Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП)

НПП "Темп" им. Ф.Короткова" имеет более чем 10-летний опыт разработки и производства автоматизированных систем управления газотурбинными приводами. Этот опыт воплотился в создание АСУ ТП газотурбинных электростанций и газоперекачивающих станций. Данная разработка велась по заказу ФГУП "ММПП "Салют". Для ОАО "Газпром" была разработана АСУ ТП для газораспределительных станций. Основой АСУ ТП НПП "Темп" им. Ф.Короткова" является оборудование GE Fanuc, широко используемое во всем мире и имеющее необходимые сертификаты многих стран. На нижнем уровне АСУ ТП используются программируемые логические контроллеры (ПЛК) GE Fanuc и специализированный ЭЦР для управления ГТД (АРГУН). На верхнем уровне применяются SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) системы iFix и Cimplicity, также широко распространенные во многих странах мира.

АСУ ТП

Регулятор газотурбинного привода (РГТП)

РГТП разработан на основе модульной унификации и может быть использован для различных типов двигателей. По техническим требованиям заказчика производится выбор необходимых модулей РГТП и общая конфигурация системы. Набор модулей может быть дополнен или изменен. Один крейт РГТП может содержать до 21 функционального модуля: Модуль спецвычислителя (МСВ), Модуль обработки 4-х частотных сигналов (МЧС), Модуль обработки сигналов синусно-косинусного трансформатора (МСКТ), Модуль дискретного ввода (16 или 32 канала) (МДВ), Модуль обработки термопарных сигналов (8 каналов) (МТС), Модуль обработки нормализованных 16-ти сигналов 4…20 мА (МНС), Модуль формирования 4-х выходных токовых (+\- 200 мА) сигналов (МТД), Модуль 32-канального дискретного вывода с коммутацией +24 В (МВД), Модуль 32-канального дискретного вывода с коммутацией -24 В (МНД), Модуль вторичных источников питания (МИП), Модуль независимой защиты (МНЗ), Модуль индикации (МИ). РГТП обеспечивает следующие основные функции регулирования и защиты ГТД: 100% автоматическое выполнение циклограммы пуска/останова; Регулирование привода при выходе на режим; Регулирование мощности в режиме сильной внешней сети; Регулирование частоты вращения в режиме автономной сети; Защита двигателя от помпажа; Защита от превышения частоты вращения; Защита от превышения температуры; Контроль погасания камеры сгорания; Учет наработки и эксплуатацию двигателя по техническому состоянию. Проектирование системы включает следующие основные работы: технический проект; частные технические задания с требованиями к помещениям, размещению оборудования, электропитанию и заземлению; структурные и функциональные схемы; комплект конструкторской документации; программно-математическое обеспечение. Стоимость изготовления АСУТП, включает в себя: изготовление шкафа УМ АСУ ТП; разработка и тестирование информационного и программного обеспечения; шеф-монтаж и наладка оборудования на технологическом объекте; внедрение системы, пуско-наладочные работы и приемо-сдаточные испытания; обучение работе с системой; комплект эксплуатационной документации. НПП "Темп" им. Ф.Короткова" осуществляет серийное производство, монтаж, наладку, обучение персонала и сопровождение АСУ ТП в эксплуатации.

РГТП-20 РГТП-20 в составе стойки Участок сборки Участок монтажа Шкаф и рабочее место операторов

Регуляторы газа с дистанционным управлением (РГДУ)

В соответствии с требованиями ОАО «Газпром» в ОАО "НПП "Темп" им. Ф.Короткова" разрабатывается следующая гамма РГДУ:

Шифр регулятора-ограничителя	Значение условного прохода (мм)	Значение максимально допустимого давления на входе (МПа)	Диапазон номинального давления на входе (МПа)	Диапазон регулируемого давления на выходе (МПа)	Диапазон ограничиваемого расхода (нм3/час)
					При Рвх=3,5 МПа	При Рвх=5,0 МПа	При Рвх=7,5 МПа	При Рвх=10,0 МПа
РГДУ-75/50	50	7,5	1,6...5,0	0,25...0,6	18000	26000
РГДУ-75/80	80				36000	43000
РГДУ-75/100	100				45000	84000
РГДУ-75/150	150				87500	230000
РГДУ-75/200	200				110000	425000
РГДУ-120/50	50	12	1,6...7,5	0,25...1,2	18000	26000	39000	72000
РГДУ-120/80	80				36000	43000	64500	141000
РГДУ-120/100	100				45000	84000	126000	254000
РГДУ-120/150	150				87500	230000	345000	547000
РГДУ-120/200	200				110000	425000	637500	856000

РГДУ

• РГДУ состоит из двух основных элементов: регулятора-ограничителя (РО) и дистанционного блока управления (БУ);
• Электромеханический привод РО выполнен на моментном моторе;
• Питание РО осуществляется от сети 220В; при обесточивании ГРС РГДУ «замораживается» в текущем состоянии, измерения и регистрация параметров обеспечиваются от УБП в течение 48 часов.
• Управление РО производится по цифровому интерфейсу RS-485;
• От одного БУ обеспечивается управление до 4 независимых ниток ГРС;
• РГДУ комплектуется датчиками давления и температуры газа на входе РО и давления газа на выходе РО;
• Конструкции РО и датчиков выполнены во взрывозащищенном исполнении, вид взрывозащиты - «взрывонепроницаемая оболочка»;
• Показания датчиков передаются в БУ по цифровому HART протоколу;
• Точность поддержания выходного давления - ±2,5%, точность измерения и ограничения расхода - ±5%.

