Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург (далее по тексту - АИИСУП), предназначена для измерений и контроля параметров режимов работы паровой турбинной установки №10 и автоматизации технологического процесса выработки электрической и тепловой энергии.
Описание
АИИСУП включает в себя измерительные каналы, состоящие из следующих основных компонентов:
• первичных аналоговых измерительных преобразователей обеспечивающих преобразование физических величин давления, расхода, в унифицированные электрические сигналы силы постоянного тока, 4-20 мА;
• первичных аналоговых измерительных преобразователей обеспечивающих преобразование физических величин температуры в электрические сигналы;
• - линий связи, по которым передаются сигналы от ПИП к программно техническому комплексу;
• ПТК получающий измерительную информацию от ПИП, и на ее основе осуществляющий, представления измеряемых параметров количества и объемного расхода, давления, температуры пара и конденсата паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург.
• ПТК имеет трехуровневую систему обработки измерительной информации.
Нижний уровень ПТК состоит из:
Устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200 (Госреестр № 22734-06) обеспечивающих работу измерительных компонентов ИС, циклический опрос ПИП, прием, измерение и преобразование токовых сигналов от датчиков давления, температуры и расхода в цифровой код и обеспечивающих передачу методом удаленного ввода полученную измерительную информацию на средний уровень, в контролер ПТК по сети цифрового протокола Profibus-DP.
Средний уровень ПТК - представляет собой программируемый контроллер Simatic S7-400 (Госреестр № 15773-06), обеспечивающий:
- выполнение сбора, накопления, вычислений, обработки, контроля, хранения измерительной информации об объемном расходе, температуре, давлении пара и конденсата паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург, на основе точной и оперативно получаемой измерительной информации от ПИП;
- обеспечение безопасности хранения измерительной информации и программного обеспечения в соответствии с ГОСТ Р 52069.0-2003, ГОСТ Р 50922-2006.
Верхний уровень ПТК состоит из:
- дублированного сервера сбора измерительной и другой информации Simatic NET OPC Server;
- инженерной станции, обеспечивающей загрузку и изменение ПО ПТК при наладке, и его инженерную поддержку;
- рабочих станций, обеспечивающих визуализацию измерительной информации и работу технологического оборудования энергоблока
и обеспечивает:
- создание нормативной и справочно-информационной базы;
- ведение "Журналов событий";
- конфигурирования и параметрирования технических средств и программного обеспечения;
- предоставления пользователям и эксплуатационному персоналу регламентированного доступа к визуальным, печатным и электронным данным;
- контроля параметров режимов работы ПТУ.
Сервер, инженерная и рабочие станции включают в себя стандартные IBM-PC-совместимые компьютеры промышленного исполнения, размещаемые в электротехнических шкафах и на рабочих местах блочного щита управления, и коммуникационное оборудование сетей Ethernet и Profibus.
АИИСУП изготовлена в единственном экземпляре, установлена на паровой турбинной установке №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург, работает автономно, измерительную информацию в цифровом виде передает в АСУ ТП станции.
АИИСУП выполняет следующие основные функции:
• - автоматическое измерение объемного расхода, температуры, давления пара и конден
сата паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург;
• автоматизированный сбор, накопление, вычисление, обработка, контроль, хранение и отображение измерительной информации об объемном расходе, температуре, давлении пара и конденсата паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург;
• ведение "Журналов событий";
• обеспечение безопасности хранения измерительной информации и программного обес
печения в соответствии с ГОСТ Р 52069.0-2003, ГОСТ Р 50922-2006;
• конфигурирование и параметрирование технических средств и программного обеспе
чения;
• предоставление пользователям и эксплуатационному персоналу регламентированного
доступа к визуальным, печатным и электронным данным;
• контроль параметров режимов работы ПТУ и автоматизированное управление данны
ми режимами.
• Метрологические характеристики измерительных каналов количества и объемного расхода, давления, температуры пара и конденсата паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург, определяются метрологическими характеристиками применяемых первичных измерительных преобразователей, устройств распределенного ввода-вывода, программируемого контроллера и дополнительными погрешностями данных СИ, вызванных их рабочими условиями применения.
Всё электрооборудование нижнего и среднего уровня ПТК устанавливается в запираемых шкафах со степенью защиты IP20. Для эксплуатации в условиях высокой температуры шкаф оснащается системой вентиляции с терморегулятором.
