Назначение
Комплекс автоматизированный измерительно-управляющий КИ ЭБ1-Норильская ТЭЦ-2 (далее - комплекс) предназначен для измерений сигналов силы постоянного электрического тока, сигналов от термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления, вычислений, контроля и хранения измеренных параметров оборудования и энергоносителей (воды, пара, воздуха, природного газа), потребляемых или получаемых в процессе работы энергоблока ст.№ 1 Норильской ТЭЦ-2.
Описание
Комплекс входит в состав автоматизированной системы управления технологическими процессами (далее - АСУ ТП) энергоблока ст.№1 Норильской ТЭЦ-2 и является измерительно-управляющей частью этой АСУТП.
Комплекс обеспечивает измерение рабочих параметров оборудования в процессе его эксплуатации, визуализацию измеренных параметров и реализацию алгоритмов управления оборудованием, на основе измерительной информации от первичных измерительных преобразователей, не входящих в состав комплекса и работающих в составе оборудования энергоблока ст.№1 Норильской ТЭЦ-2.
Комплекс обеспечивает измерение сигналов силы постоянного электрического тока, сигналов от термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления, вычисление, индикацию и автоматическое обновление данных измерений и расчетов на экранах операторских терминалов, архивирование и вывод на печать следующих параметров, соответствующих входным аналоговым сигналам, полученным от первичных измерительных преобразователей (не входят в состав комплекса) при ведении технологического процесса энергоблока:
- давлений газа, воздуха, пара, воды, конденсата, масла, различных технических жидкостей, кПа, МПа;
- температуры газа, воздуха, пара, воды, конденсата, масла, металла, °С;
- уровня воды технических растворов, масла, мм;
- расхода газа, воздуха, пара, воды, конденсата, топлива, м3/ч, нм3/ч, т/ч;
- вибраций, линейных перемещений, относительных тепловых расширений, скорости вращения мм/с, мм, об/мин;
- концентраций О2, СО, Na, SO2, Nox, в отходящих газах, паре и жидких средах котла энергоблока, %, % НКПР, ppm, мкг/л;
- электропроводимость жидких сред и пара котельного оборудования и оборудования водоподготовки, мкСм/см;
- водородный показатель жидких сред котельного оборудования и оборудования водоподготовки, pH.
Комплекс представляет собой совокупность технических средств, в том числе:
1) оборудование нижнего уровня, состоящее из:
- модулей аналогового ввода Simatic S7-300 типа SM 331, (регистрационный № 15772-11) в составе устройств распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ-200М (регистрационный № 66213-16), осуществляющих циклический опрос, прием и преобразование сигналов от первичных измерительных преобразователей в выходной код и передачу их в процессоры комплекса по стандартам промышленных протоколов обмена семейства «Industrial Ethernet» по цифровой шине полевого уровня Profibus DP;
- линий связи, соединяющих измерительные модули с датчиками;
- трех дублированных процессоров в SIMATIC S7-414-5H (по одному для обеспечения работы котельного, турбинного и общеблочного оборудования энергоблока), обеспечивающих выполнение алгоритмов управления при ведении технологического процесса энергоблока на основе принятой измерительной информации измерительных модулей комплекса;
- специализированного программного обеспечения STEP 7 версии V5.6+HF3, предназначенного для программирования контроллеров комплекса с целью обработки измерительных сигналов, автоматического регулирования, управления, выполнения функций защит и блокировок и обеспечения диагностики работы АСУТП;
2) Оборудование верхнего уровня, в качестве которого используется инженерный программный комплекс SIMATIC «PCS7» версии V.9.0+SP1 фирмы Siemens, состоящего из:
- дублированного основного сервера (OS Server) системы автоматизации АСУТП, предназначенных для хранения программного проекта и полученной измерительной и расчетной информации и обеспечения «клиент-серверной» технологии работы комплекса;
- сервера долговременного хранения архива;
- рабочих и инженерной станций комплекса, реализованных на базе
персональных компьютеров, которые получают измерительную информацию от серверов системы по общестанционной сети Ethernet и обеспечивают визуализацию результатов измерений в процессе работы оборудования энергоблока; инженерная станция содержит приложения, представляющие собой комплекс программных средств для конфигурирования и диагностики всех устройств автоматизации;
- стандартного программного обеспечения - операционной системы
Windows 10 Professional и специализированного инженерного программного обеспечения, входящего в состав ПТК «SIMATIC PCS7 и SCADA-системы - «SIMATIC WinCC» версии V7.4+SP1, предназначенного для конфигурации серверов, также визуализации процессов работы энергоблока и обеспечения контроля над всем технологическим процессом и передачи измерительной информации на инженерную и рабочие станции комплекса.
