Инновационность в автоматизации

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ
ОТВЕТСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ
КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРОИЗВОДСТВА
О КОМПАНИИ
ЗАО
«НВТ-Автоматика»
инновационное
научно-производственное
предприятие,
специализирующееся на автоматизации энергетического оборудования, один из основных
разработчиков и поставщиков ПТК для АСУТП электростанций и АСДУ энергокомпаний.
Успешно работая на рынке автоматизации с 1993г., компания обеспечила себе статус лидера в создании
быстродействующих распределённых систем ответственного управления:
•
высокая помехоустойчивость и широкий температурный диапазон работы контроллеров и модулей
позволяет отказаться от промежуточных преобразователей, кросс-шкафов и специальных дорогих
помещений;
•
поддержка распределенных структур на аппаратном и программном уровнях позволяет резко сократить
объем монтажных работ и кабельной продукции;
•
серийно производимые на базе ПТК «САРГОН» интеллектуальные шкафы управления арматурой
(ИРТЗО), интеллектуальные соединительные коробки (СКИД) и интеллектуальные стенды датчиков
позволяют значительно ускорить и удешевить создание и модернизацию систем контроля и управления;
•
автоматизация процесса разработки снижает себестоимость работ по проектированию;
•
технология многоэтапного внедрения позволяет ускорить отдачу вложенных денег и отказаться от
применения устаревших средств даже при небольших модернизациях существующего оборудования.
Наличие в штате компании команды профессионалов – специалистов всех профилей в тепло- и
электроэнергетике позволяет квалифицированно ставить и комплексно решать задачи автоматизации
энергетических установок энергообъектов, что обеспечивает высокое качество создаваемых систем и
эффективность создании крупных АСУТП. Диапазон вариантов сотрудничества с партнерами очень широк:
от генерального подряда «под ключ» до поставки программно-технического комплекса и оказания услуг шефинжиниринга и шеф наладки.
Компания имеет допуск к работам по подготовке проектной документации объектов капитального
строительства (СРО НП «ЭНЕРГОПРОЕКТ», свидетельство № П-0146-03-2010-0150) и допуск к работам,
которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства (СРО НП
«ЭНЕРГОСТРОЙ», свидетельство № 0227.01-2012-7722009608-С-060).
В компании внедрена и успешно функционирует система менеджмента качества ИСО 9001 (сертификат
соответствия №ДС.ТП.СМК.00864-10).
Внедрения на базе ПТК «САРГОН»
Череповецкая ГРЭС
Турбомотор Энерджи
ТЭЦ-21 Мосэнерго
ТЭЦ-9 Мосэнерго
Полнофункциональные
АСУТП
Системы регулирования
частоты и мощности
Химводоочистка
Информационнорегулирующие системы
Информационноизмерительные
системы
Информационные
системы
ТЭЦ-8 Мосэнерго
Более
90 систем
в 5 странах
мира
Среднеуральская ГРЭС
Северодвинская ТЭЦ-2
ТЭЦ-1 Улан-Удэ
Энергокомплекс Катангли
Сакмарская ТЭЦ
Рефтинская ГРЭС
Орская ТЭЦ-1
НПК Терм
Новгородский завод стекловолокна
Новочеркасская ГРЭС
Невинномысская ГРЭС
Металлургический комбинат г. Бао-Тоу (КНР)
Кременчукская ТЭЦ
Калининградская ТЭЦ-1
Ириклинская ГРЭС
ГРЭС-3 Мосэнерго
Вологодская ТЭЦ
Волжская ТЭЦ
Артемовская ТЭЦ
ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТЫ ПО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
Заказчик
Наименование системы
Функции
Стадия
внедрения
Калужская
сбытовая
компания
Полномасштабная АСУТП Обнинской
ГТУ-ТЭЦ
Полномасштабная АСУ ТП, включая учет отпуска тепла
потребителям
Выполнен проект,
поставка и монтаж.
Идет наладка
ТГК-14
Общедомовые узлы учёта тепловой
энергии
Разработка, поставка и внедрение комплектных
общедомовых узлов учёта тепловой энергии для жилых
домов в г. Чита и г. Улан-Удэ
Выполнен проект,
поставка. Идет
монтаж и наладка
Газпромэнерго
АСДУ объектов энерго- и
водоснабжения пос. Пангоды
Автоматизация работы котельных, распределительных
сетей ХВС, ГВС, отопления, водозаборных и водоочистных
сооружений, канализационных стоков и очистных
сооружений, создание единой диспетчерской
Мосэнерго
Автоматизированная система
отображения ключевых техникоэкономических показателей ТЭЦ-8
Сбор, обработка, расчет и представление ключевых
технико-экономических показателей
Внедрена
Полномасштабная АСУТП
общестанционного оборудования
Улан-Удэнской ТЭЦ-1
Автоматизация управления сетевыми подогревателями,
РОУ, деаэраторами, включая контроль действий
операторов, анализ пусков и расчетные задачи
Внедрена
ТГК-14
Система коммерческого и
технологического учета УланУдэнской ТЭЦ-1
Контроль и отображение результатов измерений и
вычислений расходов и количества тепла, отпускаемых с
ТЭЦ потребителям
Северсталь
Полнофункциональная АСУТП
газовой турбины ГУБТ-12 за ДП-4
Полномасштабная АСУ ТП газовой утилизационной
турбины
Внедрена
ЕВРАЗ НТМК
Полнофункциональная АСУТП
газовой турбины ГУБТ-12 за ДП-6
Полномасштабная АСУ ТП газовой утилизационной
турбины
Внедрена
Вологдаэнерго
АСКУТ Вологодской ТЭЦ
Система коммерческого учета тепла
Внедрена
ТГК-14
Обоснование
инвестиций
Внедрена I очередь
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКУ
─
В 2011 – 2013 г.г. специалистами ЗАО «НВТ-Автоматика» был выполнен ряд обследований объектов (как
муниципальной собственности, так и крупных промышленных предприятий) с целью определения рационального
объёма автоматизации энергетического оборудования для повышения энергоэффективности производства.
Обследования показали, что при удовлетворительном состоянии основного технологического оборудования и хорошем
уровне подготовки эксплуатационного персонала, уровень автоматизации оборудования очень низкий, что значительно
снижает эффективность его использования.

