Общие технические требования к программно-техническим комплексам для асу тп тепловых электростанций

(рекомендуемое)

В АСУ ТП ТЭС, исходя из объемов пересылаемой информации и команд, имеется практически однонаправленный обмен информацией: от каждой из локальных АСУ ТП к АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС. От ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС в ПТК локальных АСУ ТП, как правило, пересылаются только команды управления. Эта пересылка должна, в основном, выполняться в виде аналоговых и (или) дискретных сигналов по кабельным связям между ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС и ПТК локальных АСУ ТП. Пересылка команд управления с использованием устройств типа "шлюз" допустима, если при этом обеспечиваются требования к времени доставки и отработки команд управления.

Обмен информацией между ПТК смежных (локальных) АСУ ТП ТЭС, как правило, не должен требоваться. В отдельных случаях этот обмен информацией может быть организован аналогично приведенному выше.

В.2 Пересылка информации между АСУ ТП ТЭС и АСУ П ТЭС также имеет практически однонаправленный характер: от АСУ ТП ТЭС в АСУ П ТЭС. АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС подготавливает и регулярно, а при необходимости и спорадически пересылает информацию в АСУ П ТЭС. Из АСУ П в АСУ ТП общестанционного уровня сравнительно редко (один раз в сутки, неделю или месяц) могут пересылаться результаты расчетов, выполняемых функциями и задачами АСУ П (например, результаты расчетов по диагностике оборудования, по распределению нагрузок и т.п.).

Пересылка информации между АСУ ТП ТЭС и АСУ П ТЭС должна быть буферированной и только с использованием устройства типа "шлюз". Программно-технический комплекс АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС подготавливает и пересылает в АСУ П ТЭС информацию, предусмотренную проектом на АСУ ТП ТЭС.

Информация, предназначенная к пересылке в АСУ П, должна пополняться в "шлюзе" ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС с заданной периодичностью (с периодом не менее 15,0-30,0 мин) и по событию (например, по поступлению в архив соответствующей информации, например, об аварийной ситуации) в фоновом режиме (с наименьшим уровнем приоритета исполнения).

После поступления информации в "шлюз" ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС она должна пересылаться в АСУ П ТЭС с задержкой не более 1 — 5 мин.

Объем и состав пересылаемой информации из ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС в АСУ П могут быть (при необходимости временно, например, на период проведения испытаний основного оборудования) расширены при эксплуатации систем по решению руководства ТЭС и после согласования с разработчиком АСУ ТП, при условии что это расширение не приведет к перегрузке ПТК АСУ ТП.

Состав информации, пересылаемой из ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС в АСУ П, включает информацию от всех локальных АСУ ТП и информацию, формируемую непосредственно в АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС. Это предполагает, что ПТК локальных АСУ ТП ТЭС через соответствующие "шлюзы" пересылают информацию для АСУ П в архив ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС, которая затем пересылается в "шлюз" этой системы и уже из него передается (по одной линии связи) в АСУ П ТЭС.

Для эксплуатационного персонала в ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС накапливаются и периодически (с периодом не менее 15 или 30 мин) пересылаются в АСУ П данные, необходимые для информационного обеспечения эксплуатации оборудования и произ-

водственно-технической деятельности эксплуатационного персонала (административно-техническое руководство ТЭС, персонал производственных цехов и производственно-технического отдела).

Основной объем в этой информации составляют массивы усредненных и накопленных на 15 (30)-минутных интервалах значений технологических параметров, данные сменной, суточной ведомостей и т.п. Объем спорадически пересылаемой информации составляют сигналы предупредительной и аварийной сигнализации, а также другая информация, зафиксированная функциями "Регистрация событий", "Регистрация аварийных ситуаций" и т.п. Архивная информация об аварийных ситуациях, пусках и остановах основного оборудования по инициативе ПТК должна пересылаться в АСУ П ТЭС после окончания аварии, пуска или останова с задержкой в пределах 1,0 — 5,0 мин.