В АИИСУП входят измерительные каналы следующего состава и назначения:
- каналы измерений объемного расхода, которые состоят из ПИП с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА, устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200 программируемого контроллера Simatic S7-400.
В качестве первичного измерительного преобразователя в таких измерительных каналах АИИСУП используются:
• Сопло ИСА 1932, диафрагма камерная;
• преобразователи давления измерительные Sitrans P типа 7MF (Госреестр № 45743-10).
- каналы измерений избыточного давления, которые состоят из ПИП с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА, устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200, программируемого контроллера Simatic S7-400.
В качестве первичного измерительного преобразователя в таких измерительных каналах АИИСУП используются:
• преобразователи давления измерительные Sitrans P типа 7MF.
- каналы измерений температуры, которые состоят из первичного измерительного преобразователя температуры с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА, устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200, программируемого контроллера Simatic S7-400. В качестве первичного измерительного преобразователя в таких измерительных каналах АИИСУП используются:
• датчики температуры SensyTemp серии TSP (Госреестр №39759-08).
Обобщенная структурная схема АИИСУП приведена на рисунке 1.
Структурная схема системы автоматизированной информационно-измерительной количества и объемного расхода пара и конденсата паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург
Вычислительный компонент ИС
Измерительный компонент ИС
Преобразователь давления измерительный (8 шт.)
4-20 мА
4-20 мА
Преобразователь давления измерительный (4 шт.)
Сужающее устройство (4 шт.)
Верхний уровень ПТК
Рабочие станции (АРМ) пресонала станции
Инженерная станция
SimaUc NET ОРС Server
LAN Ethernet
LAN Ethernet
Средний уровень ПТК
Контроллер Simatie 87-400
Proflbui DP
Нижний уровень ПТК
ЯШ
4-30 мА
Устройства распределенного ввода-вывода ЕТ200
I j I
Датчик температуры (9 шт.)
Рисунок 1. Структурная схема АИИСУП
Принцип действия АИИСУП основан на измерении, обработке и отображении измерительной информации на мониторах рабочих и инженерной станции, поступающей с первичных измерительных преобразователей и использование ее для автоматизированного управления режимами работы ПТУ, согласно заложенным алгоритмам.
Измерительные каналы АИИСУП обеспечивают измерение, вычисление, индикацию и автоматическое обновление данных измерений и расчетов на экранах операторских станций, архивирование следующих параметров при ведении контроля параметров режимов работы ПТУ и автоматизированного управления данными режимами:
- объемном расходе пара и конденсата ПТУ №10, м3/ч;
- количестве пара и конденсата ПТУ №10, т/ч;
- температуре пара и конденсата ПТУ №10, °С;
- давлении пара и конденсата ПТУ №10, МПа.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее ПО) АИИСУП состоит из ПО устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200, ПО программируемого контроллера Simatic S7-400 - "Step 7 V5.3" и ПО верхнего уровня - "SPPA-T3000" фирмы SIEMENS, сконфигурированных под задачи ведения режимов работы и технологического процесса паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург, при этом создана конфигурация проекта "SPPA-T3000" (количество каналов, типы ПИП, устройств распределенного ввода-вывода, программируемого контроллера диапазоны измерений и т.д.) путем настройки SCADA-системы.
Файл конфигурации хранится в базе данных сервера ПТК, защищенной от несанкционированного доступа паролем. Идентичность конфигурации, соответствующая данному объекту, контролируется периодической проверкой контрольной суммы.
Доступ к программному обеспечению контроллеров осуществляется с выделенной инженерной станции верхнего уровня АИИСУП, доступ к которой защищен как административными мерами (установка в отдельном помещении), так и многоуровневой защитой по паролю.
Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в ПТК предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа (запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации в соответствии со спецификой объекта, на котором устанавливается ПТК) и программный контроль доступа (доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе).
