В статье описывается измерительная система температурного контроля генератора, разработанная ОАО «НИПС» и предназначенная для многоканального измерения температуры в контрольных точках турбогенератора энергоблоков 100-300 МВт.
Одними из самых распространённых систем температурного контроля генератора для энергоблоков мощностью от 100 до 300 МВт являются системы А-701, которые были разработаны более 25 лет назад и к настоящему времени технически и морально устарели, выработали свой ресурс и требуют замены. Опыт эксплуатации этих систем показал крайне низкую их надёжность и слабую ремонтопригодность из-за использования устаревших комплектующих изделий, поэтому назрела острая необходимость внедрения новых высоконадёжных систем, выполненных на современной элементной базе, которые к тому же могли бы интегрироваться в существующие АСУ ТП.
Для замены систем А-701 предлагается измерительная система температурного контроля генератора (ИСТКГ) разработки ОАО «Новосибирский институт программных систем» («НИПС»), которая выполняет все функции А-701 по контролю температур и, кроме того, имеет дополнительные возможности, позволяющие использовать её в составе АСУ ТП энергоблока. ИСТКГ построена на базе современных программно-аппаратных средств промышленного назначения, которые обеспечили не только высокую надёжность и ремонтопригодность системы, но и позволили реализовать высокоточные измерения за счёт использования компьютерных методов проведения калибровки и поверки измерительных каналов, а также обработки сигналов.
Система ИСТКГ предназначена для многоканального измерения температур в контрольных точках турбогенератора энергоблока и сигнализации о выходе значений температур за установленные технологические пределы (уставки). Основная область применения системы ИСТКГ – энергетика, главная решаемая задача – обеспечение безопасности энергетических систем.
Принцип действия ИСТКГ основан на преобразовании сопротивлений встроенных в контрольные точки турбогенератора термопреобразователей сопротивлений в частоту, её измерении, вычислении сопротивлений по измеренным значениям частоты и далее преобразовании этих сопротивлений в значения измеряемой температуры с учётом номинальных статических характеристик термопреобразователей сопротивлений по ГОСТ 6651-94 и ГОСТ 6651-59.
Аппаратура системы ИСТКГ размещена в двух шкафах: измерительном и индикаторном (рис. 1).
Шкаф измерительный содержит контроллер устройств связи с объектом (контроллер УСО), два блока УСО с двенадцатью шестиканальными модулями УСО и блоком питания в каждом, блок клеммников (рис. 2).
Используемый шкаф серии PROLINE фирмы Schroff имеет полностью прозрачную переднюю дверь, через которую видны индикаторы наличия напряжения питания в модулях УСО. Модули УСО осуществляют преобразование сопротивлений термопреобразователей сопротивления в частоты, которые далее измеряются в контроллере УСО. По измеренным частотам в контроллере УСО вычисляются значения сопротивлений, преобразуемые затем в соответствующие им значения температуры, которые потом в цифровом виде передаются в шкаф индикаторный через два сетевых интерфейса Ethernet и один интерфейс RS-485 (опция, реализуемая по согласованию с заказчиком).
В состав контроллера УСО входят стандартные покупные платы сбора, обработки и хранения информации:
IBM PC совместимая процессорная плата CPU686 фирмы Fastwel осуществляет сбор и обработку данных с блоков УСО, организует обмен данными между техническими средствами;
два адаптера сети Ethernet 5500 фирмы Octagon Systems предназначены для передачи информации техническим средствам индикаторного шкафа по основной и резервной линиям связи;
модули ввода-вывода UNIO96-5 фирмы Fastwel осуществляют связь процессорной платы с блоками УСО.
Все платы контроллера УСО установлены в шестислотовый каркас 5276-RM (формат MicroPC) с блоком питания 5101 фирмы Octagon Systems. Каркас крепится на DIN-рейку.
