- •Нияу « мифи»
- •Глава 1
- •1.1. Назначение
- •1.2. Характеристика объекта автоматизации
- •1.3. Функциональная структура
- •1.4. Структурная схема и основные решения
- •1.5. Функции подсистем и основные задачи
- •Глава 2
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Алгоритмы суз
- •2.3. Инициирующая часть аз-усби, пз
- •2.4. Исполнительная часть аз, пз
- •2.5. Аппаратура контроля нейтронного потока акнп
- •2.6. Система группового и индивидуального управления (сгиу)
- •2.7. Информационно-диагностическая сеть суз
- •2.8. Электропитание суз
- •2.9. Автоматический регулятор мощности реактора (армр)
- •2.10. Оборудование суз, размещаемое на бпу и рпу
- •Глава 3
- •3.1. Назначение и задачи
- •3.2. Режимы и условия запуска
- •3.3. Схемы функционирования
- •3.4. Состав птк усб и структурные схемы
- •3.5. Модуль приоритетного управления
- •3.6. Основные регуляторы усб
- •3.7. Проектирование ску безопасности
- •Глава 4
- •4.1. Назначение, состав, функции
- •4.2. Структурные схемы
- •4.3. Программное обеспечение
- •4.4. Информационное обеспечение, элементная база видеокадров
- •А). Типы интерфейсов и структура экрана рс
- •Верхнее меню
- •Нижнее меню
- •Б). Принципы кодировки информации
- •Основные информационные цвета
- •Дополнительные информационные цвета
- •Кодировка информации миганием
- •Кодировка аналоговых сигналов
- •Кодировка состояния оборудования
- •Запорные задвижки
- •Импульсные и предохранительные клапаны
- •Обратные клапаны
- •Насос, компрессор, вентилятор, электромотор
- •Секционный включатель
- •Авр и прочие выключатели режимов дистанция / автомат или откл / вкл
- •Регулирующий клапан, моментная муфта, регулятор
- •Функционально-групповое управление
- •В). Элементы и навигация
- •Д). Информационные окна
- •Информационные окна аналоговых параметров без дополнительных дискретных сигналов
- •Информационные окна аналоговых параметров со вспомогательными дискретными сигналами
- •Информационные окна для простейших объектов
- •Информационные окна для сложных элементов
- •Глава 5
- •5.1. Назначение и состав
- •5.2. Описание тптс – ем
- •5.3. Описание тптс – нт
- •5.4. Структурирование ску нэ
- •5.5. Функционально-групповое управление (фгу)
- •5.6. Основные регуляторы ску нэ
- •Глава 6
- •6.1. Назначение, состав, функции
- •6.2. Структурные схемы и функционирование
- •Функционирование при отказах
- •Глава 7
- •Глава 8
- •В качестве проектных основ при проектировании местных пунктов приняты следующие положения:
- •8.2. Основы проектирования
- •При нормальных условиях эксплуатации решаются технологические и информационные задачи управления.
- •При нарушениях нормальных условий эксплуатации (ннуэ) дополнительно решаются следующие технологические и задачи информационного обеспечения управления.
- •При проектных авариях решаются следующие технологические задачи управления и задачи информационного обеспечения управления.
- •Информационное обеспечение оперативного персонала в рамках асу тп аэс формируется на базе информационной модели технологического объекта управления (тоу) которая определяется:
- •В составе информационной модели рассматриваются следующие виды объектов управления:
- •В составе информационной модели рассматриваются следующие виды объектов контроля:
- •По каждому объекту управления предусматривается предоставление оператору:
- •Основные методы снижения информационной нагрузки на персонал следующие.
- •Информационное поле оперативного персонала формируется на мониторах арм, встроенных мониторов в панели безопасности и экп из следующих типов видеокадров и рабочих окон.
- •Информационное поле оперативного персонала формируется на щитовых панелях из следующих типов модульных мозаичных элементов.
- •Для объектов управления и контроля персоналу предоставляется информация в следующем составе.
- •Состав и места вывода информации, характеризующей состояние и режим энергоблока:
- •Места управления и сигнализация о возможности управления объектом.
- •Организация обработки сигналов операторами.
