Автоматичне управління для енергетичної установки

1 Автоматическое управление для энергети ческой установки с множеством взаимодействую щих между собой частей установки, с выполняю щими различные функции в общей для частей ус тановки автоматизированной системе управления приборами автоматики, причем приборы автома тики связаны друг с другом и с управляющим бло ком через шину данных, передающую важные для установки данные, отличающееся тем, что прибо ры автоматики в соответствии с технологической структурой установки объединены в работоспо собные независимо друг от друга блоки, причем каждый работоспособный блок соответствует функциональной цепочке, охватывающей мно жество частичных функций, причем частичные функции функциональной цепочки связаны через общую шину данных, которая передает только важные для работоспособного блока данные, и причем каждая частичная функция охватывает множество подсистем с управляемыми компонентами установки 2 Автоматическое управление по пункту 1, отли чающееся тем, что функциональные цепочки во время процесса запуска установки и вывода из ра боты связаны в заданной последовательности, а функциональные цепочки в промежуточное время - во время работы установки - являются управляе мыми по отдельности 3 Автоматическое управление по пункту 1 или 2, отличающееся тем, что функциональные цепочки связаны друг с другом и с шиной данных по ли ниям данных элементами связи, работающими се лективно по данным 4 Автоматическое управление по одному из пунк тов 1-3, отличающееся тем, что функциональные цепочки в соответствии с логическим протеканием процесса в установке иерархически организованы в следующей последовательности- снабжение, удаление отходов, транспортировка отработанно го технологического тепла и обратная транспорти ровка конденсата, транспортировка технологичес кого тепла, превращение первичной энергии в теп ловую энергию, превращение тепловой энергии в электрическую энергию. Изобретение относится к автоматическому управлению для энергетической установки с множеством взаимодействующих между собой частей установки, с выполняющими различные функции в общей для частей установки автоматизированной системе управления приборами автоматики, причем приборы автоматики связаны друг с другом и с управляющим блоком через шину данных, передающую важные для установки данные В случае известной из ЕР-OS О 242 609 управляющей техники для энергетической установки с различными частями установки множество подлежащих по отдельности или во взаимодействии управлению или регулированию функций частично или полностью автоматически выполняется с помощью общей автоматизированной системы управления. Автоматизированная система управпе ния охватывает множество приборов автоматики, которые сообщаются между собой и с управляющим блоком через общую шину данных Приборы автоматики могут быть выполнены как из свободно программируемых процессоров, так и из процессоров с программой, хранящейся в памяти, и управляют и контролируют соответственно многие группы компонентов или подсистемы отдельных частей установки. При эксплуатации энергетической установки по общей шине данных передают большие количества данных в форме управляющих команд и параметров состояния, а также аварийные сообщения, которые вызываются в управляющем блоке с помощью управляющих воздействий или соответственно отображаются на экранах или других приборах визуализации. При этом, в частности (22)01 10 1992 (24)15 09 2000 (31) Р 4133980 0 (32)14 10 1991 (33) DE (86) PCT/DE92/00838, 01 10 1992 (46) 15 09 2000. Бюл № 4, 2000 р (72) Лофель Фріц (ОЁ), Арнольдт Клаудіс (DE) (73)СІМЕНС АГ(ОЕ) (56) Патент EP-OS 0 242 609. С4 О СО см 27416 при пуске в эксплуатацию и при выводе установки из работы, необходимыми являются множество управляющих воздействий, вследствие чего появляется соответственно большое количество подлежащих наблюдению ответных сообщений. Это приводит к не незначительной нагрузке для обслуживающего персонала В основе изобретения поэтому лежит задача создания автоматического управления для энергетической установки, которое в значительной степени упрощено и позволяет надежное ведение и контроль установки без перегрузки обслуживающего персонала во всех фазах эксплуатации, а именно также при запуске установки и выводе из работы, а также в случае неравномерности или помех в протекании процесса. Эта задача решается согласно изобретению тем, что приборы автоматики в соответствии с технологической структурой установки