close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Станции ввода

код для вставкиСкачать
ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ «РОСАТОМ»
ФГУП "ВНИИА"
Эволюция программнотехнических средств
низовой автоматики АСУ ТП
АЭС
В.Л.Кишкин
Эволюция аппаратуры
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
ТПТС-Е
ТПТС51
2014
2015
2016
ТПТС-NT
Строительство АЭС
АЭС "Куданкулам", ЭБ №2
АЭС "Куданкулам", ЭБ №1
Белоярская АЭС, ЭБ №4
Калининская АЭС,
ЭБ №4
Калининская АЭС,
ЭБ №3
Ростовская АЭС, ЭБ
№2
Ростовская АЭС, ЭБ
№3
Ростовская АЭС, ЭБ №4
Нововоронежская АЭС-2,
ЭБ №1
АЭС "Бушер", ЭБ №1
Нововоронежская АЭС-2,
ЭБ №2
Ленинградская АЭС-2, ЭБ
№1
Ленинградская АЭС-2, ЭБ
№2
Источники эволюционного развития аппаратуры ТПТС
Опыт применения ТПТС на объектах атомной
и тепловой энергетики;
Отзывы, замечания и предложения
потребителей;
Передовые тенденции в области построения
АСУ ТП;
Передовые решения мировых лидеров в
области создания и производства КСА;
Тенденции развития технологий производства
электронной аппаратуры и элементной базы.
Цели эволюционного развития аппаратуры ТПТС
Повышение производительности системы, сокращение времени
реакции
Расширение функциональных возможностей (ЭЧСР, ТКГ, УСБ…)
Возможность сочетания в одной стойке функциональных модулей,
кроссов, источников питания 220в, дисплеев и т.д.
Разнообразие компоновочных решений (стойки одно- и
двухстороннего обслуживания, выносные удаленные контроллеры и
т.д.)
Расширение номенклатуры подсоединяемых кабелей (от 0,5 до 2,5
мм2) без кросс-стоек
Создание интегрированной УСБ
Принципы эволюционного развития аппаратуры
ТПТС
Полное сохранение функциональных возможностей
аппаратуры предыдущего поколения
Совместимость информационной среды (физический
уровень, форматы телеграмм)
Постепенное введение апробированных и испытанных
новых элементов системы
Сохранение и дальнейшее развитие САПР
Некоторые достижения в процессе развития
аппаратуры ТПТС
Пропускная способность системной информационной шины увеличена в
40 000 раз
Разработаны специальные программно-технические средства для реализации
функций ЭЧСР и температурного контроля генератора.
САПР GET-R переведен на платформу LINUX, что позволило существенно
удешевить его
Разработаны средства сопряжения (кросс-стойки и стойки промежуточных
реле)
Разработаны программно- технические средства для связи с
интеллектуальными датчиками и приводами по цифровому каналу.
Аппаратура ТПТС аттестована для применения в системах безопасности по
классу 2У
GET-R аттестован немецким Институтом проблем безопасности (ISTek) как
средство для проектирования систем безопасности
Разработана, затем модернизирована система электропитания,
адаптированная к требованиям для АЭС.
Источник питания стойки ТПТС52.2400
Источник питания
для
модернизированной
стойки питания
Нижний уровень АСУ ТП на средствах ТПТС51
Шина верхнего уровня
TPTS51
TPTS51
Шлюзы сопряжения с
шиной верхнего уровня
TPTS51
ШС
ШС
ШС
TPTS51
Сопряжения сегментов
шины
TPTS51
СШС
СШС
Шина CS275 (250 Кбод)
Шина SINEC L2 (1 Мбод)
СП
TPTS51
ПС
ПС
TPTS51
Контроллеры и стойки
электропитания
TPTS51
СП
TPTS51
ПС
TPTS51
...
TPTS51
ПС
TPTS51
СП
TPTS51
...
TPTS51
TPTS51
ПС
ПС
TPTS51
TPTS51
...