По окончании суток вся архивная информация за истекшие сутки по инициативе ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС может дополнительно пересылаться по цифровой линии связи в АСУ П ТЭС.

Формирование в АСУ П произвольных запросов (например, от пользователей АСУ П) на получение какой-либо информации из АСУ ТП ТЭС, не предусмотренной к пересылке в "шлюзе" при разработке АСУ ТП, должно быть запрещено, а в "шлюзе" — программно заблокировано.

При отсутствии на ТЭС АСУ П в состав ПТК АСУ ТП общестанционного уровня управления ТЭС по требованию заказчика может быть включено устройство типа "шлюз" для временной организации на его базе АРМ для работы эксплуатационного персонала ТЭС.

Информация, поступающая в АРМ ("шлюз") может переписываться в специально организованную базу данных, которая должна быть доступна для эксплуатационного персонала. В АРМ (в "шлюзе") должны быть предусмотрены все необходимые меры по блокированию передачи в ПТК АСУ ТП ТЭС команд или запросов на получение дополнительной информации. После создания АСУ П ТЭС данный "шлюз" может быть использован по назначению.

(рекомендуемое)

Г.1.1.1 Программно-технический комплекс должен обеспечивать:

— прием и первичную обработку аналоговой и дискретной информации от традиционных датчиков аналоговых и дискретных сигналов;

— прием (обмен) и первичную обработку значений аналоговых параметров, дискретной информации и команд по цифровым линиям связи от интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов, а также от других ПТК, входящих в АСУ ТП ТЭС, и от АСДУ;

— прием (обмен) и первичную обработку информации и команд от приемопередающих устройств телемеханической связи, установленных на ТЭС;

— прием (при необходимости обмен) и первичную обработку информации и команд от автономных подсистем автоматического управления.

Г.1.1.2 Должны быть предусмотрены автоматическая диагностика технических и программных средств ПТК и проверка достоверности входной информации с выдачей соответствующих сигналов предупредительной сигнализации и сообщений, а также возможность автоматического вывода из работы сигналов от неисправных датчиков, используемых в контурах управления (ТЗ, АР, ЛУ). При отказах модулей УСО (и после их устранения), выявленных алгоритмами самодиагностики, должны формироваться соответствующие признаки недостоверности (достоверности) входной информации.
Г.1.2 Сбор и первичная обработка аналоговых сигналов

Г.1.2.1 Программно-технический комплекс должен обеспечивать сбор и обработку аналоговых сигналов от датчиков и других источников информации, а также выходных каналов УСО других ПТК.

Перечень и характеристики входных аналоговых сигналов приведены в таблице Б.1 приложения Б. Аналоговая информация должна включать следующие группы измерений:

— теплоэнергетические (температура, давление, разность давлений, расход и количество жидкости, газа, пара, уровень жидкости);

— механические (вибрация, относительные перемещения, положения исполнительных механизмов);

— электрические (активная и реактивная мощность, ток, напряжение, частота, выработка и потребление электроэнергии);

— состава газов (концентрация отдельных составляющих в смеси газов);

— контроль качества воды, пара, конденсата, концентрации и состава растворов (электрическая проводимость, рН и т.п.).

Как правило, должен осуществляться однократный ввод аналоговых сигналов через соответствующие УСО с различными циклами опроса датчиков (от 1,0 мс до 30,0 с) в зависимости от технологической значимости и динамических свойств сигналов (параметров).

Г.1.2.2 Производится:

— опрос датчиков и других источников информации;

— проверка достоверности информации и сглаживание измеренных значений в соответствии с требованиями технологических алгоритмов;

— масштабирование, линеаризация и вычисление неизмеряемых значений параметров (например, извлечение квадратного корня и коррекция расхода по температуре и давлению среды);

— формирование массивов достоверной аналоговой информации;

— проверка выхода достоверных значений параметров за значения уставок срабатывания технологических защит;

— формирование сигналов технологической сигнализации при выходе измеренных параметров за значения уставок срабатывания технологических защит;

— формирование признаков существенных изменений значений аналоговых параметров (например, более ±1...5% по отношению к значению параметра в предыдущем цикле опроса).