Низкий уровень автоматизации при использовании устаревших технических средств приводит к росту затрат на
эксплуатацию и ремонтно-профилактическое обслуживание.
 Датчики контроля основных параметров, необходимые для безопасной эксплуатации и надежного снабжения
ресурсами потребителей, физически изношены и морально устарели. Использование датчиков без
унифицированного выходного сигнала (показывающие датчики и индикаторы) не обеспечивает точность и
надежность измерений и препятствует повышению уровня автоматизации.
 Измерения расходов потребляемых и отпускаемых ресурсов, таких как природный газ, пар различных
параметров, техническая вода различного назначения, аммиачный холод, технологические газы (азот, кислород,
сжатый воздух и т.д.), выполняются не по всем потребителям (как внешним, так и внутренним) и с недостаточной
точностью. Получаемые данные не доступны в оперативном порядке для оценки изменения расходов и их
соответствия требуемым (расчетным) значениям.
 Большая часть запорной арматуры не оснащена электроприводом, что снижает качество и надежность
управления и препятствует повышению уровня автоматизации оборудования.
 Большинство регуляторов неработоспособно из-за низкой точности измерения регулируемых величин и
неспособности используемых морально и физически устаревших регуляторов к реализации современных
эффективных алгоритмов регулирования.
 Регулирование производительности насосов и компрессоров производится дросселированием регулирующей и
запорной арматурой (в основном – вручную), что приводит к значительным потерям энергии и невозможности
поддержания заданных параметров энергоносителя.
 Не реализованы алгоритмы автоматического включения резерва механизмов, что снижает надежность работы
оборудования в целом.
 Отсутствие или ненадежная работа технологических и защитных блокировок снижает не только надежность, но
и безопасность работы оборудования.
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
Предполагается иерархическое построение системы контроля
и управления технологическими процессами на
энергетическом оборудовании, включая функции SoftLogic,
SCADA и MES-систем:
оборудование КИПиА (контрольноизмерительные приборы,
электроприводная арматура, тягодутьевые
механизмы, насосы, компрессоры)
подключаются к своим шкафам
управления. Шкафы управления реализуют
задачи сбора информации и передачи ее на
верхние уровни, принятия управляющих
воздействий от верхних уровней, функции
локальных защит, блокировок,
автоматического управления
оптимизировать
распределение нагрузки
между установками
(групповое
регулирование)
вести учет ресурсов
по группам оборудования, по цехам,
по предприятию
шкафы управления объединяются в
локальные системы автоматизации
(по технологическому признаку).
Локальные системы автоматизации
оснащены автоматизированными
рабочими местами для
осуществления возможности
управления подключенным
оборудованием в пусковых и
аварийных режимах и реализуют
функции защит оборудования и
автоматического управления
выполнять расчётные и аналитические
функции, включая
мониторинг оперативного баланса
контролировать
фактические потери
на участках сети
транспортировки
ресурсов
локальные
системы
автоматизации
подключаются
к единой
диспетчерской.
Оборудование
и программное
обеспечение
единой
диспетчерской
позволяет:
автоматически контролировать исправность
оборудования ПТК и КИПиА всех подключенных
систем с уведомлением свето-звуковой
сигнализацией и рассылкой смс-сообщений
ремонтному и обслуживающему персоналу
оптимизировать
распределение
персонала
вести
видеомониторинг
работы
технологического
оборудования
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
Снижение совокупной стоимости
внедрения - одна из главных целей
разработки новых технических и
программных средств:
 высокая помехоустойчивость и широкий
температурный диапазон работы
контроллеров позволяет отказаться от
промежуточных преобразователей,
специальных дорогих шкафов и
помещений;
 поддержка распределенных структур с
невысокой стоимостью канала вводавывода позволяет резко сократить объем
монтажных работ и кабельной продукции;
 схема активного резервирования
позволяет одновременно повысить
надежность и сократить избыточность
резервирования систем;
 автоматизация процесса разработки
снижает себестоимость работ по
проектированию;
 технология многоэтапного внедрения
позволяет ускорить отдачу вложенных
денег и отказаться от применения
устаревших средств даже при небольших
модернизациях существующего
оборудования.
Благодаря указанным решениям
стоимость внедрения АСУТП при
модернизации существующего
оборудования сопоставима (а иногда
и дешевле!) стоимости замены
существовавшей системы контроля и
управления на современные
показывающе-регистрирующие
приборы с локальными средствами
автоматизации
(микроконтроллерные регуляторы и
модули защит).
При новом строительстве
распределенная структура сбора
информации и выдачи управляющих
воздействий по сравнению с
централизованной структурой
позволяет экономить до 35%
стоимости кабельной продукции и
монтажных работ по КИПиА.
При этом преимущества комплексной
автоматизации на единой аппаратнопрограммной базе неоспоримы.
ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПТК «САРГОН»
TkA
TkAdraw+ PalCreate TkAconf
Системы реального
времени
TkAprog
Средства разработки
TkAReport
Библиотеки
Средства настройки и
тестирования

