АСУТП НПФ "Ракурс" на Василеостровской ТЭЦ ОАО "ТГК-1"

Оборудование пускового комплекса, оснащенного автоматизированной системой управления технологическими параметрами турбоагрегата (АСУТП ТА) производства НПФ "Ракурс", принято в эксплуатацию.

В период с 25 по 28 июля 2009 года на Василеостровской ТЭЦ (ТЭЦ-7) филиала Невский ОАО "ТГК-1" прошли комплексные испытания пускового комплекса "Турбина Т-50/60-8,8 - турбогенератор типа ТФП-60-2У3 с АСУ ТП ТА ст.№3" (АСУТП ТА №3). Турбина Т-50/60-8,8 производства Уральского турбинного завода спроектирована на номинальную мощность 50 МВт, на начальные параметры пара 8,8 МПа и 520 ⁰С. Номинальный расход свежего пара 246 т/ч.

Основное топливо станции – природный газ, резервное – мазут.

Управление тепломеханическим оборудованием осуществляется с групповых щитов управления (ГрЩУ). Управление электрической частью станции осуществляется с Главного щита управления (ГЩУ).

ООО "НПФ "Ракурс" в рамках проекта выполнило разработку концепции, рабочей документации, программного обеспечения, изготовила и поставила оборудование ПТК АСУ ТП ТА№3, а также выполнила пуско-наладку поставленного оборудования и обучение оперативного и ремонтного персонала станции. Также ООО "НПФ "Ракурс" поставило систему технологического мониторинга турбогенератора ТФП-60-2У3 (ПТК СТК-ЭР) и систему электрической части системы регулирования и защит (ПТК ЭЧРиЗ).

ПТК ЭЧСР и ПТК СТК-ЭР являются частью АСУ ТП ТА№3 и включены в ее состав как интегрированные системы, связанные с ПТК на нижнем уровне через системную шину, выполненную на базе дублированной сети Ethernet.

Интеграция локальной системы контроля вибраций ПТК СКВ, входящей в объем поставки завода-изготовителя турбины, с ПТК АСУ ТП ТА№3 происходит на сигнальном уровне (аналоговые и дискретные входы/выходы).

Автоматизация электротехнического оборудования группового щита управления ГрЩУ-1 в рамках создания АСУ ТП ТА№3 выполнена в объеме контроля и управления локальной релейно-защитной автоматикой выключателя генератора и системой воздушного охлаждения генератора и в объеме контроля и управления локальной системой автоматического управления возбуждением генератора.

Кроме того, так как проектом предусмотрена автоматизация части общецехового вспомогательного оборудования, то эта часть выполнена как расширение существующей АСУ ТП вспомогательного оборудования и ВХР (АСУ ТП ВО и ВХР).

Особенностью создания ПТК АСУ ТП ТА№3 для ТЭЦ-7 было наличие функционирующих ПТК АСУ ТП "Котел 4", ПТК вспомогательного оборудования и водно-химического режима (ПТК ВО и ВХР) производства ООО "НПФ "Ракурс". Эти ПТК разработаны на средствах комплексной автоматизации PCS7 фирмы Siemens. Поэтому при разработке ПТК АСУ ТП ТА№3 были использованы структура построения и оборудование, применяющиеся в существующих ПТК АСУ ТП, что позволило без существенных доработок объединить все АСУ ТП, входящие в единую систему АСУ ТП ГрЩУ-1.

Заложенные принципы интеграции позволят в перспективе расширять АСУ ТП ГрЩУ-1, в которой можно выделить следующие локальные АСУ ТП:

• АСУ ТП турбоагрегата ст.№3;
• АСУ ТП турбоагрегата ст.№4;
• АСУ ТП котлоагрегата ст.№4;
• АСУ ТП котлоагрегата ст.№5;
• АСУ ТП котлоагрегата ст.№6;
• АСУ ПТ ВО и ВХР (общекотловое, общетурбинное, теплофикационное, питательно-деаэраторная установка, мониторинг водно-химического режима);
• АСУ ПТ электротехнического оборудования ГрЩУ-1.

Для реализации вспомогательных функций и функций, непосредственно не относящихся к управлению технологическими процессами, для всех ПТК ГрЩУ-1 был выделен программно-технический комплекс вспомогательных систем ПТК ВС, в который вошли следующие подсистемы:

Система единого времени

Система единого времени реализована с помощью устройства синхронизации времени Siemens Siclock TM с приемником GPS. Siclock принимает сигнал точного времени со спутника GPS и выдает по сети Ethernet в системную шину сигналы точного времени по протоколу NTP. Точность синхронизации времени внутри АСУ ТП – 1 мс.

Центральный архивный сервер

Для обеспечения долговременного архива данных всех АСУ ТП ГрЩУ-1 организован центральный архивный сервер (ЦАС), который получает данные от серверов ввода-вывода.

Архивирование событий и аналоговой истории осуществляется на ЦАС под управлением Microsoft SQL Server, входящего в состав пакета PCS7. Дополнительные программные компоненты PCS7 позволяют осуществлять экспорт архивных данных на внешние носители для долговременного хранения. Для этого в ПТК ВС организован АРМ ретроспективной информации (АРМ РИ). Компьютер АРМ РИ установлен в шкафу. Монитор, клавиатура и мышка подключены к компьютеру через KVM-удлинитель.

Межсетевой экран

Межсетевой экран аппаратный МСЭ защищает все АСУ ТП ГрЩУ-1 от сетевых атак и других опасных воздействий из внешних сетей Ethernet. Для этого используется стандартная структура с буферной зоной "dmz", через которую происходит обмен с АСУП и другими внешними системами.

АСУ ТП ТА№3 состоит из двух уровней управления – верхний уровень и нижний уровень.

Нижний уровень

Нижний уровень предназначен для непосредственного контроля и управления подчиненных технологических узлов на основании заложенных в контроллеры алгоритмов и поступающей информации с датчиков. Он построен на базе резервируемого контроллера (ПЛК) Simatic серии S7-400H фирмы Siemens и станций удаленного ввода-вывода (ET200M). Нижний уровень имеет распределённую структуру: ПЛК размещается в помещении контроллеров, а станции удаленного ввода-вывода – по месту в силовых шкафах (ШС) и шкафах ввода-вывода сигналов (ШИС).

Основным устройством нижнего уровня является резервируемый ПЛК, который состоит из двух отдельно работающих ПЛК Simatic серии S7-400H фирмы Siemens, соединенных между собой двумя оптическим кабелями для обмена информацией. В каждый момент времени работает один контроллер, второй находится в "горячем" резерве: всегда включен и готов к перехвату управления на себя.

Силовые шкафы представляют собой сборки со схемами управления запорно-регулирующей арматурой. В силовых шкафах используется защитная и коммутационная аппаратура фирм Schneider Electric и Danfoss.

Верхний уровень

Верхний уровень представляет собой автоматизированные рабочие места эксплуатационного персонала, предназначенные для ведения технологических процессов, обслуживания программно-технических средств, обеспечения привязки к единому времени, ведения единой базы данных, хранения и анализа архивной информации, выполнения расчетных задач.

Устройства верхнего уровня связаны между собой по терминальной шине. Терминальная шина реализована с помощью дублированной сети Fast Ethernet с лучевой топологией.