6.3. Дистанционный ввод информации

Необходимость ввода большого количества информации в до­полнение к поступающей с ТОУ — одна из основных особенностей функционирования сложных систем управления, оснащенных ЭВМ. В связи с этим становится актуальной задача наилучшей организации ввода информации с учетом возможностей человека-оператора.

В настоящее время известны как ручные, так и автоматизиро­ванные способы дистанционного ввода информации. К ручным способам относят однофунщиональный и многофункциональный, к автоматизированным — программный.

Однофункциональный способ предусматривает раздельный ввод каждого знака сообщения с помощью специально предназначен­ного для него ручного органа управления (кнопки, клавиши, тум­блера). Общее число кнопок (клавиш) определяется алфавитом знаков, которым пользуется оператор. Для ввода сложных сооб­щений используемый алфавит может содержать много десятков и сотен знаков. Это требует размещения большого числа закодиро­ванных клавиш на ограниченном пространстве и затрудняет оты­скание нужного кода, увеличивая время на его поиск.

Многофункциональный способ ввода информации с помощью многопальцевой или аккордной клавиатуры позволяет резко со­кратить число кнопок за счет использования их различных соче­таний для передачи часто повторяющихся сообщений или про­грамм. Этот способ применим для специально обученных опера­торов, иначе он чреват увеличением числа ошибок в процессе вво­да информации по сравнению с однофункциональным.

Программный способ служит наиболее производительным и на­дежным. Он отличается от ручных тем, что вводимую информа­цию разделяют на ассоциативные группы. При этом на панели ввода информации устанавливают лишь одну клавиатуру, состоя­щую из сравнительно небольшого числа кнопок. В зависимости от вида вводимого сообщения по заранее составленной программе осуществляют автоматическую коммутацию управляющей клави­атуры с соответствующими разрядами входного регистра форми­рователя сообщений. Содержание транспарантов (надписей) над клавишами также изменяют по заданной программе. После того как выбран вид сообщения, отпадает необходимость поиска нуж­ного сочетания клавиш, так как подключение ассоциативных групп осуществляется по программам автоматически. Последнее обстоятельство исключает ошибки при формировании сообщений, свойственные первым двум способам.

Кроме того, более простая клавиатура сокращает время и об­легчает процесс ввода информации. Описание систем дистанцион­ного ввода информации в АСУ приведено в [3,13].

6.4. Теплотехнический контроль и сигнализация

Теплотехнический контроль. Большая часть информации для оперативного персонала ТЭС поступает от систем теплотехниче­ского контроля. Теплотехническим контролем называют процесс измерения теплотехнических величин (температуры, давления, расхода пара, воды и т. п.) с помощью совокупности средств, осу­ществляющих эти измерения.

Большинство теплотехнических измерений выполняют с по­мощью измерительных систем дистанционного действия, состоя­щих из первичных измерительных преобразователей (датчиков), вторичных показывающих или самопишущих приборов и элект­рических или трубных линий связи между ними [7,13,21].

Современные системы теплотехнического контроля создают на основе использования унифицированных сигналов связи между первичными преобразователями и вторичными приборами. Физи­ческая сущность информационных унифицированных сигналов мо­жет быть различной: электрической, пневматической или гидрав­лической. Однако диапазон изменения их численных значений строго регламентируется. Так, для наиболее употребительных в теплоэнергетике электрических сигналов устанавливаются следую­щие пределы: 0—5 мА; 0—20 мА; 0—100 мА; 0—10 В постоянного электрического тока; для пневматического сигнала 0,2 — 1 кгс/см2 (0,02-0,1 МПа).

Унификацию выходных сигналов первичных преобразователей осуществляют либо за счет использования независимых нормиру­ющих преобразователей (например, при измерении температуры), либо конструктивного объединения первичных и передающих пре­образователей с нормирующими в остальных измерительных сис­темах.

Унификация информационных сигналов обладает рядом пре­имуществ по сравнению с традиционными измерительными систе­мами, применявшимися в доблочной энергетике: взаимозаменяе­мость первичных и вторичных приборов, возможность уменьше­ния числа первичных преобразователей методом многократного использования их выходного сигнала для различных целей (теплотехнического контроля, сигнализации, автоматического регули­рования и переработки информации непосредственно на ЭВМ и т.д.), существенное увеличение возможности централизованного контроля.

В то же время для целей оперативного контроля наиболее важ­ных величин продолжают применять независимый измерительный комплект, состоящий из отборного устройства, устанавливаемого на технологическом оборудовании, первичного бесшкального из­мерительного преобразователя (датчика), располагаемого вблизи или по месту измерения, вторичного прибора и соединительных линий между ними.

Все теплотехнические измерения на ТЭС, за небольшим иск­лючением, осуществляют с помощью приборов общепромышлен­ного назначения [7, 13].

