АСУ ТП котельной
Заказчик: Бердский Электромеханический Завод (Новосибирская обл.)

Проектирование системы управления, комплектация и сборка Программно-Технического Комплекса на территории разработчика заняла три месяца, после чего система была отгружена на котельную. Наладка системы проводилась ЗАО “МСТ” совместно с ведущей в регионе технологической организацией АО “Сибтехэнерго”. Автоматизация котлоагрегатов была проведена в короткие сроки, что позволило максимально сократить время простоя технологического оборудования и быстро перейти на качественно новый уровень управления котельной. Успешный опыт внедрения АСУ ТП стал основанием для продолжения сотрудничества, и в 2001 году в систему был включен еще один котел ДКВР-10.

Установленная АСУ ТП является масштабируемой, поэтому добавление еще одного котла не повлекло за собой изменений в системе и не потребовало каких-либо новых разработок. Был лишь установлен дополнительный контроллерный шкаф и обновлен интерфейс оператора. Расширение системы, таким образом, было также реализовано в сжатые сроки.
До настоящего времени управление всеми тремя котлами ведется с одного рабочего места.

Назначение и функции системы

АСУ ТП котельной выполнена на базе Программно-Технического Комплекса “Tornado-I". Комплекс предназначен для оперативного дистанционного контроля и управления всем электрифицированным оборудованием котельной.

АСУ ТП реализует полномасштабные функции управления и контроля и позволяет решать следующие звдачи:

• управление объектами котельной во всех эксплуатационных режимах, включая пуск и останов;
  дистанционное управление электрифицированным оборудованием;
• регулирование технологических параметров в заданном режиме;
• автоматический контроль и непрерывная диагностика как датчиков, так и средств ПТК;
• формирование базы данных исходной и расчетной информации;
• архивирование всех технологических параметров, действий персонала, управляющего оборудованием котельной, несанкционированного доступа к управлению;
• отображение на экране компьютера состояния оборудования котлов и котельной с разной степенью детализации;
• дифференцированный допуск операторов к отдельным операциям, защита системы от случайного и несанкционированного воздействия;
• протоколирование действий оператора, защита от подачи неправильных команд;
• подготовка данных для расчета технико-экономических показателей работы оборудования, анализа аварийных ситуаций и т.д.;
• звуковая сигнализация;
• создание печатных отчетов.

Структура системы

Структурная схема комплекса состоит из следующих компонент:

• автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора котельной;
• рабочее место инженера-наладчика;
• сервер баз данных;
• контроллеры функциональных узлов;
• локальная сеть оперативного контура.

Автоматизированное Рабочее Место

Рабочее место оператора оснащено стандартными средствами вычислительной техники, совместимыми с IBM PC. Для создания интерфейса оператора используется специализированный для задач визуализации технологических процессов программный пакет “InTouch” (производство компании “Wonderware”).

АРМ оператора служит для:

• регистрации и архивирования всех актуализированных данных, поступающих от контроллеров;
  формирования информационного потока в архивную базу данных;
• визуализации технологических параметров;
• представления информации в виде мнемосхем, гистограмм, графиков и таблиц;
• решения информационных вычислительных задач (регистрации аварийных ситуаций, регистрации отклонения параметров, архивирования, расчет параметров для ТЭП, формирование суточных ведомостей;
• предоставления информации для удаленных “клиентских” рабочих мест средствами WEB сервера.

АРМ инженера - наладчика

АРМ инженера служит "горячим" резервом в случае выхода из строя рабочего места оператора. В данном проекте на АРМ инженера также расположен и сервер баз данных, где хранится информация обо всех событиях происходящих в системе (информация о технологических параметрах котельного оборудования, управляющих воздействиях оператора и др.)

Контроллеры функциональных узлов

Контроллеры функциональных узлов (КФУ) являются элементом системы, обеспечивающим подключение кабельных связей от датчиков и преобразование аналоговых сигналов от датчиков в цифровую форму, необходимую для дальнейшей программной обработки системой. КФУ располагается в шкафах одностороннего обслуживания степени защиты IP54 и выше.

В КФУ применяется контроллерное оборудование компаний “Kontron” ("PEP Modular Computers") и "UniControls". Собственно контроллер выполнен в виде крейта CXC формата 3U. Контроллер имеет модульную архитектуру. Все модули контроллера устанавливаются в крейт, где они объединяются посредством локальной магистрали CXC.

Модули ввода-вывода выполнены в стандарте ModPack. Спектр данных модулей ввода-вывода позволяет решать любые задачи сбора и обработки данных. При этом контроллер может работать автономно, обеспечивая контроль за объектом при отсутствии связи с оператором.

Основные свойства КФУ:

• применение надежных аппаратных средств автоматизации, соответствующих открытым международным стандартам;
• функциональная автономность уровня контроллеров;
• каждый контроллер может работать независимо от других компонент системы;
• высокая отказоустойчивость микропроцессорных элементов, большое время наработки контроллеров на отказ (более 10 лет);
• развитая внутренняя диагностика элементов контроллера;
• дублированные источники питания;
• модульная архитектура контроллеров;
• стандартный конструктив контроллеров (3U ).

В КФУ применяются так называемые Блоки Полевых Интерфейсов (БПИ), которые позволяют напрямую подключать контроллер к технологическому оборудованию объекта, датчикам и исполнительным механизмам. БПИ позволяют подключать натуральные сигналы от термопар, термометров сопротивлений, датчиков тока и напряжения, а также дискретные сигналы и команды 24В и 220В. Полевой кабель может иметь сечение до 2,5 мм2. Подпружиненные клеммы Блоков Полевых Интерфейсов обеспечивают надежный, нечувствительный к вибрации контакт, эквивалентный холодной сварке.

Применение БПИ позволяет избежать использования громоздких шкафов-проммклемников и уменьшить количество релейных шкафов.