Для сигналов термопреобразователей производится лианеризация характеристик в соответствии со стандартными градуировками и вводится поправка на изменение температуры холодных спаев.

Г.1.2.3 По обеспечению надежности результатов все измерения, как правило, подразделяются на три группы:

— измерения высшей группы надежности, для которых используются три датчика с последующим выделением достоверного значения;

— измерения повышенной группы надежности, для которых используются два датчика с последующим выделением достоверного значения;

— прочие измерения, для которых используется один датчик.

Для ввода в ПТК измерений высшей и повышенной групп датчики должны подключаться к разным контроллерам и (или) модулям УСО, которые в требуемых случаях должны получать электропитание от независимых источников.

Г.1.2.4 Контроль достоверности аналоговой информации может производиться по следующим критериям:

— снижение значения токового сигнала ниже 4 мА — для унифицированных токовых сигналов 4-20 мА;

— достижение предельных значений измеряемых параметров (границы шкалы датчика и канала);

— функциональная зависимость между значениями аналоговых параметров и логической связи между аналоговыми и дискретными параметрами;

— сопоставление сигналов от дублированных или троированных датчиков аналоговых параметров;

— превышение скорости изменения отдельных параметров заданных значений.

Контроль достоверности, как правило, должен проводиться с циклом ввода аналоговых сигналов. Для каждого из дублированных или троированных каналов должны предусматриваться процедуры выявления недостоверных значений. Недостоверность фиксируется индивидуально по каждому каналу, квалифицируется как событие и регистрируется функцией "Регистрация событий" (PC).

В случае недостоверности по всем каналам (одному, двум или трем) одного параметра должен быть сформирован обобщенный признак недостоверности параметра, который квалифицируется как событие и регистрируется функцией PC. На основе достоверных значений одного параметра, полученных по двум или трем каналам, в каждом цикле опроса формируется текущее результирующее значение параметра. Это результирующее значение должно вычисляться в соответствии с техническим заданием на АСУ ТП.

Г.1.2.5 Контроль отклонения достоверных сигналов за технологические уставки, как правило, должен выполняться с циклом их ввода, либо с периодом запуска программы проверки на достоверность. Для каждого сигнала должна предусматриваться возможность задания четырех и более технологических уставок (на повышение или понижение в любой комбинации). Значения аналоговых параметров, для которых существуют технологические уставки, должны контролироваться на выход за установленные пределы и возвращение к норме. Должны формироваться признаки выхода за уставку и возвращения к норме с исключением "дребезга" за счет ввода зоны возврата, которая задается при разработке системы и ее настройке. Признаки отклонения за уставку фиксируются, квалифицируются как события и регистрируются функцией PC.

Г.1.2.6 Коррекция значений параметров для отдельных сигналов, перечисляемых в задании на конкретную АСУ ТП, выполняется расчетным путем с циклом их ввода в ПТК.

Г.1.2.7 Для формирования признаков существенных изменений значений аналоговых параметров, которые регги-

стрируются функцией PC и могут использоваться в различных функциях (например, в функции "Регистрация электротехнических параметров технологического процесса"), должна быть предусмотрена возможность задания значения апертуры:

— отдельно для каждого параметра;

— отдельно для каждого из типов параметров (ток, напряжение, частота, температура, расход, давление и т.п.);

— общей для всех параметров.

Программно-технический комплекс должен обеспечивать сбор и обработку дискретных сигналов от контактных устройств (например, в схемах управления коммутационных аппаратов, запорных и регулирующих органов, механизмов собственных нужд, двухпозиционных датчиков, а также выходных каналов УСО других ПТК) без дополнительных преобразователей.

