Исследование характеристик и совершенствование настройки каналов регулирования, реализуемых контроллерами в составе программно-технических комплексов АСУТП энергоблоков

• Автор: Голубев, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Введение.

1. Анализ особенностей управляющих функций АСУТП средствами

ПТК сетевой организации. Постановка задачи исследования.

1.1. Характеристика технической структуры современных АСУТП.

1.2. Анализ параметров ПТК в составе АСУТП

1.3. Анализ особенностей реализации функции автоматического регулирования в составе полномасштабных АСУТП.

1.4. Постановка задачи исследования.

1.5. Выводы.

2. Разработка методики исследования частотных характеристик контроллеров в составе ПТК АСУТП

2.1. Классификация факторов, влияющих на работу АСР в составе контроллеров ПТК

2.2. Методика исследования управляющих каналов ПТК

2.3. Функциональная и программнотехническая структура экспериментального стенда.
2.4. Выводы.
3. Исследование влияния системных факторов на преобразование входного сигнала в контроллере.
3.1. Исследование влияния системных факторов на ограничение величины квантования сигнала по времени
3.2. Исследование влияния системных факторов на величину квантования сигнала по уровню.
3.3. Исследование влияния величины квантования сигнала по времени на запаздывание в канале регулирования.
3.4. Выводы.
4. Исследование особенностей функционирования регулирующих алгоритмов
4.1. Предварительные замечания
4.2. Исследование и анализ ПИпреобразования в алгоритме РАН
4.3. Исследование и анализ ПД преобразования в алгоритме РИМ
4.4. Исследование и анализ ШИМ преобразования в ЦИП.
4.5. Выводы.
5. Рекомендации по проектированию и настройке автоматических систем регулирования на базе ПТК сетевой организации.
5.1. Методика выбора физического диапазона датчика
5.2. Методика выбора времени цикла контроллера
5.3. К расчету систем управления с микропроцессорными контроллерами
Ремиконт Р
5.4. Рекомендации по разработке алгоритмов канала регулирования
5.5. Рекомендации по проектированию и вводу в действие АСР.
5.6. Выводы
Заключение
Библиографический список.
Приложение 1. Технические структуры АСУТП на базе ПТК
сетевой организации
Приложение 2. Функциональная и программнотехническая структура
полигона АСУТП.
Приложение 3. Результаты исследований ПИзаконов регулирования в
алгоритмах РАН и РИМ контроллеров Ремиконт Р0 ПТК Квинт.
Приложение 4. Результаты испытаний усовершенствованного канала
регулирования.
Приложение 5. Результаты внедрения
Основные сокращения
АВР автоматическое включение резерва
АСР автоматическая система регулирования
АСУ автоматизированная система управления
АСУТП автоматизированная система управления технологическим процессом АЦП модуль УСО аналоговоцифрового преобразования
БКР блок кондуктивного разделения
БП блок питания
БРУ блок ручного управления
БЩУ блочный щит управления
Д датчик
ДЦП дискретноцифровой преобразователь
ИВК информационновычислительный комплекс
ИВС информационновычислительная система
ИМ исполнительный механизм
КВЗ концевой выключатель закрыто
КВО концевой выключатель открыто
КИП контрольноизмерительные приборы
КС контроллерная сеть
КЧХ комплексная частотная характеристика
ЛВС локальная вычислительная сеть
МЭО механизм электрический однооборотный
НП нормирующий преобразователь
ОС операторская станция
ПБР пускатель бесконтактный реверсивный
ПЗУ постоянное запоминающее устройство
ПО программное обеспечение
ППО прикладное программное обеспечение
ПРЦ модуль процессора
ПТК программнотехнический комплекс
РБИ регулирующий блок импульсный
РБК модуль расширения каркаса
РО регулирующий орган
РП регулируемая переменная
САПР система автоматизированного проектирования
СКУ система контроля и управления
СУБД система управления базами данных
ТОУ технологический объект управления
ТЭП техникоэкономические показатели
УРС устройство размножения сигналов
УСО устройство связи с объектом
ФГУ функциональногрупповое управление
ЦАП цифроаналоговый преобразователь
ЦДК цифродискретный преобразователь с контролем
ЦДЛ цифродискретный преобразователь
ЦИП цифроимпульсный преобразователь
ШИМ широтноимпульсный модулятор
РИМ регулятор импульсный
РАН регулятор аналоговый
МСН механизм собственных нужд
ОНР область нормальной работы
РКЧХ расширенная комплексная частотная характеристика БАС базовая система вводавывода
Введение