При выборе конкретного прибора или измерительного комплек­та и оценке его пригодности в информационных целях используют метрологические характеристики технических средств измерения. Основная из них — абсолютная погрешность средства измерения (измерительного комплекта) определяется разностью показаний средства измерения и действительного значения измеряемой ве­личины:

∆_i = y_i – y_iд,

где ∆_i — абсолютная погрешность измерения i-й величины; {y_i} Y — показание прибора (средства измерения) по i-му кана­лу измерений; y_iд — действительное значение i-й измеряемой ве­личины.

Погрешность измерительного комплекта (средства измерения) — геометрическая сумма погрешностей отдельных его составляющих (первичного измерительного преобразователя, трубных и электри­ческих соединительных линий, вторичного показывающего или регистрирующего прибора и др.).

Предельные допустимые погрешности δ_i, при измерениях тепло­технических величин ТЭС различными измерительными комп­лектами приведены в табл. 6.2 [10, 21].

Технологическая сигнализация. Для множества величин, кон­тролируемых в процессе управления, достаточно установить лишь факт их нахождения в зоне допустимых значений или отклонения за ее пределы. Для этих целей в помощь оператору выделяется специальная группа технических средств, предназначенных для контрольного чтения представляемой информации, — подсистема технологической сигнализации (ТС). Устройства ТС оповещают персонал о происшедших нарушениях технологического процесса, установленных режимов работы основного и вспомогательного оборудования или же о неисправностях в самой АСУ ТП ТЭС.

Существуют следующие виды ТС в зависимости от характера нарушения технологического процесса и функционирования тех­нических средств АСУ:

отклонения параметров от допустимых значений по условиям надежности и без­опасности работы энергооборудования;

аварийные отклонения параметров, требующие немедленного останова обору­дования;

срабатывания тепловых или электрических защит, приводящие к сбросу тепло­вой и электрической нагрузок или к останову того или иного оборудования;

вызов к месту очевидной неисправности того или, иного энергетического обо­рудования или элементов АСУ ТП;

нарушение электропитания технических средств автоматизации.

Для оповещения персонала о перечисленных нарушениях при­меняют акустические и зрительные индикаторы. Звуковые сигна­лизации обычно выполняют двухтональными. Первый тон — зво­нок или зуммер — включается при подаче предупредительного сигнала; второй — сигнал более мощного звучания, обычно сире­на, — оповещает персонал об авариях или аварийных отключениях.

Таблица 6.2.

Предельные допустимые и относительные погрешности измерений теплотехнических величин

Визуальную сигнализацию обычно световую осуществляют с помощью сигнальных ламп с двухцветным (красным или зеленым) кодированием состояния объекта или же с помощью двухламповых или одноламповых табло. На светящихся транспарантах табло вы­свечивается надпись, указывающая причину появления сигнала.

Количество световых сигналов в системах управления крупны­ми энергоблоками сравнительно велико — до 300 единиц на один операторский пост. Обнаружить появление нового сигнала среди уже светящихся может оказаться затруднительным. Поэтому каж­дый вновь поступающий сигнал должен выделяться прерывистым свечением (мерцанием).

В качестве примера реализации рассмотренных принципов организации техно­логической сигнализации на рис. 6.4 приведена двухрелейная электрическая схема сигнализации на базе двухлампового светового табло и серийной аппаратуры (ре­зисторы, конденсаторы, полупроводниковые элементы и т.п.). Работа этой схемы протекает следующим образом.

В исходном режиме лампы Л₁ и Л₂ подключены к отрицательному полюсу ис­точника питания — шинке ШСТ. При замыкании контактов датчика сигнала 1КДС срабатывает реле 1РП и подключает лампы к шинке "мигания" ШТМ, на которой с частотой 1—2 Гц появляется плюс источника питания. В результате лампы начинают мигать и табло светится прерывистым светом. Одновременно с этим срабатывание реле 1РП подготавливает цепь включения реле 2РП.

Кроме того, при замыкании контактов 1КДС по цепи, образованной контактом реле 2РП и сопротивлением R₃, протекает ток через первичную обмотку транс­форматора Тр реле импульсной сигнализации РИС. В момент появления тока в первичной обмотке трансформатора Тр на его вторичной обмотке возникает ток, который усиливается транзистором Т₁ и вызывает срабатывание поляризованного реле РП-7. При этом якорь поляризованного реле перебрасывается и замыкает кон­такт, включающий звуковой сигнал.

Одновременно с включением звукового сигнала замыкаются контакты реле 2РЗВ в центральной части схемы технологической сигнализации и тем самым по­дается напряжение на вторую обмотку реле РП-7. Якорь этого реле переходит в исходное положение.

