- •Учебное пособие
- •Структура комплекса технических средств асутп энергоблока аэс
- •00.Уц.Та.Пс.651
- •Лист согласования
- •Содержание
- •Перечень сокращений
- •Общие сведения
- •Введение
- •1 Назначение и функции асутп энергоблока
- •1.1 Функции асутп
- •1.1.1 Информационные функции асутп
- •1.1.2 Управляющие функции асутп
- •1.1.3 Вспомогательные функции асу тп
- •1.2 Вопросы для самопроверки
- •2 Структурная схема асутп энергоблока
- •2.1 Состав асутп энергоблока
- •2.1.1 Компоненты асутп энергоблока аэс
- •2.1.1.1 Эксплуатационный персонал
- •2.1.1.2 Организационное обеспечение
- •2.1.1.3 Техническое обеспечение
- •2.1.1.4 Математическое обеспечение
- •2.1.1.5 Программное обеспечение
- •2.1.1.6 Информационное обеспечение
- •2.2 Аппаратный состав асутп энергоблока
- •2.3 Вопросы для самопроверки
- •3 Функции подсистем асутп энергоблока
- •3.1 Подсистема теплотехнического контроля
- •3.2 Система внутриреакторного контроля
- •3.3 Система управления и защиты реакторной установки
- •3.3.1 Система аварийной и предупредительной защит реактора
- •3.3.2 Система упз
- •3.3.3 Устройство ром-2
- •3.3.4 Регулятор арм-5с
- •3.3.5 Птк арм-ром-упз
- •3.3.6 Аппаратура контроля нейтронного потока
- •3.3.6.1 Акнп-3
- •3.3.6.2 Акнп-7
- •3.3.6.2 Акнп-и
- •3.3.6.3 Акнп-иф
- •3.3.7 Система группового и индивидуального управления органами регулирования суз
- •3.3.7.3 Сгиу-и
- •3.4 Управляющая вычислительная система
- •3.4.1 Управляющая вычислительная система «Комплекс Титан-2»
- •3.4.2 Птк Верхний уровень увс
- •3.5 Автоматизированная система управления турбоустановкой
- •3.5.1.Cистема управления турбоустановкой асут-1000м
- •3.5.2 Птк аср то
- •3.6 Система автоматического регулирования и дистанционного управления
- •3.6.1 Система автоматического регулирования
- •Усилитель
- •3.6.2 Система дистанционного управления
- •3.7 Унифицированный комплекс технических средств
- •3.8 Автоматизированная система контроля радиационной обстановки
- •3.8.1 Аппаратура акрб-03
- •3.8.2 Аппаратура асрк
- •3.9 Посты управления
- •3.9.1 Блочный щит управления
- •3.9.2 Резервный щит управления
- •3.9.3 Местные щиты управления
- •3.10 Вопросы для самопроверки
- •4 Электропитание асутп
- •4.1 Агрегаты бесперебойного питания
- •4.2 Электропитание потребителей асутп энергоблока
- •4.3 Вопросы для самопроверки
- •5 Классификация систем и элементов асутп аэс
- •5.1 Назначение систем и элементов асутп аэс
- •5.2 Классификация систем и элементов аэс
- •5.3 Функции систем безопасности в части асутп
- •5.4 Классы безопасности
- •5.5 Вопросы для самопроверки
- •6 Маркировка технических средств асутп
- •6.1 Маркировка элементов кип
- •6.2 Маркировка щитов и стендов
- •6.3 Маркировка стендов первичных измерительных преобразователей
- •6.4 Маркировка импульсных линий
- •6.5 Маркировка кабельных линий
- •6.6 Вопросы для самопроверки
- •7 Уровни управления асутп
- •7.1 Структурирование асутп
- •7.2 Уровни управления асутп
- •7.3 Организация обмена информацией в асутп
- •7.4 Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •Приложение а
- •Распределение оборудования асутп по энергоблокам оп заэс
- •Приложение б
- •Лист регистрации изменений
3.5.2 Птк аср то
Программно-технический комплекс автоматизированной системы регулирования турбинного отделения предназначен для реализации управляющих, информационных, вспомогательных функций:
- автоматического регулирования технологических параметров;
- реализации технологических блокировок;
- индикации состояния автоматизированной системы регулирования и исполнительных механизмов на средствах представления информации БЩУ;
- сбора и первичной обработки информации о состоянии объектов автоматизации;
- формирования расчетных величин для других систем;
- подготовки и передачи в блочную управляющую вычислительную систему информации о состоянии АСР ТО, измерительных преобразователей и исполнительных механизмов;
- сбора, обработки данных и диагностики состояния и функционирования технических и программных средств ПТК АСР ТО;
- контроля достоверности и регистрации отказов источников входной информации;
- контроля реализации команд управления;
- обеспечения сервиса обслуживающему персоналу с помощью автоматизированных рабочих мест персонала;
- отладки технологических алгоритмов и программного обеспечения;
- коррекции настроечных параметров систем управления.