Все электронное оборудование комплекса размещается в специализированных шкафах. Внешний вид контроллерных шкафов приведен на рисунке 1, рабочей станции комплекса на рисунке 2. Заводской номер комплекса № ТЭЦ-2-ЭН-1-ЭБ-1 наносится типографским способом на табличку в соответствии с рисунком 3, прикрепленную к лицевой панели шкафа инженерной станции измерительного комплекса и в формуляре комплекса.
Структурная схема комплекса измерительного «КИЭБ1-Норильская ТЭЦ-2» приведена на рисунке 4.
Рисунок 1 - Внешний вид контроллерных шкафов
Рисунок 2 - Рабочая станция комплекса
реквизиты изготовителя
Рисунок 3 - Маркировочная табличка комплекса
заводской номер
Экраны коллективного пользования
АРМ оперативного персонала
Инженерная станция
Резервированный основной сервер
’истемнпя шина Industrial Ethernet
минальная шина Industrial Ethernet
Консоль администратора
о
Сервер долговременного хранения архива
| Условные обозначения |
| AS 417 5H | Дублированный программируемый контроллер S7 -417-5H |
| ET200M | Устройство распределенного ввода-вывода Simatic S7-300 |
| АРМ | Автоматизированн ое рабочее место |
| ----□ | Industrial Ethernet |
| • • | Шина цифрового обмена Profibus DP |
| ◄--► | Аналоговые линии связи |
Шкаф CPU
SIEMENS
S7- 417-5 H
SIEMENS
Помещение
S7- 417-5 H
Шкаф
ЕТ 200М
nil
ПТК
Шкаф CPU
SIEMENS
I l ПТК
] Энергоблока
- № №1
Шкаф
ЕТ 200М
In ч ■ Пн
■ Пн
S7- 417-5 H
Шкаф
ЕТ 200М
Шкаф
ЕТ 200М
■ Пн
■ Пн
Шкаф CPU
SIEMENS
SIEMENS
S7- 417-5 H
S7- 417-5 H
nil
Шкаф ЕТ 200М
i IVimSI |V miBI • Первичные измерительные преобразователи котельного оборудования
i |Ю| |y imisi ■ Первичные измерительные преобразователи турбинного оборудования
i |y imisil |УШН| j Первичные измерительные преобразователи общеблочного оборудования
Пломбирование комплекса не предусмотрено. рисунок 4- Структурная схема комплекса
Программное обеспечение
Комплекс автоматизированный измерительно-управляющий КИ ЭБ1-Норильская ТЭЦ2 работает под управлением программного проекта "ТЭЦ-2-ЭН-1", сконфигурированного под задачи комплекса. Проект разработан на базе лицензионного инженерного пакета ПТК «Simatic PCS7».
Метрологически значимая часть программного обеспечения находится во встроенном программном обеспечении (далее- ВПО) измерительных модулей ПТК, устанавливаемое в энергонезависимую память модулей в производственном цикле на заводе- изготовителе и в процессе эксплуатации изменению не подлежит. Возможности, средства и интерфейсы для изменения ВПО отсутствуют.
Уровень защиты ВПО "высокий" в соответствии с Р50.2.077-2014.