Полный комплект программных средств реального времени, разработки
и тестирования для решения задач АСУТП энергообъектов

Развитые сетевые интерфейсы, поддержка распределённых систем

Развитые средства графического отображения, визуального управления,
контроля событий, анализа состояния и истории технологического
процесса

Независимость технологических программ и видеограмм от размещения
в ПТК

Возможность имитационной отладки АСУТП

Библиотеки готовых решений для приложений и типовых ЛСУ
МНОГООБРАЗИЕ ФОРМ ОТОБРАЖЕНИЯ МНЕМОСХЕМ
Главное меню
Титульное окно
Линейка РАС
Окно
аварийной
сигнализации
Линейка
технологических
защит
Отказ
канала
или
модуля
Окно
главных
параметров
Окно
мнемос
хемы
Индикаторы
сигнализации
Имя
АРМ и
уровень
доступа
Панель
клавиш
Линейка клавиш
состояния подсистем
и быстрого перехода
к ним
Окно
сигнализации
ОБЪЕКТНЫЕ ОКНА – МОЩНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
ИЗБИРАТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ
Преимущества:
 Вся полнота информации об объекте и возможность управления им из одного
всплывающего окна
 Максимальное количество одновременно открытых окон конфигурируется
 Три вида объектных окон различного назначения: стандартное (все функции для
оператора техпроцесса), минимальное («форточка» – компактное отображение
основных характеристик), отладочное (для инженера АСУТП с возможностью контроля
всех внутренних переменных объекта)
 Типовое объектное окно для каждого типового объекта управления (аналоговый
параметр, задвижка, насос, регулятор, горелка котла и т.п.)
 Индивидуальное объектное окно для наиболее важных или нетиповых объектов (ГПЗ,
сложная САР и т.п.)
 Создание индивидуальных наборов объектных окон для каждого пользователя, их
сохранение и загрузка по вызову
МОНИТОР ИСТОРИИ – МОЩНОЕ СРЕДСТВО АНАЛИЗА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И РАБОТЫ АСУТП
Панель управления параметрами просмотра
Фильтр
Состав фильтра
Значение или
состояние модели
ЖУРНАЛ СИГНАЛИЗАЦИИ – ЭФФЕКТИВНЫЙ
КОНТРОЛЁР СОБЫТИЙ, ВКЛЮЧАЯ АВАРИЙНЫЕ
Тексты
сообщений
Фильтры
сообщений по
структуре системы
Уровень тревоги
сообщений
Тип
сообщения
Фильтры
сообщений по
видам и
времени
Уровень сообщения
показан цветовым
маркером
Источник
сообщения
Просмотр
записей
журнала
ПАНЕЛЬ СИГНАЛИЗАЦИИ
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПТК «САРГОН»
Унифицированная
трехуровневая
распределено-модульная
архитектура: процессорный блок – модуль УСО – клеммник–преобразователь
 Унифицированные размеры и общие электрические интерфейсы
 Единое программное обеспечение
 Высокая помехоустойчивость
 Возможность длительной работы без принудительной вентиляции и
при температуре до +60°С

