Тренажер для подготовки персонала цеха АСУ ТП Уфимской ТЭЦ-2

На Уфимской ТЭЦ-2 Башкирской генерирующей компании введен в эксплуатацию учебно-тренировочный комплекс для подготовки персонала цеха АСУ ТП, созданный с использованием компьютерного тренажерного комплекса «ТРОПА» (КТК ТРОПА^®). Моделью компьютерного тренажера охвачены подсистемы САР и ТЗиБ парового котла БКЗ Е-320-140ГМ ст. №7 и турбоагрегата ПТ-65/75-130/13 ст. №4. Существующие АСУ ТП данного оборудования выполнены на базе программно-технического комплекса КРУГ-2000^®.

Уфимская ТЭЦ-2 является второй по мощности электростанцией в Башкирской генерирующей компании (ПАО «Интер РАО»). Обеспечивает теплом более половины жилых массивов и промышленные предприятия Уфы. Установленная электрическая мощность – 519 МВт, тепловая – 1 528 Гкал/ч.

Тренажер для подготовки персонала цеха АСУ ТП представляет собой совокупность моделей парового котла и турбоагрегата, а также моделей действующих на предприятии автоматизированных систем с повторением алгоритмического обеспечения и графического представления.

Тренажер предоставляет следующие возможности:

• изучать влияние настроечных параметров автоматических регуляторов на характеристики переходных процессов и нарабатывать навык оптимальной настройки регуляторов
• нарабатывать навык проверки технологических защит как на остановленном технологическом оборудовании (с воздействием на арматуру), так и без останова технологического процесса (на сигнал)
• изучать алгоритмы работы существующих систем автоматического регулирования (САР) и технологических защит и блокировок (ТЗиБ)
• нарабатывать навык отыскания дефектов в ПТК КРУГ-2000, а также подсистемах САР и ТЗиБ.

Цели создания системы

• Подготовка персонала, обслуживающего существующие на предприятии системы АСУ ТП:
• начальное обучение
• поддержание навыков проведения типовых операций, а также поиска неисправностей
• повышение квалификации персонала
• отладка и опробование собственных разработок
• Повышение уровня безопасности, надежности, безотказности работы оборудования, сохранности имущества, здоровья и жизни персонала
• Проверка (тестирование) профессиональной квалификации персонала.

Функции системы

Информационные и управляющие функции тренажера

• Моделирование технологического процесса агрегатов с формированием значений параметров в объеме, достаточном для обеспечения работоспособности подсистем САР и ТЗиБ
• Моделирование исполнительных механизмов и регулирующих органов, а также их характеристик и типовых неисправностей, включая расходные характеристики, люфты, нечувствительности и т.д.
• Моделирование работы информационных и управляющих контроллеров АСУ ТП со 100% повторением алгоритмов действующих АСУ ТП. Используются реальные пользовательские программы (алгоритмы регулирования, ТЗиБ и т.д.)
• Моделирование неисправностей контроллерного оборудования:
• неисправности или недостоверности входов и выходов
• неисправности модулей ввода-вывода
• Моделирование работы серверов БД АСУ ТП со 100% повторением алгоритмов сбора и обработки данных (сбор и накопление данных, алгоритмы обработок на достоверность, нарушение границ сигнализации и т.д.)
• Моделирование станций оператора со 100% повторением графического интерфейса.

Специализированные функции тренажерного комплекса

• Работа системы в темпе управляемого «модельного» времени с функциями:
• приостановки и возобновления хода времени
• ускорения / замедления хода и «перемотки» времени в пределах имеющейся истории тренировки
• Создание, сохранение и последующая загрузка требуемых для проведения тренировок «исходных состояний» модели
• Создание, сохранение и последующая загрузка последовательности изменений параметров модели в виде «сценария тренировки»
• Расширенное ведение истории тренировки с возможностью
• просмотра хода тренировки в нормальном и (или) ускоренном темпе «модельного» времени с отображением данных непосредственно на мнемосхемах модели АСУ ТП
• возобновление тренировки из любой промежуточной точки имеющейся истории
• сохранение и загрузка истории тренировки для просмотра ее хода, анализа ошибочных действий и «работы над ошибками» (повторение тренировки из точки, предшествующей ошибочным действиям).

Вспомогательные функции тренажера

• Самодиагностика комплекса технических и программных средств
• Оперативная перенастройка системы и реконфигурация программного обеспечения АСУ ТП с использованием штатной для АСУ ТП среды разработки
• Регистрация персонала, осуществляющего вход в систему.

