5.5. Функционально-групповое управление (фгу)

Функционально-групповое управление (ФГУ) предназначено для автоматического выполнения алгоритмизированных технологических операций по управлению процессом решения технологических задач как локальных, так и общеблочных с заданной последовательностью шагов управления, с проверкой начальных, промежуточных и конечных условий каждого шага и программы в целом. Для реализации ФГУ применяется модуль подгруппового управления, который допускает реализацию функций подгруппового управления c пошаговым (с использованием стандартных шаговых программных блоков) или комбинаторным (по алгоритму пользователя) методом управления.Комбинаторный метод, известный также как отключаемая блокировка, реализуется традиционными способами с использованием логических элементов и таймеров.

Пошаговое программное управление – вид подгруппового управления. Целью пошагового программного управления является перевод технологической установки из начального состояния в конечное в заданной последовательности шагов и, наоборот, из конечного состояния в начальное в заданной последовательности шагов.

Пошаговая программа управления (пошаговая программа) – реализация пошагового программного управления аппаратными и программными средствами. Обычно употребляется в качестве синонима термина "пошаговое программное управление". Направление пошаговой программы управления – часть пошаговой программы, осуществляющая перевод технологической установки в желаемое конечное состояние.

Различают направление "Пуск" и направление "Останов" пошаговой программы. Направление "Пуск" пошаговой программы управления – часть пошаговой программы, осуществляющая перевод технологической установки из начального состояния в конечное в заданной последовательности шагов. Направление "Останов" пошаговой программы управления – часть пошаговой программы, осуществляющая возврат технологической установки из достигнутого конечного состояния в результате действия пошаговой программы в направлении "Пуск" в начальное состояние в заданной последовательности шагов.

Шаг пошаговой программы управления – элементарная составляющая пошаговой программы управления. В шаге пошаговой программы формируются команды управления технологической установкой и принимаются обратные сообщения, которые используются в качестве условия перехода к следующему шагу. Для шага пошаговой программы могут быть установлены контрольное время и время ожидания. Каждый шаг пошаговой программы пронумерован.

Контрольное время – максимальное время ожидания обратных сообщений от технологической установки для формирования условия перехода к следующему шагу. При превышении контрольного времени генерируется сигнал ошибки "Превышение контрольного времени" и переход на следующий шаг пошаговой программы не осуществляется.

Время ожидания – минимальное гарантированное время выполнения шага, в течение которого независимо от обратных сообщений условие перехода к следующему шагу пошаговой программы не формируется.

Ветвь пошаговой программы управления – альтернативная часть пошаговой программы в заданном направлении. Состоит из последовательности шагов.

Шаг с ветвлением пошаговой программы управления – разновидность шага пошаговой программы управления, отличающаяся тем, что в зависимости от комбинации принятых обратных сообщений формируется условие перехода на предопределённую для такой комбинации ветвь пошаговой программы.

Программный командный блок – программная реализация части пошаговой программы управления, отвечающей за настройку, сигнализацию, контроль и управление пошаговой программой.

Программный шаговый блок – программная реализация функций шага пошаговой программы управления.

Программный шаговый блок с ветвлением - программная реализация функций шага с ветвлением пошаговой программы управления.

Пошаговая программа управления состоит из программного командного блока (далее по тексту - командный блок), программных шаговых блоков и программных шаговых блоков с ветвлением (далее по тексту - шаговый блок и шаговый блок с ветвлением).

Функции командного блока в пошаговой программе

Командный блок включает в себя следующие функции контроля и управления пошаговой программой:

• выбор режима работы пошаговой программы. Функция логически связывает ручные и автоматические команды для определения допустимого режима работы пошаговой программы (автоматическое/ручное управление);

• выбор направления пошаговой программы. Ручные и автоматические команды, а также обратные сообщения от технологической установки логически связываются с действующим режимом работы для определения допустимого направления пошаговой программы ("Пуск" или "Останов"). Запускает выполнение пошаговой программы в выбранном направлении;

• обеспечение взаимодействия между командным блоком и блоками шагов пошаговой программы;

• обеспечение контроля, сообщений и индикации. Контролируется состояние командного и шагового блоков, формируются сигналы сообщений об ошибках и сигналы индикации.

Приоритет команд

Ручные и автоматические команды, воздействующие на командный блок, имеют одинаковый приоритет. Если одновременно установлены две команды противоположного действия, то действительна та команда, которая пришла первой. Ручные команды могут поступать в модуль подгруппового управления с различных мест управления:

• с мозаичной панели контроля и управления (МПКУ) через аппаратные входы модуля подгруппового управления;

• с АРМ СВБУ.

Все ручные команды, поступающие с указанных выше мест управления, имеют одинаковый приоритет.

Режимы работы

• ручной режим;

• автоматический режим;

• нарушенный автоматический режим;

• параллельный режим.

