АСУТП и АСКУЭ в энергетике и целлюлозно-бумажной промышленности Г. М. Килимник, С. И. Лейкин ЗАО "НВК Севзапмонтажавтоматика", г. Санкт-Петербург в настоящее время на предприятиях энергетики и ЦБП существенно возрос объем работ по комплексной автоматизации газоиспользующих установок. Основными установками являются паровые и водогрейные котлы. Комплексная автоматизация включает в себя создание следующих систем:автоматизированной системы управления котлом (АСУТП);систем противоаварийной защиты (ПАЗ);автоматизированной системы коммерческого и технического учета энергоносителей (АСКУЭ), как выработки (пар, тепловая энергия, электроэнергия), так и потребления (газ, вода, электроэнергия). В докладе освещаются основные решения по созданию этих систем, которые, по нашему мнению, можно считать оптимальными с точки зрения соотношения качество-цена. Такие решения приняты фирмой ЗАО "НВК СЗМА" на основании опыта внедрения на большом количестве объектов с различными типами котлов, оснащенных от 1 до 16 горелок.АСУТП Котел оснащается газовым оборудованием фирмы "АМАКС" (Москва), скомпонованным в единый блок (тип БГ) заводского изготовления для каждой горелки. На рис. показана реализуемая схема газоснабжения с применением БГ (одна горелка). Вся применяемая в блоках БГ арматура имеет герметичность класса "А" и гарантию на 3 года со дня введения ее в эксплуатацию. Для котлов с горелками производительностью от 1 до 60 МВт блоки выпускаются серийно. Типовые алгоритмы управления горелками, включая ПАЗ, с использованием БГ утверждены и рекомендованы к применению Госгортехнадзором России. Технические средства для АСУТП могут быть разными, они выбираются в процессе проектирования. Во всех случаях сроится распределенная трехуровневая система (DCS) с фирменными контроллерами или КТС разработки фирмы "АМАКС". На 1-м уровне АСУТП находятся датчики, на 2-м – контроллеры, на 3-м (верхнем) – IBM-совместимый компьютер (рабочая станция). Оптимальным вариантом микропроцессорной части системы в настоящее время можно считать аппаратуру фирмы "PLC Direct" (Япония/США), поставляемую фирмой "ПИР" (Санкт-Петербург). Поставщики и типы датчиков – разные, согласовываются с заказчиком. Базовое программное обеспечение (ПО) поставляется фирмой "ПИР", прикладное ПО создается при проектировании с использованием поставляемого с аппаратными средствами программного пакета "Direct Soft". Отметим некоторые характерные черты АСУТП:Применимость к любым котлам, использующим газ, с горелками производительностью от 1 до 60 МВт;Законченное алгоритмическое и техническое решение задач пуска, останова, защиты, регулирования и управления, соответствующее действующим в РФ нормам и правилам, согласованное с Госгортехнадзором России;Комплексная поставка технических средств, а также предохранительно-запорной и регулирующей арматуры (в составе БГ) высокого класса точности изготовления;Автоматическая проверка плотности газовой арматуры перед первоначальным розжигом горелок;Автоматический ввод защит;Розжиг горелок в автоматическом режиме;Возможность установки оператором последовательности включения горелок;Автоматическое включение регуляторов систем горения и питания в заданной последовательности;Возможность варьирования типом используемых программно-технических средств с учетом эксплуатационного опыта и материальных возможностей заказчика;Возможность решения на верхнем уровне АСУТП различных общестанционных задач.ПАЗ Система противоаварийной защиты на нижнем и 2-м уровнях иерархии реализуется с использованием таких же технических средств, что и АСУТП. На верхнем уровне информация поступает на рабочую станцию АСУТП. Функционально система ПАЗ выполняет весь перечень технологических защит, предусмотренных РД 34.35.131-95 "Объем и технические условия на выполнение технологических защит теплоэнергетического оборудования электростанций с поперечными связями и водогрейных котлов", относящихся к котлам, в которых основным топливом является природный газ. В соответствии с рекомендациями указанного РД, а также требованиями ряда фирм-пользователей, в частности фирмы "IP" (International Paper) ПБ 09-170-97 "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных производств", система ПАЗ выполняется как отдельная система с выделением отдельных аппаратных средств (датчики, контроллеры). Следует заметить, что применение в схеме газоснабжения блоков БГ с двумя быстродействующими ПЗК и клапаном утечки (безопасности) между ними, а также специальной системы проверки газовой плотности арматуры с использованием калиброванного дросселя (см. рис.) практически исключает возможность загазованности топки и, соответственно, взрывов газовоздушной смеси в топках и газоходах при розжиге газогорелочных устройств. Такая схема обеспечивает также возможность розжига горелок на пониженном давлении газа (30–50 мм вод. ст.), что полностью устраняет возникновении "хлопков" в топках.