объединены б работоспособные независимо друг от друга блоки, причем каждый работоспособный блок соответствует функциональной цепочке, охватывающей множество частичных функций, и причем каждая частичная функция охватывает множество 1 подсистем с управляемыми компонентами установки. Различные работоспособные блоки, реализованные функционально технически через функциональные цепочки, являются происходящими внутри логических отрезков процесса операциями транспортировки сред и энергии между производственными критическими точками или соответственно точками превращения. Функциональные цепочки во время процесса запуска установки и вывода из работы целесообразно связаны в заданной последовательности. При этом приборы автоматики различных функциональных цепочек сообщаются друг с другом, так что с производственной точки зрения отдельные работоспособные блоки вводятся в работу только при готовности вышеподчиненных блоков. В промежуточное время - во время эксплуатации установки - функциональные цепочки являются управляемыми по отдельности. Для этого функциональные цепочки связаны друг с другом и с шиной данных предпочтительно по линиям данных элементами связи, работающими селективно по данным. Внутри одной функционапьной цепочки предпочтительно передают только существенные для работоспособного блока данные. Для этого частичные функции внутри одной функциональной цепочки связаны через общую шину данных. Весь процесс в установке может предпочтительно управляться всего лишь шестью функциональными цепочками. Эти шесть функциональных цепочек в соответствии с логическим протеканием процесса в установке иерархически организованы в следующей последовательности: снабжение, удаление отходов, транспортировка отработанного технологического тепла и обратная транспортировка конденсата, транспортировка технологического тепла, превращение первичной энергии в тепловую энергию, а также превращение тепловой энергии в электрическую энергию Достигаемые изобретением преимущества состоят, в частности, в том, что путем разделения всего процесса работы энергетической установки лишь на несколько логических отрезков процесса, которые соответственно представляют работоспособный блок, и путем соответствующего разделения необходимых для этого функций на функциональные цепочки достигается высокая степень автоматизации с экстремально высоким уплотнением информации до нескольких, подлежащих наблюдению сигналов состояния. Таким образом весь процесс на любой стадии эксплуатации энергетической установки может управляться и контролироваться всего одним оператором. Для более подробного пояснения изобретения с помощью чертежа описаны примеры выполнения, при этом на фигурах показано' Фиг 1 - структура автоматизации энергетической установки с несколькими функциональными цепочками,и Фиг. 2 - в схематическом представлении функциональная схема прохождения сигнала автоматического управления процессом работы электростанции с шестью работоспособными блоками. Фигура 1 показывает множество функциональных цепочек 1 - п, которые соединены по общей шине данных 7 друг с другом и с управляющим блоком 8 или с приданным управляющему блоку 8 управлением энергоблока, в случае, если энергетическая' установка содержит множество энергоблоков. Как показано на примере функциональной цепочки 1, отдельные функциональные цепочки 1 - п охватывают множество частичных функций 9, которые выполняются, например, двумя приборами автоматики 10 Каждой частичной функции 9 приданы подсистемы 11 отдельных частей установки, например, котла, турбинной группы или конденсатора. Подсистема 11 здесь является резервуаром 12 для жидкости, к которому подключен трубопровод 13 с насосом 14 и вентилем 15 К резервуару 12 по трубопроводу 16 с вентилем 17 может подводиться жидкость Частичная функция 9 охватывает в этой подсистеме 11 автоматическое управление вентилей 15 и 17, а также насоса 14, символически показанное управляющими сигналами a, b или соответственно с, подлежащих частично во взаимодействии регулированию и контролю параметров f и р, которыми здесь являются уроеень наполнения резервуара 12 или соответственно давление в трубопроводе 13. Частичные функции 9 функциональной цепочки 1 связаны друг с другом по линии данных или по шине данных 18 через интерфейсы 19 Внутри функциональной цепочки 1 предпочтительно передают данные, существенные только для соответствующего работоспособного блока. При запуске установки представленные функциональными цепочками 1 - п работоспособные