Архитектура системы

Тренажер выполнен с использованием компьютерного тренажерного комплекса «ТРОПА» (КТК ТРОПА^®) и представляет собой одну из возможных структур, в которой моделирование работы технологического оборудования осуществляется на языке КРУГОЛТМ непосредственно в том же виртуальном контроллере, в котором используется моделируемый технологический параметр. Стохастические модели объектов выполнены с использованием типовых динамических звеньев (запаздывание, апериодическое звено N-го порядка, интегрирование и т.д.).

Тренажер имеет двухуровневую архитектуру.

В 1-й (нижний) уровень системы входят:

• виртуальные имитаторы контроллеров, работающих в существующих АСУ ТП, выполняющие в том числе функции моделирования технологических процессов
• устройства и линии связи, обеспечивающие обмен информацией в цифровом виде.

Имитаторы контроллеров запускаются в виде «виртуальных машин».

Во 2-й (верхний) уровень системы входит единое рабочее место инструктора и обучаемого, на котором установлен сервер КТК «ТРОПА». Запуск и управление тренировкой осуществляется локально. Имитаторы контроллеров котла и турбины запускаются здесь же.

Структурная схема компьютерного тренажерного комплекса для подготовки персонала цеха АСУ ТП Уфимской ТЭЦ-2

Информационная мощность

Моделируемые ТЗиБ котла

• Повышение уровня в барабане котла до I предела
• Понижение уровня в барабане котла до I предела (разгрузка)
• Останов одного из двух РВП
• Останов одного из двух ДВ
• Останов одного из двух ДС
• Повышение давления перегретого пара
• Погасание общего факела в топке
• Понижение Т перегретого пара в паропроводе №1 и №2
• Понижение давления воздуха
• Отключение двух РВП
• Отключение дутьевых вентиляторов
• Отключение дымососов
• Понижение давления мазута перед котлом
• Понижение давления газа перед котлом
• Понижение уровня в барабане котла до II предела
• Повышение уровня в барабане котла до II предела.

Моделируемые контуры регулирования котла

• Регулятор питания котла с воздействием на РПК Ду100 и РПК Ду250
• Регулятор давления воздуха в топке ПК с коррекцией по кислороду, с воздействием на НА ДВ-А и НА ДВ-Б
• Регулятор разрежения в топке ПК с воздействием на НА ДС-А и НА ДС-Б
• Регулятор температуры перегретого пара с воздействием на:
  • РК впрыска 1 ступени, 1 и 2 потока
  • РК впрыска 2 ступени, 1 и 2 потока
  • РК впрыска 3 ступени, 1 и 2 потока
• Регулятор нагрузки с воздействием на РК топлива – газ и РК топлива – мазут
• Регуляторы непрерывной продувки 1 и 2
• Регулятор давления за ГРП.

Моделируемые ТЗиБ турбины

• Понижение температуры пара в паропроводах №1 и №2
• Понижение давления масла на смазку
• Повышение частоты вращения ротора
• Осевой сдвиг ротора
• Повышение вибрации опор подшипников
• Внутреннее повреждение генератора
• Дистанционное отключение турбины
• Понижение вакуума в конденсаторе
• Понижение уровня в демпферном маслобаке
• Повышение уровня в ПВД-5, ПВД-6, ПВД-7.

Моделируемые контуры регулирования турбины

• Регулятор давления пара на обогрев фланцев и шпилек
• Регулятор уровня в БО-90 и РБ (ПНД-2)
• Регулятор уровня в ПНД-3, -4, -5, -6, -7
• Регулятор уровня в конденсаторе
• Регулятор давления пара на уплотнения
• Регулятор давления пара на ОБ-2Д
• Регулятор уровня в ОБ-2Д
• Регулятор скорости
• Регулятор мощности
• Регулятор давления в ПО и ТО.

Особенности системы

• Компьютерный тренажер разработан на базе действующих на Уфимской ТЭЦ-2 АСУ ТП котла БКЗ Е-320-140ГМ ст. №7, турбоагрегата ПТ-65/75-130/13 ст. №4 с повторением динамических мнемосхем и алгоритмов управления, автоматического регулирования, а также технологических защит и блокировок, реализованных с использованием программно-технического комплекса КРУГ-2000.
• Для создания компьютерного тренажера использовались графические проекты, БД и прикладные программы с реальных АСУ ТП. Заказчик имеет возможность самостоятельного внесения изменений в модели объектов управления и АСУ ТП с использованием среды разработки SCADA КРУГ-2000.
• Запуск тренировки осуществляется с «одной кнопки».

Фирмой «КРУГ» выполнены следующие работы:

• Разработка модели АСУ ТП тренажера
• Разработка математических моделей объектов управления
• Поставка программного обеспечения
• Инжиниринговые работы
• Пусконаладочные работы.

Новости

Тренажер от НПФ «КРУГ» поможет в подготовке персонала цеха АСУ ТП Уфимской ТЭЦ-2