Модель системы цифрового автоматического регулирования ПНД

- цифровое автоматическое  регулирование давления пара  в ГПК;

- цифровое автоматическое  регулирование давления пара  в КСН и питания ТПН;

- цифровое автоматическое  регулирование прогрева паропроводов  и СРК;

- цифровое автоматическое  регулирование температуры пара за СПП;

- цифровое автоматическое  регулирование уровней КГП в  КС 1-ой и 2-ой ступеней СПП;

- цифровое автоматическое  регулирование уровней сепарата  в СС СПП;

- цифровое автоматическое  регулирование уровней ПВ в  деаэраторах;

- цифровое автоматическое регулирование уровней конденсата в конденсаторах;

- цифровое автоматическое  регулирование уровней КГП в  ПНД-1,3,4;

- цифровое автоматическое  регулирование давления пара  в деаэраторах;

- цифровое автоматическое  регулирование давления пара в КУ ЦНД и ЦВД;

- цифровое автоматическое  регулирование прогрева и уровней  КГП в ПВД;

- электрогидравлическое  регулирование параметров турбогенератора  (частота, мощность, давление пара  в ГПК);

- контроль работоспособности  аппаратуры, входящей в состав стойки УВК;

- передача в ИРКС  информации о ходе технологического  процесса и результатах контроля аппаратуры УВК.

УВК комплекса ЭЧ АСУТ является свободно-программируемым  управляющим вычислительным комплексом, организованным по трехканальной структуре  с синхронизацией и мажоритированием входной и выходной информации.

Каждый канал УВК  независимо друг от друга производит обработку поступающей информации по заданной программе и формирует  команды управления, которые проходят на исполнительные механизмы только при условии выдачи команды одновременно не менее чем двумя каналами.

Процессор УВК имеет  быстродействие 200 тысяч операций в  секунду, что позволяет полностью  реализовать алгоритмы управления и регулирования оборудованием  турбоустановки.

Основные режимы функционирования УВК:

a) обмен дискретной информацией с внешней аппаратурой;

b) прием и преобразование аналоговой информации от внешней аппаратуры;

c) обмен цифровой информацией с ИРКС.

Контроль работы системы  цифрового автоматического регулирования  производится через инструментальную систему.

Для контроля работы СЦАР сформированы видеокадры отдельно по каждой стойке УВК, в которых реализованы  цифровые регуляторы. Кадры выводятся  на дисплеи ОПЭВМ БЩУ, ИПЭВМ.

УВК может принять 45 аналоговых токовых сигналов в каждом канале и преобразовать их в цифровой код, используемый в ПО СЦАР.

Дискретная информация о состоянии исполнительных механизмов, режимах работы оборудования, а также  о воздействиях на органы управления заводится в УВК с блоков УКТС, ключей управления оборудования и пультов ПУИ В210-04, В210-05, В250-02.

УВК может принять 180 дискретных сигналов в каждом канале в виде потенциальных сигналов и в виде замыкания "сухих" контактов датчиков через приемные согласующие устройства.

Воздействие на исполнительные механизмы осуществляется через блоки УКТС.

УВК может выдать в  процессе управления 128 мажоритированных релейных сигналов "сухими" контактами через выходные согласующие устройства, 24 мажоритированных дискретных бесконтактных  сигналов на исполнительные органы объекта управления.

 

3.2 Блочный щит управления.

БЩУ состоит из средств  представления информации и сигнализации, ключей БРУ-32, ключей управления запорной арматурой. Средства представления  информации и сигнализации включают в себя пульты управления и индикации (ПУИ) В210-04, В210-05, В250-02 и оперативную ПЭВМ (ОПЭВМ).

БЩУ представляет собой  верхний (информационный) уровень –  связь оператора (ВИУТ) с технологическим  процессом и с ЭЧ АСУТ. С БЩУ  осуществляется управление станцией.

ОПЭВМ БЩУ устанавливается на рабочем месте ВИУТ на БЩУ и является пассивным устройством, принимающим информацию от ИРКС.

ОПЭВМ БЩУ предназначена  для:

a) непрерывной регистрации, протоколирования событий и параметров комплекса ЭЧ АСУТ в объеме не менее 1 КБайта/с с периодичностью 1 с (среднее время накопления информации не менее 48 ч);

b) отображения на дисплее информации о работе СЦАР и ЭГСР, а также результатов диагностики аппаратуры в штатных режимах работы комплекса ЭЧ АСУТ.

c) построения на дисплее графиков и протоколов изменения технологических параметров комплекса ЭЧ АСУТ.

 

3.3 Унифицированный комплекс технических средств.