КОНТРОЛЛЕРЫ АРМКОНТ-310
Характеристика
Армконт-310
Частота процессора, МГц
266
Объём памяти RAM/Flash
32/16
Число портов Ethernet/скорость обмена (Мбит/с)
2/100
Число портов RS-485/скорость обмена (Мбит/с)
4/2,5
Индивидуальная гальваническая развязка RS-485
Количество входов/выходов на борту
Число портов RS-232
Операционная система
Квант работы ОС, мс
Минимальный/типовой программный цикл, мс
Да
32/32
2
Windows CE
1
10/100
Поддержка Виртуальной машины «САРГОН»
Да
Класс по ЭМС
3А
 Компактная, прочная конструкция
 Большой объем оперативной и Flash-памяти
 Уверенная работа при t -40 ÷ 60°С без принудительной вентиляции, в
условиях сильных помех
 Резервированный Ethernet
 Резервированный RS-485 с индивидуальной гальванической развязкой
 Открытость интерфейсов
 Работа под ОС Windows CE с квантом реального времени 1 мс
 Выгодная цена
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ МОДУЛИ УСО А4
Дублированный интерфейс RS-485 Modbus RTU, скорость
обмена до 4,5 Мбит/с, время опроса модуля < 1мс
Резервирование входов и выходов, диагностика каналов
Индивидуальная гальваническая развязка
Универсальные входы и выходы, программная настройка
на тип и диапазон
Компактная конструкция, горячая замена, Plug-and-play
Минимизация номенклатуры модулей – всего 3 основных
типа модуля для всех типов сигналов
Время замены модуля – 5 минут, требования к
квалификации персонала минимальны
КЛЕММНЫЕ МОДУЛИ А4
А4 K8DI
Исполнения – 220 VDC, 220 VAC, 24 V
8 каналов
Гальваническая развязка - 2,5 кВ
Индикация каналов
Два разъема для резервирования УСО
А4 K8DOR
8 каналов, механические реле, ~250В 2А
Гальваническая развязка - 2,5 кВ
RC-фильтры и варисторы
Индикация каналов
Два разъема для резервирования УСО
А4 K8DOH
8 каналов, твердотельное реле, =250В 1А
Гальваническая развязка - 2,5 кВ
RC-фильтры и варисторы
Индикация каналов
Два разъема для резервирования УСО
А4 K8DOSR
4 группы по 2 канала, оптореле
Управление ПБР
Гальваническая развязка - 2,5 кВ
RC-фильтры
Индикация каналов
Два разъема для резервирования УСО
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ
КОРОБКА СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ
Преимущества использования Соединительной
Коробки Интеллектуальной для сигналов
Датчиков (СКИД):
 Значительное
сокращение
длины
кабельных линий, количества монтажных
материалов и объема монтажных работ
 Ускорение
и существенное упрощение
внедрения системы контроля и управления
 Существенное
уменьшение
площади,
требуемой
для
размещения
средств
автоматизации
 Существенное
сокращение
стоимости внедрения системы
Габариты коробки
Температурный диапазон работы
Класс устойчивости по ЭМС
Плотность компоновки
Типы подключения датчиков
Питание датчиков
Компенсация температуры холодного спая
сигналов термопар
Время опроса СКИД
совокупной
IP65
200х300х155 (на 1 модуль)/300х400х210 (на 2 модуля)
+0÷+60С или -40÷+60С
3А
1-2 модуля (6-16 сигналов с датчиков)
0-5мА, 4-20мА, 0-10В, ТХА, ТХК, ТС по трехпроводной и
четырехпроводной схемам
Встроенное, с индивидуальной гальванической развязкой
Встроенная
1мс/модуль при удалении от контроллера до 250 м
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ШКАФЫ НКУ (ИРТЗО)
Контроллерный блок управления
устанавливается непосредственно в
силовой шкаф
 Компактность и высокая плотность
компоновки шкафа - до 16
присоединений/шкаф
 Приспособленность к установке в
промышленных помещениях
 Большая экономия кабеля, монтажных
материалов и работ
 Типизация и упрощение релейных схем
управления в шкафах
 Однотипность конфигураций
контроллеров и привязки
входных/выходных сигналов
 Совместимость с традиционными
шкафами РТЗО по габаритам и
электрическим подключениям в сборке
УДАЛЕННЫЕ ШКАФЫ КОНТРОЛЛЕРОВ И УСО
IP54
Компактность и высокая
плотность компоновки
Защищенный конструктив
Система бесперебойного
питания в каждом шкафу
Использование только
компонентов, отвечающих
жестким требованиям по
температуре и ЭМС
Устанавливается в
непосредственной близости
от датчиков и
исполнительных устройств
Отсутствие принудительной