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии | Цифровой идентификаторы ПО верхнего уровня системы | Алгоритм проверки идентификатора ПО |
| Программный проект на базе инженерного пакета Simatic PCS7 и SPPA-T3000 | Проект "AMs 4525" Simatic PCS7 язык программирования (Step 7) | V.5.3+SP3 v.6.0 SP4 | Контрольная сумма байтов ПО "AMS 4525" 38429С67 | ПО "Сhecksum" v.0.1 Алгоритм проверки "CRC-32" |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений "С" - согласно МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Таблица 1. Состав измерительных каналов и их основные метрологические характеристики
| Вид ИК | Состав измерительного канала | Диапазон измерений ИК | Приведенная погрешность ИК |
| Сужающее устройство (тип, границы погрешности) | Первичный измерительный преобразователь (тип, границы погрешности) | Устройство распределенного ввода-вывода (тип, границы погрешности) | Программируемый контроллер (тип, границы погрешности) | ИК давления пара и конденсата | ИК температуры пара и конденсата | В нормальных условиях | В рабочих условиях |
| ИК объемного расхода пара и конденсата | Сопло ИСА 1932, диафрагма камерная | Преобразователь давления измерительный, Sitrans P типа 7MF. | Устройство распределенного ввода-вывода Simatic ET 200. | Программируемый контролер Simatic S7-400 | Суммарная погрешность измерительного канала | Суммарная погрешность измерительного канала | 0-20 м3/ч 0-105,5 м3/ч | ±1,45% | ±2,5 % |
| Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность |
| В нормальных условиях ±1 % | В рабочих условиях ±1,5 % | В нормальных условиях ±0,1% | В рабочих условиях ±0,25% | В нормальных условиях ±0,5% | В рабочих условиях ±1,0 % | В нормальных условиях ±0,1 % | В рабочих условиях ±0,25% | В нормальных условиях ±0,51% | В рабочих условиях ±1,06 % | В нормальных условиях ±0,78 % | В рабочих условиях ±1,27 % |
Продолжение Таблицы 1. Состав измерительных каналов и их основные метрологические характеристики
| Вид ИК | Состав измерительного канала | Диапазон измерений ИК | Приведенная погрешность ИК |
| Первичный измерительный преобразователь (тип, границы погрешности) | Устройство распределенного ввода-вывода (тип, границы погрешности) | Программируемый контроллер (тип, границы погрешности) | В нормальных условиях | В рабочих условиях |
| ИК давления пара и конденсата | Преобразователь давления измерительный, Sitrans P типа 7MF. Госреестр № 45743-10 | Устройство распределенного ввода-вывода Simatic ET 200. Госреестр № 22734-06 | Программируемый контролер Simatic S7-400 Госреестр № 15773-06 | -100-60 кПа -100-300 кПа 0-1000 кПа 0-16 МПа | ±0,51 % | ±1,06 % |
| Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность |
| В нормальных условиях ±0,1 % | В рабочих условиях ±0,25 % | В нормальных условиях ±0,5 % | В рабочих условиях ±1,0 % | В нормальных условиях ±0,1 % | В рабочих условиях ±0,25 % |
Продолжение Таблицы 1. Состав измерительных каналов и их основные метрологические характеристики
| Вид ИК | Состав измерительного канала | Диапазон измерений ИК | Приведенная погрешность ИК |
| Первичный измерительный преобразователь (тип, границы погрешности) | Устройство распределенного ввода-вывода (тип, границы погрешности) | Программируемый контроллер (тип, границы погрешности) | В нормальных условиях | В рабочих условиях |
| ИК температуры пара и конденсата | Датчик температуры SensyTemp серии TSP Госреестр №39759-08 | Устройство распределенного ввода-вывода Simatic ET 200. Госреестр № 22734-06 | Программируемый контролер Simatic S7-400 Госреестр № 15773-06 | 0-100оС 0-200оС 0-400ОС 0-600ОС | ±0,78 % | ±1,27 % |
| Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность |
| В нормальных условиях ±0,6 % | В рабочих условиях ±0,75 % | В нормальных условиях ±0,5 % | В рабочих условиях ±1,0 % | В нормальных условиях ±0,1 % | В рабочих условиях ±0,25 % |
Рабочие условия применения компонентов АИИСУП.