Дискретные сигналы подразделяются на пассивные и инициативные.

Пассивные дискретные сигналы вводятся в ПТК с циклом опроса 0,5 с и более. Привязка этих дискретных сигналов к системному времени ПТК обеспечивается с точностью не менее периода запуска программы обработки.

Инициативные сигналы вводятся в ПТК с малым циклом опроса и обработки (0,5—10 мс), либо специализированными модулями. Должна обеспечиваться высокая точность привязки времени поступления инициативных сигналов к системному времени ПТК и незамедлительная соответствующая обработка каждого из поступивших инициативных сигналов.

Г.1.3.1 Сбор и обработка пассивных сигналов

Данная функция выполняется периодически. Циклы опроса задаются разработчиком АСУ ТП и могут быть изменены в процессе эксплуатации. Ввод дискретных сигналов должен производиться соответствующими модулями УСО по перечню, составляемому разработчиком АСУ ТП.

Значения пассивных дискретных сигналов ("0" или "1") в каждом цикле сбора записываются во входном информационном массиве, проверяются на достоверность и обрабатываются.

Первичная обработка дискретных сигналов заключается в анализе сочетаний отдельных сигналов, характеризующих текущее состояние объектов контроля, и формировании кодов текущих состояний этих объектов.

Контроль достоверности в большинстве случаев заключается в выявлении недопустимых сочетаний сигналов (например, от двух концевых выключателей задвижки). При необходимости должна обеспечиваться возможность контроля достоверности отдельных дискретных сигналов по специальным алгоритмам, разрабатываемым при создании АСУ ТП.

При необходимости аппаратно-программными средствами производится контроль обрыва и (или) короткого замыкания линии связи от наиболее ответственных датчиков.

Признак недостоверности сигнала рассматривается как событие и должен регистрироваться функцией PC

.

Г.1.3.2 Сбор и обработка инициативных сигналов

При появлении любого инициативного сигнала от устройств, относящихся к теплоэнергетическому оборудованию, он фиксируется меткой времени с разрешающей способностью 10 мс. После этого с задержкой не более 50 мс должна запускаться программа отработки, соответствующая данному инициативному сигналу (в соответствии с технологическими алгоритмами функций АСУ ТП).

Появление инициативного сигнала от устройств электротехнического оборудования должно фиксироваться меткой времени с разрешающей способностью 1,0 мс. Запуск специальной программы отработки прерывания в этом случае должен выполняться с задержкой не более 5,0 мс.

Появление инициативного сигнала от традиционных устройств противоаварийной автоматики (не микропроцессорных)

при регистрации аварийной ситуации должно фиксироваться меткой времени с разрешающей способностью 0,5 мс. Запуск специальной программы отработки в этом случае должен выполняться с задержкой не более 5,0 мс, а продолжительность программы отработки прерываний до выдачи соответствующих управляющих команд не должна превышать 20 мс.

В ПТК должны быть предусмотрены меры, подавляющие "дребезг" контактных источников инициативных дискретных сигналов.

Основным способом является отображение на экране цветных мониторов видеокадров: мнемосхем, гистограмм, графиков, "рабочей точки", таблиц и др. Могут быть также использованы экраны коллективного пользования (ЭКП) для отображения мнемосхем, звуковые сигналы и (по требованию заказчика) световые табло, управляемые ПТК.

При отображении информации на экранах мониторов обязательно использование многооконности, выпадающих "меню" и т.п.

Как правило, на экранах мониторов отображение информации должно выполняться по вызову оператора-технолога с задержкой в пределах 1 — 2 с.

Информация на вызванном видеокадре о значениях технологических параметров, положениях запорной и регулирующей арматуры и исполнительных механизмов должна обновляться с периодом 1 — 2 с. Спонтанно появляющиеся индивидуальные, групповые сигналы предупредительной и аварийной сигнализации должны с задержкой в пределах 0,5 - 1,0 с отображаться на предусмотренных для этого частях видеокадра и (или) на экране специально выделенного сигнального (событийного) монитора или событийной станции (функция ТС).