ПТК АСР ТО обеспечивает взаимодействие с высшими, по отношению к турбоустановке, системами (энергосистемой, системой управления и защит реактора, УВС, противоаварийной автоматики и др.). Внедрение ПТК АСР ТО обеспечивает повышение экономичности работы оборудования, увеличение выработки электроэнергии за счет оптимизации нестационарных режимов работы турбоустановки, повышения ее технической готовности и уменьшения вероятности ошибочных действий оператора.
Автоматизированная система регулирования ТО реализована на базе программно-технического комплекса, построенного по магистрально-модульному принципу с использованием локальных вычислительных сетей.
ПТК АСР ТО является двухуровневой системой. Нижний уровень системы реализует функции ввода/вывода информации, регулирования, управления и контроля, верхний уровень – загрузку программного обеспечения и контроль функционирования нижнего уровня, поддержку оперативной базы данных, представление необходимой информации на видеотерминалах автоматизированных рабочих мест, регистрацию и архивирование информации, передачу необходимой информации в УВС.
Функции нижнего уровня реализуются шкафами ШУ на базе технических средств ТСА М2002, функции ВУ – персональными ЭВМ промышленного исполнения и сетевыми средствами.
В состав шкафа управления входит набор функционально законченных модулей связи с объектом со встроенным дублированным интерфейсом и контроллеры управления со встроенным PC-совместимым микропроцессором.
Все модули ввода/вывода содержат высокопроизводительные микропроцессоры, предназначенные как для первичной обработки информации, так и для решения, при необходимости, функциональных задач.
Субблоки ввода/вывода обеспечивают:
- гальваническую развязку входных и выходных электрических сигналов;
- ввод и вывод дискретной и аналоговой информации.
Микроконтроллеры предназначены для выполнения следующих функций:
- решение функциональных задач;
- обмен информацией с верхним уровнем ПТК;
- обмен информацией с модулями связи с объектом;
- реализация функции диагностики технических и программных средств;
- связь с периферийными устройствами;
- реализация функции резервирования.
Обмен информацией микроконтроллера с модулями связи с объектом осуществляется дублированными каналами. Связь между нижним и верхним уровнями системы выполнена дублированной локальной вычислительной сетью типа Fast Ethernet.
Структурная схема ПТК АСР ТО представлена на рисунке 20.
Рисунок 20 - Структурная схема ПТК АСР ТО
В штатном режиме работы ШУ в работе находится один из двух микроконтроллеров, второй – в «горячем» резерве. При возникновении сбоев в работе основного микроконтроллера изменяются статусы основного и дублирующего микроконтроллеров. Связь между микроконтроллерами осуществляется дублированным интерфейсом.
В случае обнаружения неисправности в модуле, можно произвести его замену без нарушения работоспособности ШУ.
Для обеспечения заданных характеристик надежности по выполняемым функциям, модули одного этажного каркаса (крейта) дублируются модулями другого крейта.
ШУ обеспечивают выполнение управляющих функций:
- формирование на исполнительные механизмы управляющих воздействий;
- реализацию технологических блокировок автоматических регуляторов;
- реализацию технологических блокировок запорной арматуры, связанной с работой регуляторов;
- реализацию алгоритмов функционально-группового управления систем ПВД;
- синхронизацию нескольких, параллельно работающих исполнительных механизмов;
- контроль исправности первичных измерительных преобразователей и реализацию заданных алгоритмов управления при наличии их отказов;
- дистанционное управление исполнительными механизмами.
Верхний уровень ПТК АСР ТО включает в себя:
- сервер (серверы), предназначенный для ведения базы данных;
- три автоматизированных рабочих места «Инструментальная система», предназначенных для управления функционированием узлов ПТК;
- автоматизированное рабочее место АСУТ, предназначенное для оперативного представления информации о работе системы персоналу, расположенное в помещении ЭК1203;
- два рабочих места ВИУТ (АРМ БЩУ);
- два сервера-шлюза, предназначенные для организации информационных каналов между ПТК АСР ТО и блочной УВС;
Все технические средства верхнего уровня ПТК АСР ТО объединены тремя локальными вычислительными сетями: двумя управляющими и одной информационной. Автоматизированные рабочие места и серверы подключены одновременно ко всем трем сетям. Шлюзы подключены к управляющим сетям и обеспечивают связь ВУ с ИВС. Управляющие сети предназначены для обмена технологической информацией между шкафами управления.