| Наименование влияющего фактора | Диапазон измерений по технической документации |
| 1. Измерительный компонент Температура окружающего воздуха, °С Атмосферное давление, кПа Относительная влажность окружающего воздуха, % Воздействие вибрации: Амплитуда, мм Частота, Гц 2. Вычислительный компонент Напряжение питания, В Частота напряжение питания, Гц Температура окружающего воздуха, °С Атмосферное давление, кПа Относительная влажность окружающего воздуха, % Воздействие вибрации: Амплитуда, мм Частота, Гц | от -30 до 40 от 84,0 до 106,7 от 30 до 95 не более 0,1 до 25 220 ±5 50 ± 0,5 от 10 до 30 от 84,0 до 106,7 от 35 до 90 не более 0,1 до 25 |
Комплектность
| Наименование | Обозначение, тип | Кол., шт. |
| Программно-технический комплекс в составе АИИСУП | ПТК на базе устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200 программируемого контроллера Simatic S7-400 - "Step 7 V5.3, в том числе: - Количество устройств распределенного ввода-вывода Simatic ET 200 - Количество измерительных преобразователей подключаемых на вход одного устройства распределенного ввода-вывода Simatic ET 200 Количество измерительных преобразователей со стандартным токовым выходом на входе ПТК. | 1 компл. 6 до 8 21 |
| Количество измерительных преобразователей со стандартным токовым выходом на входе ПТК | - преобразователи давления измерительные Sitrans P типа 7MF (Госреестр № 45743-10). - датчики температуры SensyTemp серии TSP (Госреестр №39759-08). | 12 9 |
| Сервер дублированный (основ ной и резервный) АИИСУП | Simatic NET OPC server (P4/3,4 GHz/CPU Dual core Intel® Xeon® processor 3.4 GHz / RAM 1GB / HDD 2x120GB SATA II), в соответствии с проектной документацией. | 1 |
| ПЭВМ - инженерная станция АИИСУП | P4/3,4 GHz/ CPU Intel Core 2 Duo/ / RAM 1GB / HDD 120GB SATA II , SVGA 32 Mb/ Монитор 20" | 1 |
| ПЭВМ - рабочая станция оператора АИИСУП | Sprimo P5600, АМ0 Atlon 64/3500/ 2,2 GHz / RAM 512 МЬ / HDD 80GB SATA / Монитор 20", в соответствии с проектной документацией | 4 |
| Комплект стандартного программного обеспечения: для серверов, операторских терминалов и инженерных станций комплекса | Windows Server 2003 Enterprise Edition Windows XP SP3 | 1 компл. 5 компл. |
| Наименование | Обозначение, тип | Кол., шт. |
| Комплект специализированного ПО "SPPA-T3000" фирмы Siemens | Программный проект на базе инженерного ПО "Step 7"V5.3 и SKADA "WinCC"V6.0 фирмы Siemens, сконфигурированный под задачи ведения режимов работы и технологического процесса паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург | 1 компл. |
| Комплект эксплуатационной документации, в том числе: Руководство по эксплуатации Методика поверки Формуляр | ЭД. 045.11.09 ПТУ-РЭ ЭД. 045.11.09 ПТУ-МП ЭД. 045.11.09 ПТУ-Ф | 1 компл. |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.
Поверка
осуществляется в соответствии с методикой "ГСИ. Система автоматизированная информационно-измерительная паровой турбинной установки №10 ОАО "Юго-Западная ТЭЦ" г. Санкт-Петербург. Методика поверки. ЭД. 045.11.09 ПТУ-МП, утвержденная ГЦИ СИ ФГУП "ВНИ-ИМС" в марте 2012 г.
Основные средства поверки:
- манометр грузопоршневой МП-600, диапазон измерений 0,6 - 60 МПа, пределы основной погрешности измерений ± 0,02 % ВПИ;
- калибратор температуры эталонный КТ-110, диапазон измерений -30 - 110 °С, пределы основной погрешности измерений ± 0,04 °С;
- калибратор температуры эталонный "ЭЛЕМЕР КТ-650", диапазон измерений 50 - 650 °С, пределы основной погрешности измерений ± 0,04 °С;
- многофункциональный калибратор СА-71, диапазон генерирования тока 0 - 24 мА, пределы основной погрешности ± (0,025(0,04) %+4(30)мкА/3мкА ВПИ, диапазон генерирования сопротивления 0 - 400 Ом, пределы основной погрешности измерений ±
(0,05/0,025 % + 0,1 Ом);
- термометр лабораторный ТЛ-4, диапазон измерений -50+50°С, цена деления 1°С.
Сведения о методах измерений
изложены в руководстве по эксплуатации ЭД. 045.11.09 ПТУ-РЭ.
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 8.596-2002 Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Общие положения.
2. ГОСТ Р 8.563-2009. ГСИ. Методики (методы) измерений.
3. ГОСТ 8.009-84 Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.
4. МИ 1317-86. ГСИ. Результаты измерений и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроля их параметров.
5. РД 50-453-84. Методические указания. Характеристики погрешности средств измерений в реальных условиях эксплуатации. Методы расчета.
6. Р 50.2.038-2004. ГСОЕИ. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений.
7. Техническая документация на АИИСУП.
Рекомендации к применению
осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