Ручной режим

Пошаговая программа не выполняется. Команды пошаговой программой не выдаются. Сообщения, регистрация и индикация, которые вызывались при автоматическом режиме работы, при переключении в ручной режим отменяются.

Автоматический режим

В автоматическом режиме работы пошаговая программа после выбора направления ("Пуск"/"Останов") выполняется по шагам без вмешательства оператора. По окончании работы программы достигается желаемое состояние технологической установки.

Условия разрешения пошаговой программы в выбранном направлении одновременно являются условиями перехода в первый шаг соответствующего направления. Первый шаговый блок анализирует обратные сообщения от технологической установки. Затем формирует команду управления технологической установкой. Одновременно командным блоком подготавливается установка следующего шага. Если обратные сообщения формируют условие перехода на следующий шаг, то команда к технологической установке снимается, текущий шаг сбрасывается и устанавливается следующий шаг. Этот процесс повторяется до последнего шага. В последнем шаге пошаговая программа остается до запуска программы противоположного направления или до переключения в ручной режим работы.

Если на момент начала выполнения очередного шага пошаговой программы обратные сообщения от технологической установки уже сформировали условие перехода на следующий шаг, то команда управления технологической установкой не выдаётся. Пошаговая программа сразу переходит на следующий шаг.

Нарушенный автоматический режим

Если в текущем шаге отсутствует одно или несколько обратных сообщений и условие перехода к следующему шагу не может быть сформировано, то по истечении контрольного времени шага командный блок:

• выдаёт сообщение "Сбой автоматики";

• генерирует сигнал ошибки "Превышение контрольного времени";

• возбуждается соответствующая индикация на месте управления.

Переход к следующему шагу блокируется до тех пор, пока не появятся отсутствующие обратные сообщения. Если обслуживающий технологический процесс оператор убеждается, что, несмотря на отсутствие сигналов обратных сообщений, необходимые условия перехода на следующий шаг все-таки выполнены, то он может вручную подать команду "Переход на следующий шаг", таким образом, способствуя переходу пошаговой программы на следующий шаг.

Параллельный режим

При параллельном режиме работы пошаговая программа выполняется по шагам, в соответствии с выбранным направлением ("Пуск"/"Останов"). Процесс выполнения пошаговой программы в этом режиме аналогичен выполнению пошаговой программы в автоматическом режиме работы. Если обратные сообщения формируют условие перехода к следующему шагу, то происходит переход в следующий шаг, однако без выдачи команд управления технологической установкой. Все команды, которые в автоматическом режиме работы в каждом шаге выдавались автоматикой, в параллельном режиме работы должны выполняться оператором вручную. Установка контрольного времени шага допускается, но сообщение и регистрация превышения контрольного времени не возбуждаются. Переключение в параллельный режим работы может применяться для того, чтобы остановить выполнение пошаговой программы в определенном шаге.

Нарушенный параллельный режим

Если в каком-то шаге отсутствует одно или несколько обратных сообщений и условие перехода в следующий шаг не формируется, то пошаговая программа остается в текущем шаге. Если обслуживающий технологический процесс оператор убеждается, что, несмотря на отсутствие сигналов обратных сообщений, необходимые условия перехода на следующий шаг все-таки выполнены, то он может вручную подать команду "Переход на следующий шаг", таким образом, способствуя переходу пошаговой программы на следующий шаг. Этот режим может использоваться для того, чтобы установить пошаговую программу в желаемый шаг с тем, чтобы с этого шага запустить автоматический режим работы.

Выбор режима работы

При выборе одного из трёх режимов работы (ручной, автоматический, параллельный) учитывается наличие следующих команд:

• команды автоматики (автоматические);

• ручные команды.

При ручном управлении выбор режима работы производится:

• с МПКУ через аппаратные входы модуля подгруппового управления;

• с АРМ СВБУ.

Режимы работы исключают друг друга, если выбран один режим работы, то другой не действителен.

Выбор направления пошаговой программы

Выбор направления пошаговой программы ("Пуск" или "Останов") может быть выполнен с помощью:

• автоматических команд;

• ручных команд;

• обратных сообщений от установки.

Выбор направления пошаговой программы при ручном управлении осуществляется:

• с МПКУ через аппаратные входы модуля подгруппового управления;

• с АРМ СВБУ.

Выбор направления пошаговой программы возможен только в автоматическом и параллельном режимах работы. Направления пошаговой программы исключают друг друга, если выбрано одно направление программы (например, "Пуск"), то второе ("Останов") не действительно.

Функции шагового блока в пошаговой программе

Шаговый блок выполняет следующие функции:

• запуск таймеров контрольного времени и времени ожидания;

• формирование выходной команды;

• логическая обработка обратных сообщений для формирования условия перехода на следующий шаг.

Допустимое число обратных сообщений – 32.

