Для входных аналоговых сигналов предпочтительным является сигнал 4 ¸ 20 мА, для дискретных – 0 ¸ 24 В.
Оборудование ВПУ должно быть разделено на функциональные группы по технологическому принципу.
Установка обессоливания речной воды производительностью ~ 200 т/ч может состоять из следующих ФГО:
- осветлителей 1, 2;
- баков БИВ-1, 2, БРВ, БШВ с перекачивающими рабочую среду насосами;
- мерников коагулянта с дозирующими устройствами;
- мерников полиакриламида с дозирующими устройствами;
- мерников щелочи для осветлителей с дозирующими устройствами;
- мерников щелочи для тепловой сети с дозирующими устройствами;
- механических фильтров (с оборудованием узла промывки, общего для МФ 1-5);
- блоков фильтров обессоливания (всего 3 блока);
- регенерационного узла кислоты для БФ 1-3;
- регенерационного узла щелочи для БФ 1-3;
- баков-нейтрализаторов 1, 2;
- ячеек (1, 2, 3) и баков (1,2) коагулянта с перекачивающими насосами;
- баков щелочи СХР с перекачивающими насосами;
- баков кислоты СХР с перекачивающими насосами;
- ячеек (1, 2, 3) и баков соли с перекачивающими насосами;
- ячеек (1, 2) извести с перекачивающими насосами;
- приямков СХР.
Размещение в шкафах схем управления запорной и регулирующей арматур должно быть выполнено по технологическому принципу и соответствовать делению на ФГО.
Средний уровень системы в структуре АСУ ТП представляет собой микропроцессорные контроллеры в составе локальной вычислительной сети Ethernet АСУ ТП и обеспечивает:
- прием и аналого-цифровое преобразование сигналов, поступающих с нижнего уровня;
- формирование пакетов этой информации и передачу их по локальной сети на верхний уровень;
- выполнение программ контроля и управления, в том числе автоматического регулирования, блокировки и АВР;
- прием с верхнего уровня сети и преобразование цифровых сигналов в аналоговые и релейные в соответствии с заданными алгоритмами;
- передачу команд на объект управления.
На среднем уровне реализуются функции ТБ и ДУ наиболее ответственными ИМ, а также АР и ТЗ АСУ ТП ВПУ. Оборудование среднего уровня должно быть приспособлено к условиям окружающей среды в месте установки (у технологического оборудования или на ЩУ ВПУ).
Размещение модулей ввода/вывода в шкафах контроллеров должно соответствовать делению на ФГО, принятые для шкафов управления арматурой.
В таблице 1 приведено количество исполнительных устройств и входных/выходных сигналов ПТК АСУ ТП для ВПУ с разным набором оборудования, оснащенной арматурой с электроприводами МЗО и МРО.
Верхний уровень системы предназначен для реализации алгоритмов ФГУ технологическим оборудованием и связанными с ним ДУ и ТБ исполнительных устройств, алгоритмов расчетного характера, а также для формирования поста оперативного управления ВПУ. Верхний уровень должен иметь необходимую вычислительную мощность и мониторы с экранами достаточно большого формата.
Таблица 1
Количество исполнительных устройств и входных/выходных
сигналов ПТК АСУ ТП ВПУ (пример)
1.1 Количество исполнительных устройств
| Наименование устройств | Питание схемы управления | Количество |
| Запорная арматура (МЗО) | ~ 220 В/=24 В | 518 |
| Регулирующие устройства: | ||
| регулирующий клапан (МРО) | ~ 220 В/=24 В | 30 |
| насосы-дозаторы с частотным регулированием (НД) | ~ 220 В | 14 |
| Механизмы собственных нужд | ~ 220 В | 44 |
| Итого | 606 |
1.2 Количество входных/выходных сигналов
| Категория сигнала | Тип сигнала | Количество |
| Аналоговые входные сигналы | ||
| Унифицированный токовый сигнал от датчиков контроля и ПЧ насосов-дозаторов | 4 ¸ 20 мА | 106 (99) |
| Унифицированный токовый сигнал: | 4 ¸ 20 мА | |
| отУП | 30 | |
| от термосопротивлений | 2 | |
| Итого | 138(131) | |
| Аналоговые выходные сигналы | ||
| Команды управления НД | 4 ¸ 20 мА | 14(7) |
| Итого | 14(7) | |
| Дискретные входные сигналы | ||
| "Сухой" контакт | = 24СК | 1940 |
| Итого | 1940 | |
| Дискретные выходные сигналы | ||
| Команды управления МСН | ~ 220 В | 116 |
| Команды управления 30 | = 24 В | 1036 |
| Команды управления РО | = 24 В | 60 |
| Итого | 1212 | |
| Всего сигналов | 3304 (3290) | |
| Примечание - В скобках указано количество сигналов при использовании одного преобразователя частоты (ПЧ) для управления двумя (основным и резервным) насосами-дозаторами. | ||
3.3 Требования к надежности АСУ ТП ВПУ
Требования к показателям надежности устанавливаются в соответствии с ГОСТ 24.701-86 "Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения".