ПТК дисплейное дистанционное управление, технологические защиты, блокировки, автоматическое регулирование, функциональногрупповое управление и др. ПТК заменяет ранее информационно не связанные локальные подсистемы КИП, автоматическое регулирование, технологические защиты и др. АСУТП реализуются в виде программного обеспечения ПО. Отличительной особенностью современных АСУТП является то, что на основе одного базового программнотехнического комплекса создается сложная, многоуровневая, иерархическая система управления оборудованием энергоблока или электростанции в целом. В АСУТП энергоблока насчитывается более сотни цифровых вычислительных узлов контроллеры, рабочие станции и др Все задачи АСУТП реализуются в виде программного обеспечения контроллеров и функционируют в едином информационном пространстве. Причем, эти системы охватывают не только информационные, но и управляющие функции. Внедрение современных систем управления не всегда приводит к желаемому существенному улучшению техникоэкономических показателей работы энергоблоков , . Установка новых средств измерений и исполнительных устройств как одна из задач модернизации повышает точность измерения и управления, но в целом показатели работы АСУТП зависят от качества функционирования автоматических систем регулирования, которые в свою очередь зависят от эффективности использования центрального компонента системы программнотехнического комплекса ПТК. В связи с этим существует проблема эффективности реализации функции автоматического регулирования в составе всей системы. Задача автоматического регулирования является одной из многих функций, выполняемых ПТК, и должна рассматриваться в определенной взаимосвязи с ними , , . При проектировании, наладке и последующей эксплуатации АСР в составе крупных АСУТП на базе ПТК необходимо учитывать особенности построения и функционирования сложной системы управления. Для выявления особенностей программнотехнической структуры современных АСУТП необходимо выделить характерные для любого ПТК параметры, влияющие на реализацию отдельных функциональных задач, особенно задачи автоматического регулирования. В современной технической структуре АСУТП на базе ПТК сетевой организации рис. П1, П, П полевой уровень, контроллерный уровень и оперативный информационновычислительный уровень 4, , , , . В состав полевого уровня входят стандартные и интеллектуальные полевые устройства датчики и исполнительные устройства. Датчики полевого уровня обеспечивают первичное измерительное преобразование технологических параметров. Исполнительные устройства обеспечивают управление технологическим оборудованием. Рис. Обобщенная техническая структура АСУТП В состав контроллерного уровня входят многофункциональные микропроцессорные контроллеры. Котроллеры группируются согласно иерархии технологического оборудования в системные группы модули. Подключение контроллеров к полевому уровню датчикам и исполнительным устройствам осуществляется через промклеммники. Контроллеры обеспечивают сбор, предварительную обработку информации, автоматическое регулирование, логикопрограммное управление, технологические защиты, защитные блокировки, выработку команд управления и фиксацию событий. Ряд особых функций АСУТП реализуется специализированными подсистемами вибродиагностики, релейной защиты и автоматики и т. Все информационновычислительные функции АСУТП реализуются на оперативном уровне, используя уровень управления для получения информации и для выполнения команд ручного управления. Все функциональные задачи реализуются в виде прикладного программного обеспечения. В состав оперативного информационновычислительного уровня входят компьютеры рабочих станций. Оперативные станции обеспечивают управление технологическим процессом, представление, хранение и анализ информации, а также занимаются специальными расчетами, организацией службы единого времени и мониторингом технических средств. В состав оперативных станций современного ПТК входят операторская станция событийная станция архивная станция сервер архива станция анализа данных инженерная станция приборная станция расчетная станция станция единого времени.