вентиляции
Открытый цифровой
интерфейс
УСТАНОВКА ЧРП НА НАСОСНЫХ ГРУППАХ
(не менее 30кВт) и РЕАЛИЗАЦИЯ АВР
На каждую группу насосов устанавливается шкаф управления с
модулями ввода-вывода
Высокая надёжность системы и возможность перехода к
удалённому
управлению
насосными
с
объединённых
диспетчерских
обеспечивается
резервированной
парой
контроллеров
Реализация автоматического отключения и включения насосов
требует автоматизации управления задвижками на нагнетании
насосов
Реализация функции регулирования давления, программнологического управления и АВР
Реализация информационных функции
Реализуется возможность дистанционного управления насосами
и арматурой, включения/отключения блокировок и логических
автоматов с АРМ оператора котельной или АРМ диспетчера
Установка ЧРП приведет к снижению
расхода
электроэнергии
на
собственные
нужды
и
обеспечит
плавное
регулирование
подачи
теплоносителя.
Реализация АВР позволит расширить
диапазон регулирования и повысить
маневренность и надежность работы
оборудования.
ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ МОДЕРНИЗАЦИИ
Срок физического износа и, особенно, морального старения средств
автоматизации значительно меньше срока службы основного и
вспомогательного энергетического оборудования, поэтому задача
рациональной модернизации систем контроля и управления (СКУ)
производства, транспорта и потребления энергоресурсов
была и будет актуальной.
Снижение стоимости модернизации СКУ относительно нового строительства или
«бульдозерного» варианта достигается за счёт использования в новой (модернизированной)
системе значительной части существующего оборудования и материалов СКУ. Однако при
этом часть существующего оборудования и материалов СКУ подлежат замене из-за
морального и/или физического износа. Также для повышения уровня автоматизации и
повышения качества работы основного и вспомогательного энергетического оборудования
зачастую необходима модернизация технологических линий: установка новой
электрифицированной запорно-регулирующей арматуры для возможности включения в
работу автоматических регуляторов, защитных блокировок и автоматических логических
программ; разводка запального газа для автоматического розжига и выполнения требований
взрывобезопасности, организация прямых участков трубопроводов для достоверного
измерения расходов и т.п.
СРОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
Проект
Поставка
оборудования
Монтаж
Наладка
3 месяца с
момента
заключения
Договора
2-4 месяца с
момента
утверждения
спецификаций на
поставляемое
оборудование
Поэтапно, 2-4
месяца с
момента начала
поставки
оборудования
Поэтапно, 2-4
месяца с
момента
выполнения
монтажных работ
При необходимости ЗАО «НВТ-Автоматика готово выполнить работы
в более сжатые сроки
ПОЛУЧАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
Приведение оборудования в полное соответствие с требованиями
ФС по Экологическому, технологическому и атомному надзору и
нормативам по безопасной эксплуатации оборудования.
Повышение культуры производства, создание комфортных условий
для работы персонала, минимизация влияния ошибок персонала.
Повышение эффективности эксплуатации основного оборудования
за счет более совершенного управления и оптимизации
переходных режимов.
Продление срока службы основного технологического
оборудования.
Получение экономического эффекта по типовым статьям расходов:
снижение затрат на потребляемые ресурсы (газ, пар, вода и т.п.) за
счет оптимизации их распределения и потребления, контроля
потерь при транспорте;
снижение затрат на электроснабжение электрических приемников
(в основном – мощных электродвигателей) за счет использования
ЧРП и оптимизации групповой работы с учетом КПД;
снижение эксплуатационных расходов
(затраты на ремонты и обслуживание, повышение готовности);
снижение выбросов и повышение экологичности производства.
Контакты
111250, Москва,
проезд завода «Серп и Молот», 6
Телефоны:
(495) 361-23-34,
(495) 362-17-71,
(495) 361-68-07
e-mail: [email protected]
http://www.nvtav.ru