Модули УСО собственной разработки представляют собой шестиканальные преобразователи сопротивление/ частота (ПСЧ-6). Основные характеристики этих модулей приведены в табл. 1.
Конструктивно ПСЧ-6 выполнены в виде модулей 6U по стандарту Евромеханики МЭК 60297 (части 1, 2). На передней панели расположены индикатор наличия напряжения питания и ручки для установки модуля в каркас. Модули ПСЧ-6 допускают оперативную замену при работающей системе.
В шкафу индикаторном (рис. 3) размещён жидкокристаллический монитор и контроллер индикации с набором интерфейсных модулей, осуществляющих связь со шкафом измерительным и с АСУ ТП верхнего уровня через интерфейсы Ethernet и токовая петля (20 мА).
Контроллер индикации реализован на базе IBM PC совместимых аппаратных средств промышленного назначения, выполненных в формате MicroPC, и содержит в своём составе:
процессорную плату CPU686;
три адаптера сети Ethernet 5500;
преобразователь интерфейса RS-232 в интерфейс токовая петля изготовления ОАО «НИПС».
Все модули контроллера индикации установлены в каркас 5276-RM с блоком питания 5101. Каркас крепится на DIN-рейку, расположенную в нижнем отсеке индикаторного шкафа. К процессорной плате CPU686 подключаются монитор и через интерфейсную плату PSKI686 алфавитно-цифровая клавиатура и манипулятор «мышь».
Конструктивно индикаторный шкаф выполнен на базе шкафа серии PROLINE фирмы Schroff, имеющего прозрачную дверь в верхней части, напротив которой установлен монитор. На выдвижной полке шкафа располагаются клавиатура и манипулятор «мышь».
Питание всех функциональных элементов измерительного и индикаторного шкафов осуществляется через источники бесперебойного питания PowerLine 1000RM с двойным преобразованием напряжения.
Общая схема системы ИСТКГ приведена на рис. 4.
Условные обозначения:
МВВ — модули ввода-вывода; БП — блок питания; ПСЧ-6 — шестиканальные преобразователи сопротивление/частота (модули УСО); PSKI686 — интерфейсная плата для подключения алфавитно-цифровой клавиатуры и манипулятора «мышь»; БЩУ — блочный щит управления; ЦЩУ — центральный щит управления; АСКР — автоматизированная система контроля режимов генератора.
Дополнительно в индикаторном шкафу может быть установлен IBM PC совместимый компьютер с реализованным на нём ОРС-сервером DA 2.05 для связи с АСУ станции.
Выбор элементов аппаратной части определялся требованиями к условиям работы системы и к её надёжности. Шкаф измерительный располагается возле турбогенератора, в условиях повышенной вибрации и повышенной температуры. Использование одинаковых контроллеров в шкафах измерительном и индикаторном обеспечивает согласование по надёжности обоих компонентов системы и уменьшает количество типов запасных частей для системы.
Программные средства ИСТКГ реализованы на базе ПТК «НИПС» и допускают развитие и адаптацию к конкретным требованиям заказчика.
Программное обеспечение ИСТКГ выполняет следующие основные функции:
контроль и диагностику состояния каналов измерения температуры;
визуализацию температурных данных в виде мнемосхем, графиков, таблиц;
формирование для каждого измерительного канала сообщений при достижении измеряемой температурой значений технологических уставок;
выдача команды на формирование дискретного релейного сигнала «Вызов на АСКР» для включения соответствующего табло на блочном щите управления (БЩУ);
ведение архива температурных данных и архива нештатных ситуаций;
передачу данных в АСУ ТП верхнего уровня.
Основные технические характеристики системы ИСТКГ приведены в табл. 2.
Помимо этого, следует отметить ряд её особенностей.
ИСТКГ обеспечивает измерение температуры при работе с термопреобразователями сопротивления типов ТСП50, ТСП100, ТСМ50 или ТСМ100 с любой номинальной статической характеристикой по ГОСТ 6651-94, а также с термопреобразователями сопротивления с градуировками 21, 23 или 24 по ГОСТ 6651-59.