- •Основные показатели, которые характеризуют уровень безопасности, группируются в критические функции безопасности (кфб). Кфб характеризуются:
- •Состояние кфб, в зависимости от изменения состояния соответствующей функции безопасности, принимается следующим:
- •8.3. Основные компоновки бпу
- •8.4. Дисплейный интерфейс
- •8.5. Панели и пульты управления
- •Табло сигнализации
- •Кодирование посредством формы используется в следующих случаях:
- •8.6. Сигнализация
- •Представление определенного объема сигнализации на пультах и панелях бпу, дополнительно к ее представлению на дисплейных рс свбу, выполняется в соответствии со следующими основными положениями:
- •Предупредительная сигнализация
- •Сигнализация неисправностей и автоматических действий
- •Протоколы событий
- •Разделение по функциональным группам и системам
- •Реакторное отделение
- •Турбинное отделение
- •Электроснабжение собственных нужд
- •Цех тепловой автоматики и измерений
- •Цвета сигнализации на видеокадрах
- •Цвета табло сигнализации на панелях и пультах
- •Кодировка расположением и размером табло, текст
- •Кодировка звуком
- •Звуковые сигналы бпу на традиционных средствах
- •Звуковые сигналы рс свбу на бпу
- •Звуковая сигнализация на рпу
- •Управление сигнализацией Для управления сигнализацией предусмотрены следующие типы функциональных кнопок:
- •С учетом структурной схемы асу тп принято следующее распределение функций управления сигнализацией между традиционными средствами и дисплейными рс свбу:
- •Сигнализация резервной зоны и экп
- •Алгоритмы сигнализации
- •Автоматический ввод/вывод сигнализации
- •Приоритет сигналов неисправности или отказа
- •Выделение сигнала первопричины для защит
- •Подавление вторичной сигнализации
- •Блокирование дискретных параметров при отключении механизмов ро
- •Блокирование сигнализации по аналоговым параметрам при отключении механизмов.
- •Блокирование при срабатывании защит (аз, пз и урб).
- •Отложенная сигнализация
- •Объем резервной зоны управления должен учитывать следующие регламентные условия эксплуатации энергоблока без свбу: Работа энергоблока на энергетических уровнях мощности.
- •Реактор на мку или в процессе вывода на мку при пуске энергоблока.
- •Отказ свбу в аварийной ситуации
- •Работа без свбу в «холодном» состоянии
- •Отказ свбу при перегрузке топлива и останове для ремонта
- •Обеспечение контроля за проектными пределами
- •8.8. Экран коллективного пользования
- •8.9. Резервный пункт управления
- •8.10. Местные пункты управления
- •Глава 9
- •9.1. Назначение, функции, состав
- •9.2. Структурные схемы и функционирование
- •Глава 10
- •10.2.1 Структурная схема скупз
- •Глава 11
- •Глава 12
- •Система технического диагностирования гцна (стд гцна)
- •Глава 13
- •13.1. Датчики
- •13.2. Типовые каналы контроля и управления
- •Для технологических систем нормальной эксплуатации - в шкафах тптс совместно с модулями управления механизмами данных систем. Шкафы устанавливаются в помещении асутп нормальной эксплуатации;
- •В состав типового канала защиты входят:
- •Реализация на мозаичных панелях. Cигнализация для систем нормальной эксплуатации выполнена на средствах тптс. Варианты типовых каналов сигнализации на тптс связаны:
- •С типом подключаемого сигнала:
- •С местом предоставления информации:
- •Аварийные технологические сигналы с дублированием на pc;
- •Время появления сигнала;
- •13.3. Схемы электропитания ктс асу тп
- •13.3.1 Схема электропитания ктс канала усб
- •13.3.2 Схема электропитания ктс нормальной эксплуатации
- •Глава 14
- •Глава 15
- •Глава 16
- •16.1. Основные стадии и этапы
- •16.2. Задание на автоматизацию и проектная база данных (пбд)
- •16.3. Техническое задание и технический проект асу тп
- •16.4. Порядок создания основных птк асу тп
5.3. Описание тптс – нт
К недостаткам ТПТС-ЕМ можно отнести следующее:
- для выполнения требований по быстродействию (менее 20 мс) для решения отдельных задач необходимы специализированные технические решения, что ограничивает возможности проектировщика и приводит к увеличению номенклатуры технических средств;
- необходимость использования аппаратных передач между функциональными модулями в случае, если алгоритм реализуется в разных функциональных модулях и необходимо обеспечить время реакции его менее 200 мс;
- крайне ограниченные возможности реализовать территориальное распределение аппаратуры сбора информации о состоянии объекта управления;
- из-за ограниченного количества сигналов, принимаемых одним функциональным модулем, возникают трудности при проектировании некоторых типов алгоритмов управления (необходимость формирования достаточно большого количества пересылок, разделение одной функции между несколькими функциональными модулями и т.п.);
- функциональные модули ТПТС-ЕМ обеспечивают возможность разрешения последовательности входных дискретных сигналов, различающихся по времени их возникновения более чем на 10 мс, что не соответствует современным требованиям (1 мс);
- недостаточные возможности для приема данных от интеллектуальных датчиков и управления интеллектуальными исполнительными механизмами.