Должна также быть предусмотрена возможность перевода любого из мониторов ПТК (либо специального "окна" на одном из мониторов) в режим отображения ин-

формации по инициативе ПТК, например, для отображения оперативной информации о срабатывании защит и (или) ПА (функция "Контроль действия защит и противоаварийной автоматики"). Переведенный в этот режим монитор должен быть доступен оператору-технологу для получения информации по вызову до момента автоматического вывода на этот монитор оперативной информации. После этого дальнейшая работа этого монитора по вызову должна блокироваться до момента выдачи пользователем специальной команды, либо до окончания аварии. На ЭКП информация отображается по вызову оператора-технолога. Исключения составляют групповые и индивидуальные сигналы сигнализации, которые с минимальной задержкой должны автоматически отображаться на всех мониторах и ЭКП (в зоне системных сообщений всех видеокадров и в рабочей области отображаемых видеокадров с мнемосхемами, графиками и т.п.).
Г.1.4.2 Отображение информации в виде мнемосхем
Мнемосхемы разрабатываются при создании и эксплуатации АСУ ТП. Требуемые видеокадры вызываются на экраны мониторов по запросам пользователя.

Информация может вызываться с помощью выбора из "меню" и (или) представляется по принципу "от общего к частному". В последнем случае информация, позволяющая оценить ситуацию в целом, должна содержаться на обзорных видеокадрах. При возникновении неисправностей и отклонений параметров к ним должно быть привлечено внимание оператора и обеспечена возможность представления детальных видеокадров. Если видеокадр с мнемосхемой не может быть размещен на одном формате, то для него должно быть отведено несколько форматов, просматриваемых отдельно, либо путем смещения или "листания".

Для каждого видеокадра обязательным являются:

— наименование и его идентификатор;

— признак обновления аналоговой, дискретной и другой динамической информации;

— текущее время.

На видеокадрах отображаются:

— текущие значения технологических параметров;

— состояния исполнительных органов;

— состояния механизмов собственных нужд и других объектов управления;

— состояния автоматических устройств (регуляторов, логических автоматов и т.п.);

— состояния линий связи электротехнического оборудования (с динамическим изменением цвета линии в зависимости от их текущих состояний);

— параметры автоматических систем, реализуемых и контролируемых ПТК;

— сигналы индивидуальной и групповой сигнализации;

— сообщения о недостоверности информации;

— результаты расчетов;

— информация о состоянии (выполнении — не выполнении) управляющих функций, инициированных как оператором, так и автоматических.

Динамическая информация на фрагментах представляется в следующих форматах:

— цифровых значений технологических параметров и степени (в процентах) открытия регулирующих органов;

— расположения точки или ее траектории в плоскости (например, график, "рабочая точка" насоса в соответствующем семействе кривых и т.п.);

— изменения линейных или угловых размеров изображения и (или) его цвета (или цвета подложки) или интенсивности свечения;

— текстовых надписей, например, "вкл.", "откл.";

— текстовых сообщений.

По вызову на экран монитора должны вызываться "окна" (одновременно не менее четырех) с виртуальными панелями управления различными объектами, а также "окна" с дополнительной информацией.

Все текстовые сообщения и надписи должны быть на русском языке.

Г.1.4.3 Отображение гистограмм

Гистограммы (в одном "окне" одновременно 10—16 параметров) отображаются в соответствии со списком, составленным при проектировании конкретной системы, либо во время ее эксплуатации. В последнем случае гистограмма после завершения просмотра может сохраняться для повторного использования, однако общее количество свободно компонуемых гистограмм должно быть ограничено (например, не более 50). Параметры отображаются горизонтальной линией или вертикальной (столбиком) с погрешностью отображения не более 2,5% от шкалы. Вертикальная (или горизонтальная) шкала для всех параметров гистограммы, как правило, должна маркироваться в процентах номинального значения. Для гистограмм, в которых все технологические параметры имеют одинаковую шкалу, должна быть обеспечена возможность маркировки шкалы в физических единицах. На гистограмме отображаются численные значения параметров и уставки заранее оговоренным символом (способом). Недостоверные параметры отображаются специальными символами или цветом.