блоки последовательно вводятся в работу и поддерживаются в рабочем состоянии управляющей командой. Для этого приданные функциональным цепочкам 1 - п приборы автоматики 10 по линиям данных 20 и селективно по данным работающие элементы связи 21 - 24, например, интеллектуальные мосты, связаны друг с другом и с шиной данных 7 С помощью элементов связи 21-24 27416 отдельные функциональные цепочки 1 - п становятся местными блоками передачи данных, между которыми собственно передаются отдельные сигналы состояния. Управляющая команда "Запуск" вначале активирует функциональную цепочку 1. Только когда функциональная цепочка 1 находится в состоянии готовности, соответствующий сигнал состояния функциональной цепочки 1 передает управляющую команду через элемент связи 22 дальше на функциональную цепочку. 2 Соответствующим образом функциональная цепочка 3 активируется только при готовности функциональных цепочек 1 и 2. Фиг. 2 показывает функциональную схему прохождения сигнала автоматического управления энергоблока энергетической установки с общим, разделенным на шесть работоспособных блоков процессом. Соответствующие работоспособным блокам функциональные цепочки 1-6 иерархически организованы в логической последовательности. При этом отдельным функциональным цепочкам 1 - 6 в соответствии с технологической структурой установки приданы выполняющие в общей системе автоматического управления различные функции приборы автоматики 10. В функциональной цепочке 1, которая включена перед функциональными цепочками 2-5 или расположена на более высоком уровне, выполняют, например, пять символизированных стрелками частичных функций 9, которые берут на себя общее количество важных для "снабжения" установки задач. В функциональной цепочке 2 выполняют важные для "удаления отходов" функции. Функциональная цепочка 2 охватывает четыре частичные функции 9, также символизированные стрелками. В функциональной цепочке 3 автоматически выполняют и контролируют управляющие воздействия, необходимые для транспортировки отработанного технологического тепла и обратной транспортировки конденсата, например, в конденсаторе пароводяного контура паровой турбины, состоящей из множества частей установки. В функциональной цепочке 4 выполняют управляющие воздействия, необходимые для безошибочной "транспортировки технологического тепла" в схематически представленном пароводяном контуре. Функциональная цепочка 5 выполняет функции, необходимые для "превращения первичной энергии в тепловую энергию". При этом, например, в работу вводят также схематически представленные подсистемы 11 топочной камеры газовой турбины. Функциональной цепочкой 6 вводят в работу подсистемы 11 частей установки для "превращения тепловой энергии в электрическую энергию", например, отдельные исполнительные звенья генератора 25 В примере выполнения согласно фигуре 2 шины данных 7 и 20 из фигуры 1 символически представлены сигнальными линиями 26 или соответственно 27 При вводе в эксплуатацию установки вызванная в управляющем блоке 8 управляющая команда через блок 28 управления энергоблока направляется дальше на отдельные функциональные цепочки 1-6. Если приданные функциональной цепочке 1 подсистемы 11 введены в работу, то функциональной цепочкой 1 передается на функциональную цепочку 2 управляющий сигнал, который 'вместе с приложенной к функциональной цепочке 2 управляющей командой вводит в работу подсистемы 11 функциональной цепочки 2. Соответствующим образом последовательно активируют функциональные цепочки 3-6. При выводе установки из работы проходят в обратном порядке функциональные цепочки 6 - 1 и последовательно выводят из работы соответствующие отрезки процесса. В нормальном режиме эксплуатации установки подсистемы 11 отдельных функциональных цепочек 1-6 могут управляться по отдельности через соответствующие приборы автоматики 10 Управление происходит в управляющем блоке 8 путем прикосновения к выполненному в виде плазма-дисплея экрану 29, который расположен в пульте управления 30. Ответные сообщения, сигналы состояния и аварийные сообщения визуализуются на экране 31, также встроенном в пульт управления 30 Весь происходящий в энергетической установке процесс может управляться и контролироваться во всех фазах эксплуатации лишь одним оператором. Для этого пульт управления 30 выполнен полукруглым подобно кабине пилота. 27416 Фиг. 1 27416 Фиг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, аул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 I