Основные цели разработки комплекса средств автоматизации ТПТС-НТ:
сократить до 100…200 мс время реакции алгоритмов, использующих сигналы;
обеспечить возможность решения локальных задач с ограниченным количеством входных сигналов (10….30) со временем реакции до 5…10 мс;
обеспечить возможность территориального распределения аппаратуры, решающей задачи сбора и первичной обработки информации и индивидуального управления;
обеспечить возможность централизовать по технологическому признаку решение задач автоматического (автоматизированного) управления;
обеспечить возможность решения задач автоматизации технологических процессов, как с большим, так и с малым количеством сигналов и исполнительных механизмов;
сократить цикл измерения унифицированных аналоговых сигналов до 5….20 мс и улучшить качество измерений в условиях значительного технологического шума;
обеспечить возможность разрешения последовательности входных дискретных сигналов, различающихся по времени их возникновения более чем на 1 мс;
обеспечить возможность взаимодействия с интеллектуальными устройствами по полевым шинам;
обеспечить возможность подключения всех типов полевых кабелей, применяемых в промышленной автоматизации.
Структурная схема комплекса средств автоматизации ТПТС-НТ приведена на рисунке 5.3.1. В состав КСА ТПТС-НТ входят следующие основные компоненты:
станция ввода-вывода (СВВ)– выполняет базовые функции измерения аналоговых сигналов, приема и обработки дискретных сигналов, индивидуального управления, регулирования. Набор функций, выполняемых станцией ввода-вывода, определяется составом установленных в ней модулей;
процессор автоматизации (ПА)– выполняет функции обмена данными со станциями ввода-вывода, другими процессорами автоматизации, алгоритмы вычисления технологических параметров, алгоритмы автоматического и автоматизированного управления с использованием данных от подключенных к нему станций ввода-вывода и (или) других процессоров автоматизации;
блок шлюза сопряжения (БШС) – выполняет сопряжение КСА ТПТС-НТ с системой верхнего блочного уровня;
инженерная станция (ИС) – используется для разработки прикладных алгоритмов, схем соединений, выпуска документации, загрузки прикладных программ;
приборная стойка(ПС)– шкаф с установленным в нем СВВ, ПА, БШС и другими компонентами в соответствии с проектом. В зависимости от назначения и размещения приборные стойки выполняются в различных конструктивных исполнениях;
стойка питания (СП)– шкаф с установленными в нем в соответствии с проектом источниками питания 220/24 В;
стойка сопряжения (СС)– шкаф с установленными устройствами сопряжения (модулями гальванического разделения, промежуточными реле, контакторами и т.п.), компонентами, необходимыми для организации сигнализации, элементами, предназначенными для закрепления и подключения кабелей.
Рисунок 5.3.1 – Структурная схема комплекса средств автоматизации ТПТС-НТ
Сбор данных, выдача управляющих воздействий, а также ряд стандартных функций, таких как фильтрация и нормализация, индивидуальное управление, регулирование, реализуется в СВВ. СВВ включают в себя набор СП-модулей (модули связи с процессом), обеспечивающих прием и выдачу сигналов, а также выполнение базовых функций автоматизации. Вся цифровая информация из СП-модулей собирается интерфейсными модулями (ИМ) и передается выше через локальную шину ENL. Информация, приходящая в СВВ по шине ENL, распределяется теми же ИМ по СП-модулям в соответствии с адресацией. Связь ИМ и СП-модулей в пределах СВВ осуществляется по последовательной шине ввода/вывода (ШВВ), имеющей радиальную структуру, что обеспечивает высокую скорость обмена информацией.
Связь СВВ через коммутаторы по локальным шинам ENL с ПА показана на рис.5.3.2. ПА выполняют прикладные функции управления и являются программируемыми. Именно ПА выполняют прикладные алгоритмы, функции защиты, блокировки, функционально-групповое управление. ПА связаны друг с другом локальной сетью EN, а связь с верхним уровнем АСУТП осуществляется через шлюзы, связывающие шину EN и локальную сеть СВБУ.
Такая структура обеспечивает удобство обработки данных процесса, т.к. каждый параметр процесса легко доступен каждому ПА. Это – следствие высокого быстродействия информационных каналов и высокой скорости опроса в СВВ. Соответственно существенно повышается наглядность при проектировании и сопровождении, а также последующей модификации системы. Номенклатура СП-модулей и выполняемые ими функции показаны в таблице 5.3.1.