Первая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контроллерами, установленными в этажных каркасах «B» шкафов ШУ и СРТ. Вторая управляющая сеть обеспечивает связь верхнего уровня ПТК с контроллерами, установленными в этажных каркасах «D» шкафов ШУ и СРТ. Информационная сеть обеспечивает дополнительную резервную связь между ЭВМ, входящими в состав верхнего уровня ПТК АСР ТО, и позволяет обеспечить обмен данными между ними, не загружая первую и вторую сети и не создавая помех для работы шкафов ШУ и СРТ.
Для обеспечения надежности обмена информацией между шкафами управления, реализующими алгоритмы управления наиболее сложными технологическими объектами (регуляторы уровня в парогенераторах и регуляторы производительности ТПН), а именно ШУ-012, ШУ-013, ШУ-014 и ШУ-015, в системе предусмотрены дополнительные информационные каналы между микроконтроллерами указанных шкафов. Эти информационные каналы обеспечивают обмен технологической информацией между микроконтроллерами вне зависимости от загруженности управляющих сетей ПТК.
Шкафы управления функционируют под управлением операционной системы реального времени QNX v.6.2.1, автоматизированные рабочие места верхнего уровня ПТК АСР ТО – под управлением операционной системы Windows 2000.
ПТК СРТ в составе автоматизированной системы регулирования турбинного отделения энергоблока предназначен для управления паровпускными органами турбины в пусковых и эксплуатационных режимах. Функции нижнего уровня управления (ввод/вывод информации, автоматическое регулирование технологических параметров работы энергоблока, выдача управляющих воздействий на исполнительные устройства, контроль работоспособности и диагностика неисправностей технических и программных средств) обеспечивает шкаф управления ШУ-500-3.
Шкаф управления ШУ-500-3 представляет собой управляющий вычислительный комплекс, построенный на принципе дублированного РС-совместимого управляющего микроконтроллера и трехканальных устройств ввода/вывода.
Входной информацией для системы регулирования турбины являются унифицированные токовые сигналы из системы теплотехнического контроля энергоблока, сигналы от датчиков угловой скорости турбоагрегата, измерительных трансформаторов тока и напряжения, характеризующих текущую электрическую мощность турбогенератора и дискретные сигналы от концевых выключателей запорно-регулирующей арматуры.
Выходными сигналами системы регулирования турбины являются управляющие команды в виде сигналов постоянного тока, подаваемые на электрогидравлические преобразователи, бесконтактные команды на исполнительные механизмы и дискретные команды типа «сухой контакт», подаваемые во внешние подсистемы АСУТП энергоблока.
Ввод/вывод информации осуществляется через клеммные соединители.
В шкафу предусмотрены четыре источника вторичного электропитания, подключенные к двум независимым фидерам сети надежного питания 220/380 В и формирующие на выходе стабилизированное постоянное напряжение 24 В. Два источника питания предназначены для обеспечения «обтекания» цепей дискретных сигналов типа «сухой контакт». Два других источника вторичного электропитания предназначены для обеспечения работы модулей связи с объектом и формирования тока релейной форсировки на электрогидравлические преобразователи в случае экстренного останова турбоагрегата.
Шкаф управления ШУ-500-3 содержит два модифицированных этажных каркаса (крейта), построенных по принципу (12+3):6. В каждом крейте предусмотрено:
- три посадочных места отведены для микроконтроллера (МК) и модуля контроля (КСК);
- по двенадцать посадочных мест для устройств ввода/вывода информации первого и второго каналов;
- по шесть посадочных мест для устройств ввода/вывода информации третьего канала.
Управление турбоустановкой осуществляется оператором с БЩУ посредством операторской панели, программно реализуемой на мониторах АРМ БЩУ. Видеотерминалы АРМ БЩУ представляют собой жидкокристаллические плоскопанельные сенсорные мониторы. Управление режимами работы турбоустановки оператор осуществляет нажатием на программные кнопки пульта управления.
СРТ функционирует под управлением операционной системы реального времени, представляющей из себя многозадачное ядро в виде библиотеки системных функций. Основные функции операционной системы – организация вычислительного процесса в реальном времени, в том числе включение задач функционального ПО и управление ресурсами процессора.