариант д) применяется в управляющих системах нормальной эксплуатации, участвующих в функциях обеспечения безопасности. Вариант е) используется в управлении системами безопасности.