Надежность системы (включая надежность периферийных устройств) должна обеспечить техническое обслуживание ее в одну дневную смену.
3.4 Требования к АСУ ТП ВПУ по безопасности, эргономике и технической эстетике, эксплуатации, защите информации от несанкционированного доступа, сохранности информации при авариях, стандартизации и унификации
Эти требования являются общими для промышленных систем, кроме указанных в настоящих Методических указаниях и должны быть выполнены при их создании.
3.4.1 Технические средства АСУ ТП с размещением их непосредственно у оборудования должны надежно работать в условиях следующих характеристик окружающей среды:
- для отдельно стоящего здания:
температура окружающего воздуха +10 ¸ +30° С;
влажность окружающего воздуха до 100% при температуре +35°С;
содержание химически активных веществ: кислоты до 1 мг/м3, едкого натра до 0,5 мг/м3;
запыленность воздуха до 4 ¸ 6 мг/м3;
- при размещении ВПУ в главном корпусе (машзал, отметка 0) близость мощных источников и потребителей электроэнергии, характерная для машзала (генераторы и возбудители, высоковольтные электродвигатели с их коммутационной аппаратурой), создает возможность дополнительного влияния электромагнитных полей и более высокой температуры окружающего воздуха на функционирование устройств АСУ ТП, установленных у оборудования ВПУ:
температура окружающего воздуха +10 ¸ +40°С; вибрация в диапазоне частот 0,5 ¸ 50 Гц с амплитудой 0,15 мм (группа № 1);
внешние магнитные поля постоянного и переменного тока с частотой 50 Гц и напряженностью до 400 А/м;
внешние электрические поля напряженностью до 10 ± 1 кВ/м.
3.4.2 Основным источником электропитания технических средств АСУ ТП ВПУ должна быть трехфазная сеть переменного тока напряжением ~ 380/220 В, частотой 50 Гц, выполненная с резервированием от двух источников (например, разные секции РУСН 0,4 кВ).
При потере электропитания от одного источника и последующем восстановлении (АВР питания) не должны выдаваться ложные команды или ложная информация.
При проектировании должны быть обеспечены меры по резервированию электропитания переменного напряжения. Верхний и средний уровень должны быть оснащены аварийными источниками электропитания типа UPS, время поддержки (не менее 2 мин) предотвратит потерю оперативных данных и прекращение функционирования системы на время подключения стационарного источника бесперебойного питания.
4 ФУНКЦИИ АСУ ТП ВПУ
4.1 Общесистемные функции
К общесистемным функциям относятся:
- опрос и первичная обработка информации от аналоговых и дискретных источников;
- контроль достоверности входной информации;
- формирование команд управления;
- контроль реализации команд управления;
- непрерывный автоматический контроль функционирования устройств ПТК АСУ ТП;
- сбор и обработка данных о состоянии и функционировании технических и программных средств ПТК АСУ ТП;
- обеспечение связи АРМ ОТ ВПУ с АРМ НС ХЦ по цифровым линиям связи.
4.2 Информационные функции
К информационным функциям относятся:
- технологическая предупредительная и аварийная сигнализация;
- отображение информации на АРМ ОТ ВПУ;
- регистрация информации (сохранение в системном архиве), в том числе регистрация аварийных событий;
- автоматическое ведение документации.
4.3 Управляющие функции
К управляющим функциям относятся:
- дистанционное управление исполнительными механизмами насосов, вентиляторов, запорной и регулирующей арматуры, входящих в состав АСУ ТП;
- технологические защиты оборудования ВПУ;
- технологические блокировки (в том числе АВР насосов);
- автоматическое регулирование технологических и химических параметров;