Рисунок 5.3.2 Функциональная структура резервирования
Таблица 5.3.1. Характеристики СП-модулей
Тип модуля |
Функции |
Модуль ввода-вывода дискретных сигналов |
прием дискретных сигналов; питание дискретных датчиков; индивидуальное управление; обслуживание табло и ламповой сигнализации; разрешение последовательности входных дискретных сигналов |
Модуль ввода унифицированных сигналов тока |
фильтрация; диагностика измерительных каналов; питание датчиков; прием сигналов интеллектуальных датчиков (протокол HART) |
Модуль ввода сигналов термоэлектрических преобразователей, термометров сопротивления и унифицированных сигналов тока и напряжения
|
измерение температуры; фильтрация (помеха промышленной частоты нормального и общего видов); диагностика измерительных каналов; питание датчиков (термометр сопротивления); измерение сигналов тока и напряжения |
Модуль вывода унифицированных аналоговых сигналов
|
вывод сигналов напряжения, тока; ввод сигналов напряжения; диагностика каналов воспроизведения |
Модуль индивидуального управления |
управление исполнительными механизмами |
Модуль ввода импульсных сигналов
|
измерение частоты входного сигнала; счёт входных импульсов; измерение скорости изменения частоты |
Модуль регулирования |
реализация закона регулирования (PI,PID,P), управление регулирующим клапаном |
Коммуникационная система ТПТС-НТ осуществляет информационную связь между устройствами комплекса программно-технических средств нерезервированной (УСБ) и резервированной (СКУ НЭ) на уровне устройств системы автоматизации. В состав коммуникационной системы входят шины передачи данных: EN,ENSENLи шина ввода/вывода.
Шина ENпредназначена для выполнения следующих функций:
- передачи данных технологического процесса и результатов их обработки между процессорами автоматизации (ПА) при выполнении задач автоматического управления;
- передачи данных технологического процесса и результатов обработки из ПА в систему верхнего уровня для архивирования и отображения на экранах операторов;
- передачи диагностической информации о состоянии технологического процесса и системы автоматизации из ПА в систему верхнего уровня для регистрации и оповещения операторов.
Шина обеспечивает связь между всеми ПА низовой автоматики, входящими в систему нормальной эксплуатации и управляющую систему безопасности, и выполнена как магистральная шина, по которой осуществляется одновременная передача данных между различными абонентами. Все абоненты шины имеют право доступа к среде передачи данных в соответствие с предварительно установленными логическими связями. Шина реализована на базе интерфейса IndustrialEthernet100 Мбит/с в виде стандартной кольцевой структуры (виртуального кольца) последовательно соединенных сетевых коммутаторов (К) и всегда резервируется как центральный компонент системы, влияющий на работоспособность системы автоматизации в целом. Резервирование шины осуществляется путем реконфигурации избыточной структуры связей и использования двух сред передачи данных (двух кольцевых структур сетевых коммутаторов).
Шины ENSпредназначены для передачи данных технологического процесса и результатов обработки между ПА каналов безопасности, а также передачи параметров технологического процесса, данных диагностики и управления между ПА каналов безопасности и ПА блочного и резервного пультов управления управляющей системы безопасности. ШиныENSиспользуют те же протоколы и принципы связи и передачи данных, что и шинаENи отличаются от шиныENтолько наборами телеграмм и возможностями резервирования. Шина реализована на базе интерфейсаIndustrialEthernet100 Мбит/с в виде стандартной кольцевой структуры последовательно соединенных сетевых коммутаторов. Каждый ПА имеет до 6 каналов для подключения максимально к 6 отдельным шинамENS, к каждой шине ПА подключаются по одному каналу. Шина не резервирована, но имеет возможность восстановления работоспособности при отказах магистральных связей между коммутаторами путем реконфигурации кольцевой структуры.
Шина ENLпредназначена для выполнения следующих функций:
- циклический сбор процессором автоматизации параметров технологического процесса, подготовленных интерфейсными модулями (ИМ) станций ввода/вывода (СВВ);
- передача процессором автоматизации команд управления в ИМ станций ввода/вывода для последующей передачи в СП-модули по шине ввода/вывода;
- циклический сбор процессором автоматизации диагностической информации, отражающей состояние СП- модулей и технологического процесса, подготовленной интерфейсными модулями путем опроса СП- модулей по шине ввода/вывода, и состояние собственно интерфейсных модулей;
- ациклический обмен данными с ИМ станций ввода/вывода для выполнения параметрирования СП-модулей и расширенной диагностики;
- событийная прямая передача данных между интерфейсными модулями на фоне централизованной передачи данных под управлением ПА.