АСКУЭ Для большого количества промышленных предприятий оптимальным вариантом системы учета энергоносителей оказалась АСКУЭ на базе комплекса технических средств КТС "Энергия +". Технические средства и базовое программное обеспечение (БПО) поставляются НПО "Энергоконтроль" (г. Заречный Пензенской обл., Россия). Отличительной особенностью системы является охват ею как неэлектрических, так и электрических энергоносителей. Наиболее рациональная область применения – промышленные и энергетические предприятия, поставляющие и потребляющие энергию, с большим количеством узлов коммерческого и технического учета. Вполне перспективной является также АСКУЭ на базе продукции фирмы "Логика". В настоящее врем АСКУЭ "Энергия" успешно функционирует более чем на 700 предприятиях. АСКУЭ "Энергия" имеет 3 уровня. На 1-м уровне находятся датчики параметров неэлектрических энергоносителей (расходы, давления, перепада давления, температуры), а также электросчетчики; на 2-м уровне – устройства сбора и передачи данных (УСД), предназначенные для приема и обработки информации с нижнего уровня и передачи ее на верхний уровень; на 3-м (верхнем) уровне – IBM-совместимый компьютер с соответствующим ПО и техническими средствами (платы ввода и полудуплексной связи), обеспечивающими взаимодействие с техническими средствами 2-го уровня. Технические средства: датчики параметров неэлектрических энергоносителей – различные, с унифицированным аналоговым или числоимпульсным выходным сигналом; электросчетчики – индукционные и электронные, предпочтительно электронные типа СЭТ-4ТМ.02, выпускаются ГУП "Завод им. Фрунзе" (г. Нижний Новгород, Россия); УСД-"Е443 М2 (EURO)", "Энергия-Микро+" для электрических параметров; "Энергия-Микро-Т", "Исток-ТМ" для неэлектрических параметров, поставляются НПО "Энергоконтроль" и НПЦ "Спецсистема" (г. Витебск, Беларусь); компьютер – IBM-совместимый, составные части которого совместимы с Windows (по списку компании Microsoft); платы ввода и полудуплексной связи, устанавливаемые в слот ISA компьютера, выпускаются НПО "Энергоконтроль". Программные средства: в компьютер устанавливается следующее программное обеспечение: операционная система Windows NT/2000/XP, СУБД MS SQL 7.0, базовое программное обеспечение БПО КТС "Энергия+" (версия 6). Внедрение АСКУЭ позволяет осуществить:сбор в автоматическом режиме (по заданным периодам времени) и ручном режиме (по запросу оператора) конкретных параметров по каждой точке учета;накопление данных энергоучета по каждой точке учета на требуемую ретроспективу;обработку накопленных значений энергоучета в соответствии с действующими тарифами, схемой электро- и теплоснабжения, структурой учета предприятия;отображение измерительной и расчетной информации в виде графиков, таблиц и ведомостей на мониторе с их документированием на принтере;сигнализацию о нештатных ситуациях в АСКУЭ;диагностику технических средств в АСКУЭ и каналах связи. Рабочие станции пользователей могут быть объединены в локальную сеть (ЛВС). Выделив в структуре ЛВС компьютер-сервер, можно реализовать архитектуру "Клиент-сервер". Рис. Принципиальная схема газоснабжения с применением БГ:1. Кран со штуцером и заглушкой для отбора пробы газа2. Кран продувочный3. Клапан отсечной (ПЗК)4. Клапан электромагнитный, Ду20, "НО" (клапан безопасности)5. Заслонка дроссельная с электроприводом6. Горелка7. Запальник газовый8. Опора9. Клапан электромагнитный, Ду15, "НЗ" (клапан запальника)10. Клапан шаровой Ду1511. Дроссель12. Клапан электромагнитный Ду15, "НЗ" (клапан опрессовки)13. Диафрагма для измерения расхода газа14. Задвижка ручная15. Датчик-реле напора16. Манометр