Введение

Важным качественным этапом развития энергетики явился переход в середине прошлого века на блочную компоновку энергооборудования.

Поскольку увеличились единичные мощности энергоблоков (до 800... 1200 МВт) [5] и связанные с этим сложности управления и масштабы возможных потерь, решающее значение для успешного функционирования энергоблока приобрела автоматизация контроля и управления. С повышением мощностей блоков существенно возросло количество одновременно контролируемых параметров, на основании которых необходимо принимать решения по управлению технологическим процессом (ТП). При этом из контуров управления постепенно выводится человек-оператор и в нормальных условиях за ним остаются только функции интеллектуального контроля за работой системы, а в самых сложных и непредвиденных ситуациях - принятие решений.

Переход на блочную компоновку энергооборудования привел к существенному возрастанию количества одновременно контролируемых параметров (до 2000...3000); усложнились формы отчетности перед вышестоящими центрами управления, повысились роль и ответственность индивидуальных измерений по важнейшим параметрам. Появилась необходимость коренным образом изменить управление на основе единства ТП в энергоблоках. Используя комплекс современных технических средств со стандартными параметрами информационных входов и выходов (программно-технические комплексы, датчики с измерительными преобразователями, регуляторы), удалось освободить оперативный персонал от многочисленных монотонных операций по контролю и регулированию, сосредоточив внимание операторов на решении главных задач управления.

Обычно главная задача управления ТП формулируется как соблюдение технологического регламента, определяющего допустимые диапазоны изменения температур, давлений, расходов, а также соотношений реагентов и качественных показателей процесса. Кроме того, в задачи управления входят пуски, остановы, аварийная защита, различные блокировки и оптимизация режима [6].

Современный период развития автоматизации, особенно для крупных энергоблоков, характеризуется существенным расширением объемов автоматизации и переходом к применению автоматизированных систем управления (АСУ). Это вызвано, с одной стороны, повышением требований к маневренности энергооборудования, а с другой - появлением новых технических возможностей для их выполнения, прежде всего, унифицированных стандартных токовых сигналов, позволивших в свое время начать унификацию контрольно-измерительной аппаратуры, устройств телемеханики и защит. Внедрение современных технических средств, особенно распределенных цифровых вычислительных систем, открыло новые функциональные возможности.

Основное преимущество АСУ ТП перед совокупностью автономных систем управления отдельными агрегатами обусловлено тем, что она позволяет управлять технологическими процессами тепловой электростанции (ТЭС) в целом, а не по частям. Важное преимущество АСУ заключается в быстром и качественном выполнении операций по останову и пуску блочного оборудования из различных тепловых состояний. Кроме того, сама АСУ может использоваться как инструмент для изучения технологического процесса и оборудования, например для определения математических моделей технологического объекта управления (ТОУ); вычисления технико-экономических показателей (количество сжигаемого топлива на 1 кВт • ч). Отмеченные преимущества достигаются за счет существенного расширения состава функций АСУ ТП на крупных энергоблоках по сравнению с автономными системами управления «доблочной энергетики» [3].

На первом этапе развития АСУ ТП ТЭС внедрены и освоены технические средства, позволяющие одному или двум операторам вести уверенное управление энергоблоком во всех режимах эксплуатации.

На втором - сокращена оперативная загруженность персонала, связанная с выполнением однообразных действий по контролю и управлению. Эти функции переданы программно-техническому комплексу (1 ПК), а внимание персонала сосредоточено на главном.

На третьем этапе установлена непрерывная связь АСУ ТП ТЭС по каналам контроля и управления с подсистемами нижнего и верхнего уровней с целью усиления взаимодействия электростанций, энергосистем и энергообъединений, решающих общую задачу повышения надежности и экономической эффективности энергоснабжения потребителей.

В связи с внедрением микропроцессорной техники все большее распространение получает распределенная техническая структура АСУ ТП энергоблока, состоящая из автономных подсистем, территориально распределенных по технологическим участкам объекта управления [4]. Взаимодействие подсистем осуществляется в общих целях функционирования энергоблока. Каждая локальная подсистема представляет собой однотипно выполненную централизованную структуру, ядром которой является управляющая микроЭВМ. Локальные подсистемы через свои микроЭВМ объединены в единую систему сетью передачи данных с высокой пропускной способностью. Программное обеспечение АСУ ТП связывает все элементы распределенной структуры в единое целое, обладающее рядом достоинств:

• • возможностью получения высоких показателей надежности за счет расщепления АСУ ТП на семейство небольших и менее сложных подсистем и коллективного резервирования каждой из них через сеть;
• • применением более надежных средств микроэлектронной вычислительной техники и большой гибкостью при композиции и модернизации технического и программного обеспечения;
• • возможностью легкого наращивания вычислительной мощности АСУ ТП при значительно меньшей длине кабелей связи.