Управление технологическим  оборудованием (клапанами, задвижками) осуществляется через блоки УКТС и шкафы электротехнического  оборудования по командам, поступающим от управляющих стоек УВК ЭЧ АСУТ или по командам оператора при воздействии им на:

a) ключи управления задвижек;

b) блоки ручного управления регуляторов (БРУ-32);

c) кнопки ПУИ В210-04, В210-05, В250-02, входящих в состав комплекса ЭЧ АСУТ.

Информация о значениях технологических параметров и о состоянии оборудования поступает в стойки УВК:

a) от датчиков с унифицированным токовым выходом 0-5 мА непосредственно в стойку УВК или через БРТ (блоки размножения токовые);

b) от датчиков с неунифицированным выходным сигналом (от термопар, термометров сопротивления) - через нормирующие преобразователи (НП);

c) от концевых выключателей задвижек - через РТЗО и БУЗ - в стойки УВК.

 

3.4 Технологическое оборудование.

К технологическому оборудованию относятся исполнительные механизмы и датчики. Датчик уровня – уровнемер получает информацию об уровне КГП в корпусе ПНД-3 и направляет ее в блок логического управления УКТС. Исполнительный механизм – задвижка RN51S01 управляется через блоки УКТС и обеспечивает поддержание уровня путем изменения потока. 

 

 

4. Регулятор.

В СЦАР может быть использованы П-, ПИ-, ПД- и ПИД-регуляторы. Для целей  автоматизации поддержания уровня КГП в корпусе ПНД-3 будем использовать ПИ-регулятор. Выбор ПИ-регулятора обосновывается тем, что в смоделированной СЦАР в программной среде LabVIEW именно ПИ-регулятор отрабатывает единичное ступенчатое воздействие за максимально короткое время регулирования и без перерегулирования.

Математическое описание ПИ-регулятора в общем виде можно  представить как:

     ,                                                                (20)

где K_П – коэффициент пропорциональной части регулятора;

K_И – коэффициент интегральной части регулятора.

Коэффициенты для данной СЦАР уровня КГП в ПНД-3 выбираем следующие:

     и .                                                  (21)

В итоге получаем следующую  передаточную функцию регулятора:

     .                                                          (22)

Регулятор в СЦАР конструктивно  представляет собой модель RN51C01, который воздействует на регулирующий клапан RN51S01, расположенный на линии слива КГП из ПНД-3 в конденсаторы турбины.

Регулятор может работать в автоматическом и дистанционном режиме. Выбор автоматического режима осуществляется переводом переключателя на БРУ-32. Дистанционный режим включается вручную переводом переключателя на БРУ-32 и автоматически при отказе датчика уровня КГП в корпусе ПНД-3, при отсутствии электропитания РК RN51S01 в течение 3 с и при отказе стойки УВК В234.

Регулирование уровня КГП  в ПНД-3 осуществляется непосредственно в зависимости от знака рассогласования регулятора.

 

5. Моделирование СЦАР  в программной среде LabVIEW.

Для моделирования СЦАР и изучения ее характеристик использовалась программная среда LabVIEW 8.2. Она позволяет смоделировать линейные динамические звенья, осуществить все необходимые соединения, а также построить структурную схему СЦАР. После этого можно снять и отобразить на графиках ее динамические (переходные и импульсные переходные характеристики) и статические (АЧХ, ФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ) характеристики.

Кроме того, задача подбора  коэффициентов регулятора значительно  упрощается в среде LabVIEW.

На четвертом листе  моей работы представлены динамические и статические характеристики, полученные при помощи LabVIEW 8.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате продолжительной  исследовательской работы мною была спроектирована СЦАР уровня КГП в  корпусе ПНД-3. Спроектированная система  соответствует предъявляемым к ней требованиям. Поставленные цели автоматизации были достигнуты в полном объеме.

Данный курсовой проект является первым проектом для специальности 22030165 «Автоматизация технологических  процессов и производств (в энергетике)» и его выполнение дало мне первоначальные навыки самостоятельного инженерного проектирования систем автоматического управления. В процессе выполнения курсового проекта я также получил некоторые навыки математического моделирования объектов энергетики и освоил программный пакет LabVIEW.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Демченко В.А. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС. Учебное пособие. – Одесса: Астропринт, 2001 – 305 с., ил.
2. Система цифрового автоматического регулирования конденсата греющего пара. Техническое описание ТО.1.АСУТ.27.38.
3. Структура и принципы построения систем цифрового автоматического регулирования, реализованных на базе аппаратуры АСУТ-1000-2РМ1. Техническое описание ТО.1.АСУТ.27.01.
4. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов/ Под ред. В.Я. Гиршфельда. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.: ил.
5. Стерман Л.С. и др. Тепловые и атомные электростанции: Учебник для вузов/ Л.С. Стерман, С.А. Тевлин, А.Т. Шарков; Под ред. Л.С. Стермана. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 456 с., ил.
6. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/ А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А Клюев; Пол ред. А.С. Клюева. – 2-е изд., перераб. и доп.. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 464 с.: ил.