Предусматривается возможность вызова графиков текущих и усредненных значений параметров, зафиксированных в архиве. По заданию оператора-технолога должен обеспечиваться выбор диапазона границ отображения графиков ("растяжка" шкалы) как для оси параметра, так и для оси времени.

При вызове графиков, построенных на основе архивных значений, в запросе оператора задаются начало и конец времени просмотра.

В одно "окно" вызываются от одного до десяти графиков разного цвета. Горизонтальная ось времени должна иметь отметки времени. На одном видеокадре при необходимости отображается не менее трех "окон" с графиками.

Время отображения значений параметров при необходимости должно быть не менее 24 ч. При достижении графиком границы экрана график должен сдвигаться.

Предусматривается возможность приостановления и возобновления построения графиков. В точки останова и возобновления помещаются значения двух меток астрономического времени, соответствующих моментам останова и возобновления построения графиков (часы, минуты, секунды). Ось времени в этом случае маркируется в относительных единицах. Прогнозные графики помещаются на видеокадр в виде статических кривых (например, графиков заданий при пуске энергоблока из различных тепловых состояний).

Ось параметров маркируется в процентах или в физических единицах на нескольких осях.

Должна быть обеспечена возможность оцифровки графиков в любом месте с помощью цифровой линейки (визира).

Погрешность отображения параметра не должна превышать 2,5% от шкалы.

Списки графиков составляются при проектировании, либо пользователем во время работы. В последнем случае графики после просмотра могут сохраняться в ПТК для повторного использования. Общее количество свободно компонуемых видеокадров с графиками может быть ограничено (например, не более 50).

"Рабочая точка" отображается в системе координат, например, для режима генератора: Y — активная мощность, X — реактивная мощность.

"Рабочая точка" может отображаться в виде светящейся точки, звездочки или светящимся вектором, идущим из начала координат до "рабочей точки".

Допустимая зона работы может быть ограничена статическими и (или) динамическими линиями, которые могут задаваться уравнениями. Когда "рабочая точка" расположена в допустимой зоне, точка (вектор) светятся ровным цветом. При выходе за допустимую зону точка (вектор) должны быть обозначены другим цветом с миганием и

сформирован сигнал предупредительной сигнализации, который должен быть зафиксирован функцией PC.

Допустимые зоны, координаты "рабочей точки", запасы и превышения, должны быть указаны значениями каждого из параметров.

Помимо возможности вызова на экран монитора любой из предусмотренных проектом таблиц (не менее 128), содержащих требуемую текущую и (или) архивную информацию, в ПТК должно обеспечиваться оперативное формирование и отображения не менее 64 таблиц с произвольным набором параметров по заданию пользователей. Сформированные видеокадры с таблицами после просмотра могут быть сохранены для последующего использования.

Справочная информация отображается по вызову оператора и выводится на специально выделенное место на экране монитора, либо в дополнительное "окно", наложенное на отображаемый фрагмент.

Предусмотрена возможность получения справочной информации по аналоговым и дискретным параметрам, объектам контроля и управления, а также другой информации, указанной в техническом задании на АСУ ТП.

По аналоговым параметрам на экран монитора по запросу пользователя вызывается следующая справочная информация: технологический шифр (идентификатор), размерность, уставки, диапазон, адрес и наименование.

По дискретным параметрам по запросу пользователя выводятся: технологический шифр (идентификатор), адрес и наименование.

Полная справочная информация по аналоговым и дискретным параметрам и объектам контроля и управления представляется по запросу пользователя в виде соответствующего паспорта на экране монитора.

По требованию оператора справочная информация должна выводиться на печать.