Защита от несанкционированного изменения алгоритмов измерений, преобразования и вычисления параметров обеспечивается системой электронного паролирования доступа к интерфейсу ПО, параметры настроек измерительных каналов и результатов измерений закрыты персональным паролем.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | ПО «STEP 7» | ПО «SIMATIC WinCC» | ПО «SIMATIC PCS7 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | V5.6+HF3 | V7.4+SP1 | V 9.0+SP1 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 2-Основные метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон преобразования входных сигналов измерительных каналов силы постоянного тока в значения технологических параметров (давления, уровня, расхода прямого измерения, температуры, химического анализа и механических величин), работающих от датчиков со стандартным токовым выходом, без учета погрешности первичных измерительных преобразователей, мА | от 4 до 20 |
| Диапазон преобразования входных сигналов измерительных каналов напряжения постоянного тока, поступающих от термопар типа ХА(К) в значения температуры, мВ (°С): | от 0,00 до 41,275 (от 0 до +1000) |
| Диапазон преобразования входных сигналов измерительных каналов сопротивления, поступающих от термопреобразователей сопротивления, в значения температуры, Ом (°С): - для термопреобразователей сопротивления НСХ 100П - для термопреобразователей сопротивления НСХ Pt100 - для термопреобразователей сопротивления НСХ 50М | от 59,64 до 177,04 (от -100 до 200) от 80,31 до 161,05 (от -50 до +160) от 39,23 до 92,80 (от -50 до +200) |
| Пределы допускаемой погрешности, приведенной к верхнему значению диапазона преобразования входных сигналов силы постоянного тока в значения технологических параметров, %: - измерительных каналов давления, уровня, температуры, расхода прямого измерения, химического анализа и механических величин, работающих от датчиков со стандартным токовым выходом, без учета погрешности первичных измерительных преобразователей - измерительных каналов расхода энергоносителей, при использовании расходомеров со стандартными СУ, в расчетных условиях, без учета погрешности первичных измерительных преобразователей: - жидкости - пара - газов | ±0,4 ±0,5 ± 1,0 ±1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерительных каналов преобразования сигналов термоЭДС, поступающих от термопар типа ХА(К), в значения температуры, без учета погрешности первичных измерительных преобразователей, °С: | ±1,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерительных каналов преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления в значения температуры, без учета погрешности первичных измерительных преобразователей, °С | ±0,75 |
Продолжение таблицы 2___________________________________________________________
Примечание:
Пределы допускаемой погрешности преобразования сигналов термоЭДС, поступающих от преобразователей термоэлектрических, даны с учетом погрешности компенсации температуры холодного спая
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность при температуре +25 °С, % - атмосферное давление, кПа | от 0 до +40 от 30 до 80 от 80 до 108 |
Комплектность
Таблица 4 - Комплект поставки средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Комплекс автоматизированный измерительно-управляющий | КИ ЭБ1-Норильская ТЭЦ2 | 1шт. |
| Руководство по эксплуатации. "Комплекс автоматизированный измерительно- управляющий "КИ ЭБ1-Норильская ТЭЦ-2", часть 1. "Руководство пользователя (программиста)" | 492-ИЭ-00-1-А-02 | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации. "Комплекс автоматизированный измерительно- управляющий "КИ ЭБ1-Норильская ТЭЦ-2", часть 2. "Техническое описание" | 492-ИЭ-01-1-А-13 | 1 экз. |
| Формуляр | 492-ФО-01-А-01 | 1 экз. |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульные листы эксплуатационной документации.
Сведения о методах измерений
изложены в разделе «Работа с системой» документа 492-ИЭ-01-1-А-13 «РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ. Комплекс автоматизированный измерительно-управляющий
«КИ ЭБ1-Норильская ТЭЦ-2» Часть 2».
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения;
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний;
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования;
РД 34.11.321-96 Нормы погрешности измерений технологических параметров тепловых электростанций и подстанций;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного тока в диапазоне от 1-10’16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока».