TPTS51
TPTS51
Полевые кабели и стойки
кроссовые и релейные
ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
TPTS51
Нижний уровень АСУ ТП на средствах ТПТС-Е
Шина верхнего
уровня
Шина EN (100 Мбод)
TPTS51
Контроллеры и стойки
электропитания
TPTS51
TPTS51
ПС
TPTS51
СП
TPTS51
TPTS51
TPTS51
TPTS51
ПС
ПС
TPTS51
TPTS51
...
RS-485
RS-485
...
RS-485
...
TPTS51
ПС
TPTS51
TPTS51
Полевые кабели и стойки
кроссовые и релейные
ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
RS-485
СП
RS-485
TPTS51
ПС
RS-485
СП
TPTS51
СТРУКТУРА ЦИФРОВОЙ УСБТ НА ОСНОВЕ ТПТС-Е
Канал 1
...
Канал 3
...
Шина ENS
...
Канал 2
Шина EN нормальной эксплуатации
к ПТК НЭ
БПУ
РПУ
...
...
Комплекс средств
автоматизации (КСА)
ТПТС-НТ
Функциональная структура ТПТС-НТ
К шинной системе ВУ
Ш
Шлюзы связи с ВУ
Ш
Связь серверов между собой и
верхним уровнем АСУТП
Шинная
система EN
Ср1
СА
СА
S
ИМ
...
Сбор данных от ПМ и передача в
СМ, Прием данных от СМ и
рассылка по ПМ. диагностика
ИМ
...
...
ПМ16
...
СВВ8
ПМ16
ПМ1
...
ПМ16
...
ИМ
ПМ1
ИМ
СВВ1
ПМ1
СВВ8
ПМ16
СВВ1
прикладные программы (защиты,
блокировки, сигнализация, ФГУ),
приема и передачи данных по
шинам EN и ENL.
ЕМ
S
ПМ1
Станции ввода-вывода
Шинная
система ENl
Модули
связи с
процессом
...
ЕМ
Серверы
Интерфейсные
модули
Срn
Базовые функции – прием,
обработка и выдача сигналов,
индивидуальное управление,
временное разрешение событий,
диагностика
Резервирование
К шинной системе ВУ
Шлюзы связи с ВУ
Ш
Ш
Ш
Ш
Связь серверных модулей между
собой и верхним уровнем АСУТП
Шинная
система EN
Серверы
СА
СА
прикладные программы (защиты,
блокировки, сигнализация, ФГУ),
приема и передачи данных по
шине Ethernet 100.
S
СВВ8
ИМ1
...
ИМ2
ПМ16
...
ИМ2
ПМ16
ИМ1
ПМ1
СВВ1
ПМ1
Станции ввода-вывода
Модули
связи с
процессом
ЕМ
S
Шинная
система ENl
Интерфейсные
модули
ЕМ
Сбор данных от ПМ и передача в СМ,
Прием данных от СМ и рассылка по
ПМ. диагностика
Базовые функции – прием, обработка
и выдача сигналов, индивидуальное
управление, временное разрешение
событий, диагностика
Номенклатура модулей связи с процессом
Тип модуля
Модуль ввода-вывода
дискретных сигналов
ТПТС55.1621
Функции
Технические характеристики
прием дискретных сигналов; питание дискретных
датчиков; индивидуальное управление;
обслуживание табло и ламповой сигнализации;
разрешение последовательности входных
дискретных сигналов
Количество: дискретных входов – до 32;
дискретных выходов – до 20;
Цикл работы модуля - ≤ 1 мсек.
Модуль измерения
унифицированных
сигналов тока
ТПТС55.1611
фильтрация; диагностика измерительных каналов;
питание датчиков;
модификация модуля ТПТС55.1611 осуществляет
прием сигналов интеллектуальных датчиков
(протокол HART)
Количество каналов измерения – 14;
Погрешность измерения - ≤ 0,2%;
Время цикла программы модуля – 10 мсек;
измерение сигналов тока 0/4…20 мА
Модуль измерения
температуры, тока и
напряжения
ТПТС55.1612
измерение температуры; фильтрация (помеха
промышленной частоты нормального и общего
видов); диагностика измерительных каналов;
питание датчиков (термометр сопротивления);
измерение сигналов тока и напряжения
Количество каналов измерения- 8;
Гальваническая изоляция канала измерения -1,5 кВ;
Погрешность измерения - ≤ 0,2%;
Время цикла измерения – от 4 мс до 500 мс
Модуль аналогового
вывода.