Следовательно, реле РИС оказывается подготовленным к включению при по­явлении следующего сигнала. Если контакты 1КДС разомкнутся до съема звуко­вого сигнала оператором, то возникающий при этом в трансформаторе Тр сигнал тока, усиленный

Рис. 6.4. Принципиальная электрическая схема технологической сигнализации

транзистором Т2, вызовет также включение второй обмотки реле РП-7 и возврат якоря этого реле в исходное положение с одновременным отклю­чением звукового сигнала.

После того, как вновь появившийся и выделенный миганием световой сигнал обнаружен, оператор нажимает кнопку съема мигания КСМ, в результате чего включается реле 2РП. При этом реле 1РП отключается. Однако якорь реле отпа­дает с некоторой задержкой благодаря тому, что параллельно его обмотке подклю­чен конденсатор С. Эта задержка обеспечивает надежное срабатывание реле 2РП по цепи, образованной контактом 1КДС и замыкающим контактом реле 2РП.

Отключение реле 1РП и включение реле 2РП приводят к переключению ламп с шинки мигающего света ШМТ на шинку +ШИТ, в результате чего табло начи­нает светиться ровным светом.

Включение реле 2РП приводит также к прекращению протекания тока через сопротивление R₃ и первичную обмотку трансформатора в реле РИС. Вследствие этого постоянный ток протекает через первичную обмотку трансформатора огра­ниченное время. Сопротивление Лз выбрано таким, чтобы при появлении сигнала и замыкании контакта 1КДС изменение тока через первичную обмотку трансфор­матора составляло приблизительно 50 мА. В этом случае обеспечивается четкое срабатывание реле РП-7, а насыщение трансформатора наступает только при про­текании через него тока от 18—20 табло одновременно. Так как после каждого съема мигания происходит отключение табло от реле РИС, трансформатор прак­тически не насыщается и реле РИС оказывается всегда готовым к работе.

При исчезновении причины, вызвавшей появление сигнала, контакт 1КДС раз­мыкается, в результате чего отключается реле 2РП, размыкается его контакт в цепи ламп и свечение табло прекращается. При этом замыкается также контакт 2РП в цепи реле 1РП и табло оказывается готовым к приему сигнала.

Опробование ламп сигнальных табло осуществляется с помощью переключателя опробования ПО. При повороте рукоятки этого переключателя из положения "Ра­бота" в положение "Опробование" на каждом из табло, связанных с этим переклю­чателем, лампы Л₁ и Л₂ соединяются последовательно и подключаются к обоим полюсам источника питания. Опробование реле РИС и звуковой сигнализации производится кнопкой опробования звукового сигнала КОЗ, при нажатии которой первичная обмотка трансформатора реле РИС через резистор подключается к ис­точнику питания схемы. В приведенной схеме предусматривается применение таб­ло, в которых кроме ламп Л₁ и Л₂ устанавливаются также реле 1РП и 2РП, до­бавочные сопротивления R₁, R₂, R₃и конденсатор С.

Особенность приведенной схемы состоит в том, что некоторые ее элементы принадлежат к общей системе сигнализации какого-либо крупного ТОУ либо группы объектов, управляемых с одного щита. В то же время первичные измерительные преобразователи (например, 1КДС, 2КДС и др.), размещают на разных территори­ально-разобщенных объектах, часто подвергающихся различным по интенсивности механическим, термическим и прочим воздей­ствиям окружающей производственной среды. Вероятность отказа этих элементов намного выше по сравнению с элементами схемы, находящимися в сравнительно благоприятных условиях на БЩУ или ГрЩУ. Следовательно, электрическая схема должна быть вы­полнена так, чтобы повреждения ее отдельных элементов не при­водили к отказу всей системы. Для этого схемы технологической сигнализации разделяют на отдельные участки, каждый из кото­рых в случае необходимости временно может быть отключен при сохранении работоспособности всей системы.

Схема, приведенная на рис. 6.4, относится к одному из таких участков, выделенных по функционально-групповому признаку. Аналогично выполняют схемы других участков (групп), в каждой из которых объединяют до 60—80 контролируемых параметров ка­кого-либо одного крупного или группы вспомогательных агрега­тов, например по контролю температуры нагрева подшипников вращающихся механизмов (дымососов, вентиляторов и т.п.) [13].

Построение электрических схем сигнализации с соблюдением принципа разделения на независимые участки (группы) позволяет снизить вероятность полных отказов систем технологической сиг­нализации и повысить их ремонтопригодность в условиях непре­рывной эксплуатации основного оборудования [13,27].

Электрическое питание схем технологической сигнализации осуществляют постоянным током от собственного источника. Раз­дельное питание обусловлено повышенной вероятностью отказов в разветвленных цепях технологической сигнализации, обладаю­щих сравнительно низкой электрической изоляцией по отноше­нию к земле.