Система сохраняет свои характеристики при подключении термопреобразователей сопротивления по четырёхпроводной схеме, длине линии связи не более 500 м, сопротивлении утечки между проводами линии связи не менее 2×106 Ом, сопротивлении каждого из проводов линии связи не более 20 Ом.
По условиям эксплуатации ИСТКГ относится к группам В2, Р1, L3 по ГОСТ 12997: температура окружающего воздуха от 5 до 40°С, относительная влажность до 80% при температуре 30°С, атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.
Питание ИСТКГ осуществляется от промышленной сети переменного тока с напряжением (220 ± 22) В и частотой (50 ± 1) Гц. Потребляемая мощность составляет не более 800 Вт. Измерительная система сохраняет работоспособность при перерыве в подаче питающего сетевого напряжения продолжительностью не более 2 часов.
Средний срок службы системы составляет не менее 10 лет с учётом проведения восстановительных работ.
Система внедрена в промышленную эксплуатацию на Сургутской ГРЭС-1 на энергоблоках 200 МВт.
Система ИСТКГ внесена в Государственный реестр средств измерений РФ.
Авторы выражают благодарность работникам Сургутской ГРЭС-1 за плодотворное сотрудничество. ●
Авторы — сотрудники ОАО «НИПС»
Телефон: (383) 332-4066, 330-8576
72 Факс: (383) 332-4061
Однофазные источники бесперебойного питания Systeme Electric
Почти все современные сферы промышленности, IT-инфраструктура, а также любые ответственные задачи и проекты предъявляют повышенные требования к питающей сети – электропитание должно быть надёжным, стабилизированным и обеспечивать бесперебойную работу. В данной статье мы рассмотрим решения по однофазному бесперебойному питанию от российской компании Systeme Electric. 28.12.2023 СТА №1/2024 1112 0 0Однопроводный канал телеметрии по PLC
В статье рассматриваются методы реализации однопроводных каналов передачи данных по силовым электросетям в жилых зданиях, загородных и промышленных помещениях. В качестве информационного провода предлагается использовать проводник «нейтраль» электропроводки. Приводятся анализ возможных конфигураций каналов передачи данных этого типа и результаты экспериментальных проверок. Рассматриваются преимущества новых методов по сравнению с традиционными PLC и области возможного применения данной технологии. 28.12.2023 СТА №1/2024 1237 0 0BioSmart Quasar 7 — мал да удал
Компания BIOSMART в пандемийном 2020 году весьма своевременно представила свой первый лицевой терминал Quasar (рис. 1) с диагональю экрана 10 дюймов. Уже в следующем, 2021 году был представлен бесконтактный сканер рисунка вен ладони PALMJET (рис. 2). Ну а в текущем 2023 году компания представила новую уменьшенную модель лицевого терминала Quasar 7 (рис. 3), который смог в компактном корпусе объединить обе передовые технологии бесконтактной биометрической идентификации. 28.12.2023 СТА №1/2024 1140 0 0Открытые сетевые платформы — когда сети и вычисления в одном устройстве
Открытая сетевая платформа (ONP) – это мощное средство для реализации как простых, так и масштабных сетей, а также инструмент, который позволяет в одном высокопроизводительном устройстве реализовать целый вычислительный комплекс, объединяющий внутри себя коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, а также сам сервер обработки данных. Используя все преимущества данной архитектуры, компания AAEON разработала своё решение, сетевую платформу FWS-8600, на базе высокопроизводительных процессоров Intel Xeon Scalable 2-го поколения. В статье раскрыты детали и особенности ONP, характеристики FWS-8600, а также почему использование процессоров Intel Xeon Scalable 2-го поколения значительно увеличивает потенциал платформы. 28.12.2023 СТА №1/2024 1489 0 0