ТПТС55.1613
вывод сигналов напряжения, тока;
диагностика каналов воспроизведения
Количество выходов – 14; Погрешность - ≤ 0,2%;
Сигналы тока - 0/4…20 мА;
Сигналы напряжения - 0/2…10В;
реализация закона регулирования (PI,PID,P),
Модуль управления
управление регулирующим клапаном
регулирующим
клапаном ТПТС55.1651
Два канала регулирования
Модуль приемапередачи цифровой
информации
ТПТС55.1204
Связь с интеллектуальными датчиками и
исполнительными механизмами по цифровому
каналу
2 независимых шины RS-485 (до 32 абонентов на
каждой шине);
Модуль измерения
частоты
ТПТС55.1622
измерение частоты входного сигнала;
счёт входных импульсов
4 канала измерения; 0.1…..150000 Гц
Погрешность измерения- ≤ 0,002%;
Минимальный цикл измерений частоты - 80мкс.
Конструкция модуля связи с процессом
Модуль формата 3U с фронтальным расположением полевого соединителя
Светодиодные
индикаторы (мастеррезерв, отказ)
Передняя
панель
Шина
вводавывода
(Х1)
Плавкий
предохранитель
Полевой
соединитель
(Х2)
Разъем плоского шлейфа
"Фронт-штеккер" с пружинными клеммниками
(прямое подсоединение полевых кабелей)
(разъемное подсоединение к клеммникам шкафа)
Модуль ввода токовых сигналов
Модуль приема сигналов датчиков температуры
Модуль ввода дискретных сигналов
Станция ввода-вывода
Функциональная структура ТПТС-NT
К шинной системе ВУ
Ш
Шлюзы связи с ВУ
Ш
Связь серверов между собой и
верхним уровнем АСУТП
Шинная
система EN
Серверы
...
СА
прикладные программы (защиты,
блокировки, сигнализация, ФГУ),
приема и передачи данных по
шинам EN и ENL.
СА
...
...
ПМ16
...
Сбор данных от ПМ и передача в
СМ, Прием данных от СМ и
рассылка по ПМ. диагностика
ИМ
...
ПМ16
...
СВВ8
ИМ
ПМ1
...
ИМ
ПМ16
ИМ
СВВ1
ПМ1
СВВ8
ПМ1
Модули
связи с
процессом
СВВ1
ПМ16
Интерфейсные
модули
ПМ1
Станции ввода-вывода
Шинная
система ENL
Базовые функции – прием,
обработка и выдача сигналов,
индивидуальное управление,
временное разрешение событий,
диагностика
Станция ввода-вывода
Резервированный вариант
Нерезервированный вариант
ENL
ПМ – модуль связи с процессом. Прием
и выдача дискретных и аналоговых
сигналов, выполнение базовых функций
автоматизации (фильтрация,
индивидуальное управление,
регулирование и т.д.), временное
разрешение событий, диагностика
аппаратной части и линий связи.
УЗП2
УЗП1
ПМ16
ПМ2
. . .
ИМ2
ПМ1
к серверу
УЗП
ПМ16
ПМ2
. . .
+24V
ИМ1
ENL
ПМ1
ENL
+24V
ИМ
к серверу
+24V
ИМ – интерфейсный
модуль. Сбор информации
с ПМ, связь с сервером
УЗП – Устройство защиты по
питанию. Обеспечивает
отключение шины питания
модулей при коротком
замыкании или превышении
входного напряжения.
Связь интерфейсного модуля с модулями процесса – последовательно-радиальная, т.е.