Пошаговая программа в направлении "Пуск" может содержать от 1 до 99 шагов. Для пошаговой программы в направлении "Останов" действует правило:

• если 1N50, где N - номер последнего шага в направлении "Пуск", то номер первого шага пошаговой программы в направлении "Останов" – 51;

• если 1Nn, где N - номер последнего шага в направлении "Пуск" и где 51n99, то номер первого шага программы в направлении "Останов" равен n + 1 .

Для каждого шага пошаговой программы можно установить контрольное время и время ожидания. По умолчанию оба таймера не установлены. Максимальное время для каждого из таймеров – 6000 с. Оба таймера для каждого шага могут быть установлены на разное время и включаются (начинают свою работу) при установке шага. Перед тем, как шаг устанавливается, командный блок сбрасывает оба таймера. Состояние таймера времени ожидания анализируется как обратное сообщение и находится в логической связи с формированием условия переключения на следующий шаг. Как только условие перехода сформировалось, командный блок обеспечивает переход пошаговой программы на следующий шаг.

Функции шагового блока с ветвлением

Шаговый блок с ветвлением выполняет следующие функции:

• запуск таймеров контрольного времени и времени ожидания;

• формирование выходной команды;

• логическая обработка обратных сообщений для формирования условия перехода на соответствующий шаг одной из ветвей управления.

Допустимое число ветвей пошаговой программы, для которых шаговый блок с ветвлением может сформировать условие перехода – 4. Допустимое число обратных сообщений для каждой из четырех ветвей шагового блока с ветвлением – 8. Пошаговая программа переходит на ту ветвь, для которой раньше сформировалось условие перехода. При одновременном формировании условий перехода для нескольких ветвей действует следующее правило:

• ветвь 1 имеет приоритет над ветвями 2, 3, 4;

• ветвь 2 имеет приоритет над ветвями 3, 4;

• ветвь 3 имеет приоритет над ветвью 4.

Как только условие перехода на одну из ветвей управления сформировалось, командный блок обеспечивает переход пошаговой программы на соответствующий шаг. На рис. 5.5.1, 5.5.2, 5.5.3 приведены примеры структурных решений пошаговых программ.

Рис. 5.5.1 - Структура пошаговой программы

Рис. 5.5.2 - Работа пошаговой программы

Рис. 5.5.3 - Работа пошаговой программы с блоком шага с ветвлением

Для снижения нагрузки на персонал, устранение рутинных операций, снижения риска ошибочных действий при выполнении технологических задач для проекта АЭС-2006 разработан перечень программ функционально-группового управления энергоблоков, который приведен в таблице 5.5.1.

Таблица 5.5.1 - Перечень программ функционально-группового управления

№ п/п	KKS технологи-ческой системы	Наименование	Пошаговая программа управления, кол.
1	FAK	Программа поддержания температуры воды бассейна выдержки	1 ПШГ
2	JEB	Программа пуска – останова ГЦН	4 ПШГ
3	KPL	Программа пуска – останова системы дожигания водорода	1 ПШГ
4	JNA	Программа расхолаживания 1 контура (прогрев контура расхолаживания с последующим подключением к 1 контуру и расхолаживанием с заданной скоростью)	2 ПШГ
5	KPM	Программа регенерации цеолитовых фильтров	1 ПШГ
6	LCQ	Программа управления задвижками на трубопроводах периодической продувки ПГ	1 ПШГ
7	LCQ	Программа управления выбором ПГ для проведения периодической продувки	1 ПШГ
8	LCQ	Программа управления запуском системы продувки парогенераторов	1 ПШГ
9	LCQ	Программа пуска и останова системы очистки продувочной воды ПГ	1 ПШГ
10	KBE	Программа подключения-отключения группы фильтров системы KBE	2ПШГ
11	KTH	Программа управления перекачиванием сред с помощью монжюса KTH50BB002	1 ПШГ
12	KBA	Программа вывода бора с заданной скоростью, с интегрированием объема дистиллята, подаваемого в 1 контур	1 ПШГ
13	KBA	Программа ввода заданного количества бора с заданным расходом	1 ПШГ
14	KBA	Программа дегазации первого контура при расхолаживании	1 ПШГ
15	KBD	Программа ввода хим. реагентов в 1 контур	2 ПШГ
16	FAK	Программа подпитки бассейна выдержки	1 ПШГ
17	FAL	Программа очистки воды бассейна выдержки	1 ПШГ
18	KPM	Программа пуска-останова рабочей нитки СГО	1 ПШГ
19	KBA	Программа ввода деаэратора в работу в паровом режиме	1 ПШГ
20	KWB50	Программа управления насосами системы гидроиспытаний ПГ по 2 контуру	1 ПШГ
21	PEB	Программа перехода по работающим насосам канала системы PEB	2 ПШГ
22	KWC/KBA	Программа подготовки технологической схемы гидравлических испытаний первого контура	1 ПШГ
23	KWB50/JEA	Программа подготовки технологической схемы гидравлических испытаний парогенераторов по второму контуру	1 ПШГ
24	JEA/LCQ	Программа дорасхолаживания ПГ	4 ПШГ
25	LBA	Программа расхаживания БЗОК	4 ПШГ
Турбинное отделение
26	LBA	Программа пуска/останова главных паропроводов	1 ПШГ
27	LCS	Программа пуска/останова СПП	1 ПШГ
28	LAD	Программа пуска/останова ПВД-А,Б вода	2 ПШГ
29	LAD	Программа пуска/останова ПВД-А,Б пар	2 ПШГ
30	LYA	Программа пуска/останова деаэратора	1 ПШГ
31	LAH	Программа пуска/останова ВПЭН	1 ПШГ
32	LAD	Программа пуска/останова промывки тракта ПВД	1 ПШГ
33	LCY	Программа пуска/останова конденсатного тракта	1 ПШГ
34	LBS	Программа пуска/останова КГТН	2 ПШГ
35	LBG	Программа пуска/останова КСН	1 ПШГ
36	MAA	Программа пуска/останова турбины	1 ПШГ
37	MAY	Программа пуска/останова нагружения турбины	1 ПШГ
38	MAJ	Программа пуска/останова вакуумной системы и системы концевых уплотнений	1 ПШГ
39	PAC	Программа пуска/останова ЦН1,2,3,4	4 ПШГ
40	SBA	Программа пуска/останова ПСВ А(Б)	2 ПШГ
41	MAL	Программа пуска/останова системы дренажей турбины	1 ПШГ
42	LCC	Программа пуска/останова ПНД-3	1 ПШГ
43	LCC	Программа пуска/останова ПНД-4	1 ПШГ
44	LAB	Программа выбора последовательности включения питательных насосов	ПШГ
45	LAB	Программа пуска/останова питательных насосов	ПШГ
46	MXN	Программа пуска – останова система маслоснабжения БРУ-К	ПШГ
47	MAX10	Программа пуска – останова система маслоснабжения регулирования турбины	ПШГ
48	MAV	Программа пуска маслосистемы мазки турбины и генератора	ПШГ
Химический цех
49	KBF	Программа пуска-останова выпарного аппарата KBF20АТ001	ПШГ
50	KPF	Программы пуска-останова гидроциклонов KPF11AT001,002	ПШГ
51	KPF	Программы сброса шлама из гидроциклонов KPF11AT001,002 в ХЖО	ПШГ
52	KPF	Программа обработки трапной воды в блоке окисления I-ой ступени	ПШГ
53	KPF	Программа микрофильтрации суспензии на мембранном фильтре I-ой ступени	ПШГ
54	KPF	Программа регенерации мембранного фильтра I-ой ступени	ПШГ
55	KPF	Программа обработки трапной воды в блоке окисления II-ой ступени	ПШГ
56	KPF	Программа микрофильтрации суспензии на мембранном фильтре II-ой ступени	ПШГ
57	KPF	Программа регенерации мембранного фильтра II-ой ступени	ПШГ
58	KPF	Программа пуска-останова установки кондиционирования солей KPF35АТ001	ПШГ
59	KPF	Программы пуска-останова выпарных аппаратов KРF20АТ001,002	ПШГ
60	KPF10-60	Программа управления перекачиванием сред с помощью монжюса KPF12BB001	ПШГ
61	LDF	Программы намыва фильтрующего слоя фильтров LDF11÷14АТ001	4ПШГ
62	LDF	Программа поддержания фильтрующего слоя фильтров LDF11÷14АТ001	4ПШГ
63	LDF	Программы пуска-останова намывных фильтров LDF11÷14АТ001	4ПШГ
64	LDF	Программы шоковой регенерации намывных фильтров LDF11÷14АТ001	4ПШГ
65	LDF	Программы промывки фильтров ловушек LDF11÷14АТ002	4ПШГ
66	LDF	Программа сброса отработанной пульпы из бака LDF15 ВВ003 на шламоотвал	ПШГ
67	LDВ	Программа пуска и останова автон обессоливающей установки	ПШГ
68	LFN	Программы приготовления рабочего раствора аммиака в баках LFN40ВВ001,002	2ПШГ
69	LFN	Программы приготовления рабочего раствора гидразин-гидрата в баках LFN10ВВ001,002	2ПШГ
70	LFN	Программа автоматической дозировки аммиака в конденсатно-питательный тракт	ПШГ
71	LFN	Программа автоматической дозировки гидразин-гидрата в конденсатно-питательный тракт	ПШГ
72	LFN	Программа автоматической дозировки этаноламина в конденсатно-питательный тракт	ПШГ