Шина ENLобеспечивает подключение к ПА до 16 станций ввода/вывода. Шина реализована на базе интерфейсаIndustrialEthernet100 Мбит/с с радиальной топологией подключения абонентов к одному или нескольким связанным сетевым коммутаторам. Обмен данными по шине между ПА и ИМ осуществляется централизованно под управлением процессора автоматизации. ПА выполняет на шине функцииmaster-устройства, имеющего прямой доступ к шине для передачи данных в ИМ или запросов на прием данных из ИМ. Интерфейсные модули, выполняющие на шине функцииslave-устройств, передают данные на шину только при поступлении соответствующих запросов от ПА.
Шина ENLиспользуется в ТПТС-НТ в не резервированном и резервированном варианте исполнения. В системе безопасности шинаENL, как и другие устройства комплекса, не резервируется и каждый абонент подключается к шине по одному каналу. В системе нормальной эксплуатации шинаENLрезервируется. Резервирование выполняется путем введения двух отдельных шин, к каждой из которых подключаются оба резервируемых ПА и по одному из каждой пары резервируемых ИМ станций ввода/вывода
Шина ввода/вывода (ШВВ) предназначена для выполнения следующих функций:
- циклического сбора интерфейсным модулем параметров технологического процесса и диагностических данных от СП-модулей станции ввода/вывода;
- циклической передачи интерфейсным модулем в СП-модули данных управления;
- ациклического обмена данными между интерфейсным модулем (инициатором обмена) и СП-модулями для передачи в СП-модули их параметров и приема от СП – модулей данных расширенной диагностики;
- инициативной передачи СП-модулями в ИМ дискретных данных технологического процесса при изменении входных данных.
Шина ввода/вывода состоит из 16 отдельных стандартных последовательных интерфейсов с дуплексным режимом передачи данных, по которым к интерфейсному модулю могут быть подключены до 16 СП-модулей станции ввода/вывода. Передача данных по шине осуществляется в основном централизованно под управлением интерфейсного модуля, который выполняет на шине функции master-устройства, СП-модули выполняют функцииslave-устройств и передают данные по шине по запросу ИМ. Предусмотрена также возможность передачи на шину данных по инициативе СП-модулей для их дальнейшей прямой передачи интерфейсным модулем другим интерфейсным модулям по шинеENL. В системе нормальной эксплуатации шина ввода/вывода резервируется. В этом случае у каждой шины ввода/вывода имеется собственный ИМ (master-устройство), который соединяется по последовательным интерфейсам со всеми СП-модулями станции ввода/вывода, при этом каждый СП-модуль подключается к двум шинам по двум последовательным портам (рис. 2.3.2). Физическая скорость передачи данных по одному последовательному интерфейсу шины ввода/вывода составляет 1 Мбит/c. Т.к. обмен данных между интерфейсным модулем и модулями ввода/вывода осуществляется максимально по 16 последовательным интерфейсам практически одновременно, можно считать, что максимальная физическая скорость передачи данных по шине ввода/вывода составляет около 16 Мбит/c.
В комплексе ТПТС-НТ шина ENпредназначена для передачи данных между процессорами автоматизации (ПА), а также между ПА и компьютерами верхнего уровня управления. Основными аппаратными компонентами шиныENТПТС-НТ являются:
- сетевой коммутатор, имеющий 2 магистральных порта и несколько абонентских портов, работающих в полнодуплексном режиме;
- конвертер, обеспечивающий преобразование сигналов витой пары в сигналы для волоконно-оптического кабеля и наоборот;
- электрические и оптоволоконные соединения типа «точка-точка», выполненные в виде витой пары или оптоволоконного кабеля;
- центральный коммуникационный модуль EN-Cпроцессора автоматизации (ПА), обеспечивающий подключение ПА к абонентским портам коммутаторов шиныEN;
- интерфейсные модули EN-PCIиз состава ТПТС-ЕМ, предназначенные для подключения к шинеENкомпьютеров программатора и инженерной станции;
- интерфейсный модуль EN-cPCIиз состава ТПТС-ЕМ, предназначенный для подключения к шинеENкомпьютеров шлюзов.
Коммутаторы последовательно соединяются друг с другом по магистральным портам, образуя так называемое виртуальное кольцо. Один из коммутаторов, назначаемый менеджером резервирования, управляет резервированием шины посредством реконфигурации кольца, поддерживая одну из связей в кольце разомкнутой и замыкая ее в случае нарушения связи в магистрали.