к каждому модулю идет отдельная последовательная шина. При этом, возможна
одновременная передача информации по всем шинам.
Крейт 3U одностороннего обслуживания
Станция ввода-вывода – автономное самодостаточное устройство, способное
функционировать как в составе шкафов ТПТС-НT, так и в других системах,
поддерживающих конструктивные требования 19"-стандартов.
Внешний вид станции ввода-вывода
Сервер
Функциональная структура ТПТС-NT
К шинной системе ВУ
Ш
Шлюзы связи с ВУ
Ш
Связь серверов между собой и
верхним уровнем АСУТП
Шинная
система EN
Ср1
СА
СА
S
ИМ
...
Сбор данных от ПМ и передача в
СМ, Прием данных от СМ и
рассылка по ПМ. диагностика
ИМ
...
...
ПМ16
...
СВВ8
ПМ16
ПМ1
...
ПМ16
...
ИМ
ПМ1
ИМ
СВВ1
ПМ1
СВВ8
ПМ16
СВВ1
прикладные программы (защиты,
блокировки, сигнализация, ФГУ),
приема и передачи данных по
шинам EN и ENL.
ЕМ
S
ПМ1
Станции ввода-вывода
Шинная
система ENL
Модули
связи с
процессом
...
ЕМ
Серверы
Интерфейсные
модули
Срn
Базовые функции – прием,
обработка и выдача сигналов,
индивидуальное управление,
временное разрешение событий,
диагностика
Сервер
Шина ENL
(резервированная)
к станциям вводавывода
A
B
Шина EN
(резервированная) к
другим серверам и
шлюзам
A
B
V24
PM
=24В
FM-C
EN-C
USB
Связь с резервным
сервером
Связь с инженерным
пультом
Сервер управляющих систем безопасности
Шина ENL
(резервированная)
к станциям вводавывода
A
=24В
PM
Шина EN
(резервированная) к
другим серверам и
шлюзам
A
B
FM-C
EN-C
B
V24
USB
EN-S
EN-S
EN-S
Шина ENS
(6 независимых каналов)
Связь с резервным
сервером
Связь с инженерным
пультом
СТРУКТУРА ИНТЕГРИРОВАННОЙ ЦИФРОВОЙ УСБ НА ОСНОВЕ ТПТС-НТ
к ПТК НЭ
Канал 1
Канал 2
Канал 3
Канал 4
БПУ
РПУ
...
...
Шина EN нормальной эксплуатации
Шина ENS
...
...
...
...
Сервер систем нормальной эксплуатации
Локализованный
Нерезервированный
EN-C
связь с
шиной EN
Резервированный или два нерезервированных
FM-C
Общее управление и прикладные
алгоритмы
PM
Модуль питания
Совмещенный
Нерезервированный
Модули процесса (8)
Модули ввода- Модули УЗП
вывода
Резервированный
Модули процесса (8)
Модули ввода- Модули УЗП
вывода
Сервер управляющих систем безопасности
EN-S
EN-C
FM-C
PM
Компоновочные решения
Шкафы ТПТС-НТ
Шкаф Н600-21
двухстороннего
доступа
Шкаф Н600-11
одностороннего
доступа
Шкаф Н1000-21
двухстороннего доступа
600
1000
2200
2200
2200
600
Шкафы ТПТС-НТ уменьшенной высоты
Шкаф ШН600-22
двухстороннего
доступа
Шкаф ШН600-12
одностороннего
доступа
600
1800
1800
600
Варианты односторонней компоновки в шкафах Н600
Дублированная система
электропитания =~220В
Станция вводавывода
Сервер
Коммутаторы ENL,
оптические
адаптеры
Станция вводавывода
Клеммники
полевых кабелей
Клеммники
полевых кабелей
до 1000 внешних подключений
а) максимум внешних
подключений
до 500 внешних подключений
до 500 внешних подключений
б) Питание от ~220 В и
возможность размещения
сетевого оборудования
в) Комбинация серверов и
СВВ с сетевым
оборудованием
Варианты односторонней компоновки в шкафах Н600
Дублированная система
электропитания =~220В
Дублированная система
электропитания =~220В
Станция вводавывода
Клеммники
полевых кабелей
Панельный
компьютер
Комбиниро
ванный
сервер
Сервер
(шлюз)
Коммутаторы
ENL
Клеммники
полевых
кабелей
Коммутаторы ENL
(EN), оптические
адаптеры
до 64 станций ввода-вывода