Комплексное решение НПП "Темп" им. Ф.Короткова" для АСУ ТП газотурбинных электростанций (ГТЭ)

Применение SCADA системы (Supervisory Control and Data Acquisition) Cimplicity и iFix для программирования и конфигурирования всех компонентов АСУ ТП, включая устройства ввода-вывода, контроллеры и панели оператора, обеспечивает высокое качество, надежность и низкие сроки разработки систем. АСУ ТП обеспечивает управление следующими технологическими объектами ГТЭ: газотурбинный двигатель; система топливопитания; система топливоподготовки; система гидроуправления направляющих аппаратов; система смазки ГТД и генератора; система гидроуправления пусковым устройством; система охлаждения оборудования; система вентиляции, циклового воздуха и антиобледенения; система воздухоочистки; утилизационный теплообменник (водогрейный котел-утилизатор); система загазованности и пожаротушения; генератор; система возбуждения генератора; система синхронизации; распределительное устройство генератора; система охлаждения генератора. Архитектура системы является открытой, в состав АСУ ТП могут быть включены новые или исключены неиспользуемые технологические объекты.

Мнемосхема ГТД Мнемосхема маслосистемы

Электронные регуляторы газотурбинных приводов ОАО "НПП "Темп" им. Ф.Короткова"

Рабочее место разработчика

Блок управления дозатором для наземных установок

Унифицированная система управления силового привода

Типовая система управления:

• электронный цифровой регулятор ЭЦР
• дозатор жидкого топлива ДТО и два дозатора газообразного топлива ДУС, приводимых шаговыми двигателями через блоки управления КДЦ по сигналам от ЭЦР
• два электроприводных шестеренных насоса подачи жидкого топлива ЭНТ (основные режимы управления, кроме запуска) и ЭНТЗ (режим запуска)
• клапаны стравливания воздуха КСВ
• отсечной газовый клапан ОГК
• распределитель жидкого топлива РТ

Предприятием разработаны и серийно производятся электронные блоки нескольких типов:

• электронные регуляторы систем управления газотурбинным приводом ЭЦР
• электронные блоки управления исполнительными механизмами с шаговыми двигателями КДЦ

В настоящее время запущен в серийное производство новый цифровой блок управления шаговым двигателем КДЦ, обеспечивающий существенное улучшение характеристик управления. Этот блок может работать в составе целой гаммы дозаторов газообразного и жидкого топлива.

Дозаторы жидкого и газообразного топлив обеспечивают его подачу в камеру сгорания привода в соответствии с командами ЭЦР через блок управления КДЦ. Выпускаемый ряд дозаторов позволяет охватить практически весь диапазон мощностей силовых приводов, выпускаемых предприятиями СНГ. Выпускается дозатор ДГС, обеспечивающий необходимый расход газа при перепаде на дозирующей игле 2 бар. Дозаторы жидкого топлива комплектуются распределителями, обеспечивающими распределение топлива по коллекторам камеры сгорания.

Использование приводов с электронной системой управления позволяет повысить качество управления, экономичность, снизить затраты на техническое обслуживание, обеспечить необходимый уровень объема телеметрической информации и самодиагностики. Кроме того, благодаря повышенной точности поддержания режимов работы привода обеспечивается выполнение жестких международных экологических требований.

Использование дозаторов с электронным управлением увеличивает в несколько раз ресурс привода. Совместно с МПО им. Румянцева проводится обучение персонала предприятий, эксплуатирующих силовые приводы.

Высоконапорные насосы для подачи жидкого топлива Уникальный опыт накоплен предприятием в разработке высоконапорных насосов для подачи жидкого топлива. В зависимости от потребных расходов и создаваемого напора могут использоваться различные типы насосов: центробежные, шестеренные. Они отличаются высокой экономичностью, надежностью и ресурсом благодаря использованию целого ряда новых конструктивных и технологических решений. Для обеспечения автономного запуска силового привода выпускаются насосы с приводом от электродвигателя промышленного назначения. При использовании шестеренных насосов для масляных систем их ресурс возрастает до 20 тысяч часов. Агрегаты для различных задач управления Для выполнения различных задач управления производится гамма различных агрегатов - датчиков, исполнительных механизмов и агрегатов управления. В конструкции агрегатов, обеспечивающих управление механизацией компрессора по прямым газовым параметрам силового привода, используются элементы струйной техники. Это решение позволяет исключить преобразование вида сигнала и обеспечить высокую надежность работы агрегатов в тяжелых условиях эксплуатации на двигателе. Применение струйной техники уменьшает количество используемого на приводе масла за счет применения так называемого "сухого" привода. Выпускаются клапаны различного проходного сечения для использования в качестве клапанов останова, сбросных и продувочных. Клапаны могут управляться от электрических сигналов ЭЦР (САУ ТП) и механических сигналов привода.

Шестеренный насос Блок струйных узлов