|
Koncepce ASŘTP pro klasickou a jadernou energetiku
Společnost ZAT, a. s., zajišťuje komplexní dodávky automatizovaných systémů řízení technologických procesů (ASŘTP) s využitím jak automatizačních prostředků vlastní výroby, tak prostředků od jiných renomovaných výrobců. V maximální míře se přitom řídí potřebami zákazníků. Všechny požadavky vznesené zákazníky dlouhodobě shromažďuje a využívá je pro další zdokonalování nabízených systémů. Soustřeďuje se především na odvětví s velkými nároky na spolehlivost řídicí techniky a na individuální řešení, typické zejména v klasické a jaderné energetice.
V obou uvedených oblastech energetiky působí společnost ZAT přes čtyřicet let, během nichž realizovala stovky projektů ve více než 30 zemích. Své bohaté zkušenosti v poslední době využila např. při realizaci projektu Obnova SKŘ Jaderné elektrárny Dukovany 4 × 440 MW (ČR) a při dodávkách řídicích systémů do Jaderné elektrárny Bohunice 2 × 440 MW (SR), elektrárny Felton 2 × 250 MW (Kuba) a elektrárny Shen Tou 4 × 500 MW (Čína).
V článku je stručně představena koncepce ASŘTP pro energetiku prosazovaná společností ZAT.
Současné požadavky na ASŘTP v elektroenergetice
V současné době je v oblasti elektroenergetiky kladen velký důraz na řešení dodávek řídicích systémů s použitím uceleného komplexu technických prostředků založených na nejmodernější technice, otevřených a s velkou spolehlivostí.
V ASŘTP pro klasickou a jadernou energetiku lze obecně rozlišit úrovně technologických zařízení, technologického procesu, operátorskou a administrativní, přičemž jednotlivé úrovně jsou propojeny různými linkami pro přenos dat.
Úroveň technologických zařízení
Na úrovni technologických zařízení se pracuje s provozními přístroji, tj. snímači a akčními členy (včetně elektrických pohonů), jejichž prostřednictvím se získávají údaje o chování řízených zařízení, popř. se provádějí řídicí zásahy.
Provozní přístroje
V současné době se všeobecně dává přednost inteligentním provozním přístrojům s digitálním přenosem technologických dat. V této oblasti již existuje několik evropských dodavatelů, kteří dodávají prvky komunikující především prostřednictvím sběrnice Profibus s perspektivou přechodu na systém Profinet. Jsou však i dodavatelé podporující protokoly Modbus či DeviceNet. Všechny tyto i další protokoly jsou podporovány i v prostředcích a systémech od společnosti ZAT.
Rozváděče pro pohony
Nyní jsou používány inteligentní prvky (systémy) pro ochranu a řízení motorů, které jsou jednoduše integrovány do vývodu nn pro motor. Jádrem systému je mikroprocesor, který realizuje všechny funkce ochrany, blokování a řízení, včetně předávání provozních i diagnostických údajů prostřednictvím komunikačního protokolu. Hlavní výhodou je minimalizace nutné kabeláže a úspora modulů I/O zajišťujících vazbu na řídicí systém. Důležitou výhodou je také možnost lokálního ovládání a jednoduché změny funkce pouhou úpravou softwaru, bez nutnosti „předrátování“.
Úroveň technologického procesu
Na úrovni technologického procesu se nacházejí programovatelné řídicí stanice v centralizovaném (PLC) nebo decentralizovaném provedení (DCS). Na této úrovni se zajišťuje sekvenční řízení, spojité regulace i ochranné funkce (ochranný systém).
Obr. 1. Skříně řídicího systému značky ZAT
Ačkoliv se občas objevují pochybnosti o oprávněnosti distribuovaných řídicích systémů, je nutné konstatovat, že právě tyto jsou nyní nejmodernější a nejperspektivnější technikou – vezme-li se v úvahu provedení, pracnost a cena. Je to směr, který je v současnosti v průmyslové automatizaci právem považován za přednostní a bude se v technologických celcích běžného rozsahu v energetice prosazovat i nadále. Je třeba podotknout, že i výrobci provozních přístrojů jdou tomuto trendu vstříc.
Hardware DCS – moduly I/O
Mezi nesporné přednosti současných DCS patří možnost vyměňovat moduly za chodu systému a integrovaná vnitřní diagnostika na úrovni modulů I/O přístupná místně i na dálku. Současně se v počítačích realizují nad stranou I/O diagnostické algoritmy, které předávají data do centrálního diagnostického programu systému a dále na operátorská rozhraní (archivace, zobrazení).
Skříně s DCS
Skříně obsahující DCS jsou provedeny jako decentralizované rozváděče umístěné v klimaticky odolných prostorech v blízkosti technologického zařízení a v elektrorozvodnách (obr. 1). Decentralizovaný řídicí systém zpracovává I/O signály z provozních přístrojů a rozváděčů pro pohony a komunikuje po provozních komunikačních sběrnicích (Profibus-PA, Profibus-DP, Modbus atd.). S nadřazeným řídicím systémem komunikuje DCS po vysokorychlostním deterministickém průmyslovém Ethernetu.
Software
Základním nástrojem pro programování řídicího systému je u společnosti ZAT integrované prostředí, jež je založeno na jednotné databázi obsahující všechny relevantní údaje o každé jednotlivé proměnné. Jednotná databáze je hlavním zdrojem dat pro tvorbu aplikačních programů na všech úrovních řídicího systému. Pro tvorbu aplikačních programů je standardním nástrojem funkce monitorování chodu algoritmů programu (předání informace o tom, v jakém kroku se nachází technologické zařízení). Zároveň existují bloky samonastavujících se regulátorů, které pracují v propojených regulačních smyčkách, včetně možnosti modelování funkcí.
Bezpečnostní systém
Bezpečnostní systém je nedílnou součástí ASŘTP pro energetiku, včetně požadavku na jeho certifikaci v kategoriích úrovně celkové bezpečnosti (SIL) podle ČSN IEC 61508. Systém je dvou- nebo tříkanálový a je provozován nezávisle na hlavním řídicím systému, s nímž komunikuje zabezpečenou komunikační linkou (simplexní protokol). Pro aplikační program bezpečnostního systému jsou vyvinuty speciální zabezpečené funkční bloky.
Operátorská úroveň
Operátorskou úroveň ASŘTP tvoří zařízení umístěná v prostorách dozoren, která jsou určena k ovládání vlastního technologického zařízení a představují rozhraní člověk – stroj (HMI). Ukázka možného uspořádání takové dozorny je na obr. 2.
Obr. 2. Pohled na operátorská pracoviště blokové dozorny jaderné elektrárny
Současným trendem v této oblasti je kombinovaná skladba ovládacích pracovišť sestavovaných z plně grafických terminálů s dotykovými displeji přizpůsobenými k činnosti v průmyslovém provozním prostředí. Tyto terminály jsou dostatečně rychlé a umožňují zadávat ovládací povely pouhou rukou, a to až několikanásobně rychleji než při použití monitorů a polohovacích zařízení.
Jako subsystém pro oblast HMI je společností ZAT využit velmi výkonný Industrial Application server (IAS), zajišťující různé služby potřebné v prostředí průmyslové automatizace. K nejvýznamnějším z nich patří robustní komunikace, sběr dat z různých zdrojů, centralizované generování výstražných hlášení, centralizované ukládání historických dat, správní a diagnostické služby pro celý systém v rámci jednotného adresního prostoru a jednotné zabezpečení. Spolu s IAS je pro dlouhodobé uchovávání dat použit Industrial SQL server.
Administrativní úroveň
Do administrativní úrovně patří zařízení (výpočetní technika) rozmístěná v provozních budovách a kancelářích podniku. Do této administrativní sítě jsou přes páteřní směrovače s firewally a datové brány, zařazené s cílem omezit počet přístupů zvnějšku, předávána vybraná technologická data pro další zpracování (ekonomické výpočty, analýzy atd.). Pro účely archivace dat je součástí administrativní úrovně i výkonný datový sklad (SQL server).
Přenosy dat
Nedílnou součástí ASŘTP jsou komunikační linky navzájem propojující jednotlivé úrovně systému. Komunikace je pro zachování spolehlivosti a bezpečnosti deterministická. Dlouhou dobu kladená otázka týkající se použitelnosti Ethernetu pro přenosy dat v průmyslu je v současné době již jednoznačně zodpovězena. Ethernet v mnoha oblastech vytlačuje ostatní typy sériových komunikačních sběrnic a stává se všeobecně akceptovaným standardem. Důkazem jsou přední světové firmy, které mají ve své nabídce mnoho produktů využívajících přenos dat po Ethernetu. Ke komunikaci s provozními přístroji, moduly I/O a měniči se převážně používají sběrnice Profibus či Profinet.
Inženýrské služby
Součástí dodávek realizovaných společností ZAT je komplexní inženýrink, který zahrnuje zejména řízení a koordinaci dodávek prací i materiálu a projektové zpracování požadavků zákazníků i veškeré související služby. Podle rozsahu dodávky společnost ZAT nabízí kompletní škálu služeb, jako jsou např. konzultace, zpracování úvodního a prováděcího projektu, kompletace a výroba, instalace na stavbě, školení a poprodejní servis. Tyto služby jsou zajištěny na principech týmové práce, která je zárukou maximální zodpovědnosti dodavatele a jeho individuálního přístupu k zákazníkům.
(ZAT a. s.)
ZAT a. s.
K Podlesí 541
261 80 Příbram VI
tel.: 318 652 111
fax: 318 627 471
e-mail: zat@zat.cz
http://www.zat.cz
|