а) Размещение серверов и/или
шлюзов и сетевого
оборудования
до 48 станций ввода-вывода
б) То же с питанием от 220 В
до 250 внешних подключений
в) Местный щит управления с
питанием от 220 В
Примеры компоновки в шкафах Н1000
Дублированная система
электропитания =~220В
Станция
вводавывода
Крейт
репликации
Коммутаторы ENL,
оптические
адаптеры
Панельный
компьютер
Клеммники
полевых
кабелей
Сервер
Коммутаторы,
оптические
адаптеры
Клеммники
полевых
кабелей
Сервер или
шлюз
до 2000 внешних подключений
а) Станции ввода-вывода
с сервером или шлюзом и
сетевым оборудованием
до 1500 внешних подключений
б) То же с питанием от 220 В
до 500 внешних подключений
в) Местный щит
управления
Варианты компоновки с непосредственным подключением полевых кабелей (до 0,8 мм2) в шкафах
Н1000
Дублированная система
электропитания =~220В
Резервное
место
Сервер или
шлюз
Панельный
компьютер
Коммутаторы,
оптические
адаптеры
Сервер
Коммутаторы,
оптические
адаптеры
Станция
вводавывода
Станция
вводавывода
Полевые
кабели
до 2000 внешних подключений
а) Станции ввода-вывода
с сервером или шлюзом и
сетевым оборудованием
до 2000 внешних подключений
б) То же с питанием от 220 В
до 1000 внешних подключений
в) Местный щит управления
с питанием от 220 В
Варианты компоновки в шкафах Н600 уменьшенной высоты.
Дублированная система
электропитания =~220В
Станция вводавывода
Сервер
Клеммники
полевых кабелей
Коммутаторы,
оптические
адаптеры
Станция
ввода-вывода
Полевые
кабели
до 500 внешних подключений
а) максимум внешних
подключений
до 250 внешних подключений
б) Питание от ~220 В и
возможность размещения
сетевого оборудования
до 500 внешних подключений
в) Сервер, с сетевым
оборудованием, СВВ с
непосредственным
подключением
Основные особенности ТПТС-НT
время реакции системы в пределах 100…200 мс
возможность решения локальных задач с ограниченным количеством входных
сигналов (10….30) и повышенными требованиями ко времени реакции (5…10 мс)
территориальное распределение аппаратуры по объекту автоматизации
организация местных постов управления
удаленные контроллеры, встраиваемые в оборудование других изготовителей
подсоединение любых полевых кабелей сечением от 0,1 до 2,5 мм2
реализация функциональных шкафов с одно- и двухсторонним обслуживанием
Гибкие схемы компоновки, обеспечивающие рациональность применения
аппаратуры для автоматизации объектов различных масштабов – от отдельных
технологических установок до атомных энергоблоков
малый цикл измерения унифицированных аналоговых сигналов - от 5 мс
временное разрешение последовательности входных дискретных сигналов - 1 мс
связь с интеллектуальными устройствами по локальным сетям RS485 по
стандартным сетевым протоколам
Заключение
Эволюционное развитие аппаратуры нижнего уровня
теплотехнического контроля обуславливает:
Преемственность в проектировании и эксплуатации;
Упрощение продления сроков эксплуатации
энергоблока;
Повышение уровня унификации оборудования
энергоблоков России в течение длительного периода
эксплуатации.
Снижение затрат при проектировании, сооружении и
эксплуатации АЭС
Удешевление сервисного обслуживания.
Упрощение модернизации в процессе эксплуатации
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
193
Размер файла
10 586 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа