ПЛК серий 90-30Содержание 1. Введение. 2. Общая характеристика системы «Квант-5». -Назначение. -Состав САУ ГПА. 3. Структурная схема. 4. Техническая характеристика. 5. Основные функций. 6. Устройство и работа САУ ГПА. 7. Алгоритмы пуска ГТК-25(И). 8. Заключение.
Введение. Компания GE Fanuc Automation Europe специализируется в области поставки и обслуживания автоматизированных систем управления и оборудования для промышленной автоматизаций. GE Fanuc Automation организована в 1986 году как совместное предприятие между компаниями General Electric (США) и Fanuc Ltd (Япония). Основные виды оборудования производимые GE Fanuc. - Программируемые логические контроллеры (ПЛК) серий VersaMax Nano/Micro, 90-30, 90-70 -Системы распределенного ввода-вывода Genius, FieldControl VersaPoind - Рабочие станций промышленного использования, панели оператора. - Контроллеры серий PACsistems (RX7i, RX3i) Также GE Fanuc производит программное обеспечение Cimplicity ME, LogicMaster, VersaPro. ПЛК серий 90-30 ПЛК серий 90-30 гибкое универсальное устройство, так как является программируемым и конфигурируемым из множества разнообразных модулей. Поэтому при выборе надлежащих компонентов и разработке соответствующей программы область использования ПЛК становиться почти неограниченной. Хотя имеется множество вариантов выбора отдельных компонентов аппаратной части, можно выделить несколько основных категорий. - Базовые платы. - Модули питания. - Центральный процессор. - Модули ввода/вывода. -Дополнительные модули. Система автоматического управления газоперекачивающим агрегатом ГТК-25И «КВАНТ-5» Общая характеристика системы «КВАНТ-5»: назначение, состав, технические характеристики системы и функции выполняемые ней. Устройства и работа САУ ГПА.
1.1 Назначение системы: Система автоматического управления (САУ) построена на базе программно-технических средств фирмы GE Fanuc и предназначена для автоматического управления и защиты на всех режимах работы, всережимного регулирования, контроля технологических параметров и состояния исполнительных механизмов газоперекачивающего агрегата ГТК-25И. Система предусматривает выполнение необходимых функций контроля, регулирования и управления в автономном режиме и во взаимодействии с цеховой информационно-управляющей системой (САУ КЦ).
1.2 Состав САУ ГПА: Структурная схема САУ ГТК-25И(Р) «КВАНТ-5» представлена на рисунке 1. Конструктивное исполнение системы обеспечивает возможность размещения шкафа ШУ в помещении ГЩУ. В базовый комплект системы входят: - оперативный шкаф управления (стойка ШУ-7); - коробки приборные №1, №2 и №3 (компенсация холодных концов ТМ; преобразователи 3В17-01 обратной связи датчиков LVDT СК, РК, ПНА, ВНА); - комплект датчиков, сигнализаторов и дополнительного оборудования («МЕТРАН-100», измеряющий избыточное давление, разность давления; датчики уровня «Magnetrol» в МБ, АМ; вибрация; температура - ТСМ, ТМ; ультрафиолетовые датчики пламени «Honeywell»;обороты и т.д.); - комплект индивидуальных инструментов и принадлежностей. Все основные компоненты системы смонтированы в шкафу управления ШУ и в коробках приборных №1, №2 и №3. На лицевой панели шкафа ШУ размещены следующие средства отображения информации и управления: - рабочая станция оператора с цветным TFT LCD-монитором и функциональной клавиатурой, являющаяся основным средством диалога «оператор-машина»; - световые табло режимов работы ГПА («ГОТОВ К ПУСКУ», «ПУСК», «КОЛЬЦО», «МАГИСТРАЛЬ», «НО», «АО»); - физические органы управления режимами ГПА (кнопки «АО», «ЭО», «Деблокировка ЭО», «Включение системы пожаротушения», «Съем звука»); - цифровые индикаторы оборотов ТВД и ТНД, температуры продуктов сгорания, давления газа до нагнетателя, давления газа за нагнетателем, перепада «масло-газ» (РАХР0010); - переключатели: «Автоном./Дист.», «Ниже/Выше». Дистанционное управление механизмами и неоперативными режимами ГПА осуществляется с помощью функциональной клавиатуры рабочей станции оператора. Питание отдельных узлов системы напряжением 24В постоянного тока осуществляется от изолированных источников питания, подключаемых к сети 220В, 50Гц и 110В постоянного тока. Блок экстренного останова запитан от аккумуляторной батареи 24В, постоянного тока. Подробная схема электропитания системы представлена на схеме электрической принципиальной ВЕГА2.702.039-03 Э3.
1.3 Технические характеристики: САУ ГПА, с учетом наращивания функций обеспечивает прием входных сигналов: - сигналов от термопреобразователей сопротивления - не менее 12; в том числе с искробезопасными цепями - не менее 9; - преобразователей термоэлектрических - не менее 48; - сигналов постоянного тока (4-20)мА, от датчиков: - давления, перепада давления, перемещения - не менее 58; - частотных сигналов от датчиков вращения - не менее 8; - сигналов от дискретных двухпозиционных датчиков - не менее 92; - датчиков положения LVDT - не менее 8; - сигналов контроля цепей управления - не менее 48; Формирование выходных сигналов: - дискретных двухпозиционных сигналов управления, обеспечивающих коммутацию цепей: - постоянное напряжение 110В или 220В, ток до 5А - не менее 24; - переменное напряжение 110В, 50 Гц, ток до 5А, - не менее 34; - сигналов управления (-10…+10)В, - не менее 8; - сигналов управления (4…20)мА, - не менее 4; Питание системы осуществляется от двух независимых внешних источников: а) основного: сети переменного тока 220В (+10, -15)%, (46…65)Гц; б) резервного: аккумуляторной батареи 110В±18%. Мощность, потребляемая системой, менее: а) от сети переменного тока: не более 750Вт; б) от аккумуляторной батареи: не более 650Вт. Средний срок службы САУ ГПА не менее 10 лет, средний ресурс до капитального ремонта - не менее 50 000 часов, назначенный ресурс между текущими ремонтами - не менее 8 000 часов. Изделия САУ ГПА рассчитаны на работу при следующих условиях: температура окружающего воздуха: - от минус 50 до плюс 40оС – для технических средств, устанавливаемых на открытом воздухе; - от плюс 5 до плюс 50оС – для технических средств, устанавливаемых в здании агрегата и в контейнере автоматики; - от плюс 5 до плюс 40оС – для технических средств, устанавливаемых в ГЩУ. Аппаратура САУ ГПА сохраняет работоспособность при воздействии постоянных магнитных и переменных электромагнитных полей с частотой от 50 до 60Гц и напряженностью до 400 А/м. Уровень радиопомех, создаваемых аппаратурой САУ ГПА при работе, не превышает нормы, предусмотренные в «Общесоюзных нормах допускаемых индустриальных радиопомех (норма 8-72) для объектов различного назначения при выбранных территориях или в отдельных зданиях». Уровень шума, создаваемого САУ ГПА, измеренный по ГОСТ 12.1.050‑86, не превышает 75 дБ в местах расположения обслуживающего персонала. САУ ГПА нормально функционирует при напряжении питания (187...242)В (46…65) Гц. При пропадании напряжения питания 220В, (46…65)Гц, система переходит на питание от источника постоянного напряжения 110В. Суммарная мощность, потребляемая САУ ГПА не более 0,75кВА. Средний срок службы САУ ГПА - не менее 10 лет.
1.4 Система выполняет следующие основные функции: - управляющие; - информационные; - вспомогательные; - регулирования. Управляющие функции: - управление режимами работы ГПА (предпусковая готовность, автоматический пуск, поэтапный пуск, холодная прокрутка, работа на кольце, работа в трассе, нормальный останов, аварийный останов со стравливанием и без стравливания газа из контура нагнетателя, экстренный останов со стравливанием газа из контура нагнетателя, охлаждение агрегата, состояние резерва); - автоматическая защита ГПА на всех режимах работы; - автоматическое регулирование подачи топлива для поддержания заданного режима работы; - антипомпажное регулирование; - управление антиобледенительной системой; - обеспечение подготовки данных (аналоговых и дискретных сигналов) для их передачи в САУ КЦ. Информационных функции: - сбор и обработка аналоговых и дискретных технологических параметров ГПА; - обмен информацией с САУ КЦ, между устройствами САУ ГПА; - самодиагностику и проверку правильности функционирования основных устройств с выдачей информации о неисправности до уровня функционального блока; - формирование последовательности команд управления в соответствии с заданными алгоритмами и приоритетами в реальном масштабе времени; - хранение уставок аварийной и предупредительной сигнализации, констант для расчета; - формирование и хранение в течение заданного времени информации о значениях технологических параметров, текущих событиях и нештатных ситуациях на объектах управления для ее последующего документирования; - отображение по запросу оператора информации о текущих значениях технологических параметров; - автоматическое непрерывное представление информации о предупредительных и аварийных ситуациях, связанных с выходом технологических параметров за установленные пределы или срабатыванием защиты ГПА; - автоматическое запоминание срабатывания аварийной сигнализации с указанием первопричины до момента снятия ее оператором; - представление информации о невыполненных предпусковых условиях и отклонениях процессов пуска и останова ГПА; Вспомогательные функции: - автоматический контроль целостности цепей управления механизмами, функционирующими в режимах аварийного и экстренного останова; - контроль исправности технических средств САУ ГПА; - защита средств управления и информации от несанкционированного доступа. Функции регулирования: - параметрический запуск агрегата; - поддержание значения оборотов ТНД в соответствии с заданием оператора или с вышестоящего уровня управления; - поддержание оборотов ТВД; - поддержание заданной температуры выхлопных газов; - поддержание давления топливного газа за стопорным клапаном в функции оборотов ТВД; - поддержание положения поворотных сопел ТНД; - управление антиобледенительной системой.
Вопрос №2.
2.1 Устройства и работа САУ ГПА: Система САУ ГПА построена на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) фирмы GE Fanuc серии 90-70 с необходимым набором блоков, обеспечивающих преобразование стандартных входных сигналов и формирование стандартных выходных сигналов. Центральной частью ПЛК GE Fanuc 90-70 является мощный 32-х разрядный процессор (СРХ 9356) со следующими техническими характеристиками: - микропроцессор 80486DX2; - тактовая частота 96МГц; - выполнение вычислительных операций с плавающей запятой; - скорость обработки: 0,4 микросекунды на логическую операцию; - встроенная энергонезависимая (быстрая) память 1Мегабайт; - работа с модулями контроллеров ввода-вывода серии 90-70. Это обеспечивает: - возможность троекратного опроса каждого параметра, что практически исключает случайные ошибки; - программную реализацию цифрового регулирования топливом и антипомпажного регулирования, алгоритмов пуска, нормальной и аварийной остановки агрегата, формирования команд защиты, расчет технологических параметров. Интеллектуальные модули ввода-вывода позволяют выполнять самотестирование, сравнение текущего показания с предыдущими и контроль исправности датчиков на объекте без участия центрального процессора. Широкий набор дополнительных устройств, которые легко интегрируются в систему с использованием стандарта VME, позволяют включить в состав системы различные специализированные блоки: частоты, вибрации, температуры и т.д. Помимо стандартных блоков GE Fanuc, САУ ГПА ГТК-25И(Р) «КВАНТ-5» включает в свой состав специализированные блоки для точного измерения скорости вращения валов турбины и температуры продуктов сгорания с дистанционной коррекцией температуры холодного спая ТП, температурные параметры в БППТГ с барьерами искробезопасности, выходные реле, обеспечивающие коммутацию цепей постоянного тока 110В, 5А с защитными диодами для индуктивной нагрузки, цепей 110В, (46…65)Гц, 5А. 1.4.2 В САУ ГПА условно можно выделить следующие программные подсистемы: - логического управления и защиты в режимах пуска, работы, - нормальной и аварийной остановки; - регулирования подачи топлива в камеру сгорания с соблюдением необходимых технологических ограничений; - антипомпажного регулирования; - отображения информации на всех режимах работы ГПА; - взаимодействия с САУ КЦ; - самодиагностики; - режим имитатора ГПА для проведения обучения персонала. 1.4.3 Все основные функции сбора и обработки информации, управления, регулирования, контроля и защиты ГПА выполняются программируемым логическим контроллером, взаимодействующим с удаленными объектами по коммуникационной шине «Ethernet». Необходимая входная информация поступает в контроллер от первичных датчиков, нормирующих преобразователей и сигнализаторов положения исполнительных механизмов агрегата через встроенные в контроллер модули ввода. Команды управления в соответствии с запрограммированными алгоритмами формируются контроллером при помощи модулей вывода. Вся наиболее ответственная информация, необходимая при реализации основных функций управления, защиты и регулирования, обрабатывается мощным контроллером серии 90‑70. В каркасе этого контроллера установлен также модуль связи, обеспечивающий взаимодействие контроллера с ПЭВМ по основной коммуникационной шине «Ethernet» и резервной шине SNP. В качестве рабочей станции использована персональная ЭВМ промышленного исполнения с цветным TFT LCD-монитором установленная на лицевой панели шкафа ШУ-7. 2.1 Алгоритм пуска ГТК-25(И):
|
