Программно-аппаратный модуль AFM ПТС Series-4 - Автоматизация газоперекачивающего агрегата дожимной компрессорной станции "Газпром добыча Уренгой"
Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Автоматизация газоперекачивающего агрегата дожимной компрессорной станции "Газпром добыча Уренгой"

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Программно-аппаратный модуль AFM ПТС Series-4

AFM - программно-аппаратный модуль, предназначен для выполнения различных функций, связанных с управлением агрегата.

Модуль АFM может содержать в себе два вида программного обеспечения: операционную систему управления прикладными программами и аппаратными средствами (FTOS 2 - Fault Tolerant Operating System), предназначенную для обработки входных и выходных сигналов объекта управления, самодиагностики AFM, включая обнаружение программных и аппаратных отказов, обмена информацией по последовательному каналу связи с пультом оператора ГПА - OIS (Series 4 Protocol); организации обмена по последовательному каналу связи с локальными системами автоматизации или средствами представления информации других фирм-изготовителей; обеспечения работы с отладочным средством (Series 4 Protocol); внутреннего обмена управляющих модулей (IOM) с расширителями ввода-вывода (EIOM), входящими в состав комплекса (I/O Bus); прикладное программное обеспечение для выполнения следующих функции управления, а именно: регулирования или ограничения основных параметров ГПА; управления расходом топлива; антипомпажного регулирования; распределения нагрузки между агрегатами; автоматического безударного ввода (вывода) ГПА в магистраль (из магистрали); логического управления и защиты ГПА и так далее.

Каждый из модулей AFM ориентирован на выполнение конкретных задач и может содержать до трех прикладных функций управления. АFM базируется на трех типах аппаратных модулей: IOM, EIOM, MPM.

Input/Output Module (IOM) - универсальный управляющий модуль, в котором устанавливается и выполняется программное обеспечение. IOM выполняют соответствующие алгоритмы управления, принимают и выдают (через «Дочерние платы» ввода-вывода - DC) входные и выходные сигналы и обмениваются информацией с системами управления более высокого уровня. Так же могут поддерживать несколько различных комплектов программного обеспечения, которые должны быть логически связаны друг с другом. В зависимости от установленного программного обеспечения модуль выполняет функции GTCC или GTLC.

К транспьютеру - сборщику нормализованных сигналов от датчиков, подключаются (рисунок 3.8):

- FLASH память объемом до 1 Мб 32-х разрядных слов;

- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) объемом до 128 Кб 32-х разрядных слов.

Центральным контроллером модуля является 32-х разрядный транспьютер Т805А фирмы Inmos, а контроллером ввода-вывода БИС фирмы Motorola-МС68332. Системная программа пользователя выполняется под руководством транспьютера. БИС формирует четыре последовательных канала, приемники-передатчики, которых не имеют гальванического разделения. К одному из портов (CPI) подключается ПЭВМ при отладке программы.

Кроме того, транспьютер управляет двумя последовательными каналами (PortA и PortB), которые имеют гальваническое разделение. Последовательные каналы PortA и PortB (интерфейс RS 422/RS 485) предназначены для связи с удаленными техническими средствами, в частности, с MOIS. К контроллеру ввода-вывода подключается: системный банк памяти (FLASH память объемом 512 Кб 16-ти разрядных слов); прикладной банк памяти (FLASH память объемом 512 Кб 16-ти разрядных слов); статическое ОЗУ объемом 128 Кб 16-ти разрядных слов. Контроллер ввода-вывода управляет работой последовательного канала RS 485 (Rx, Tx 332), к которому подключаются последовательные каналы модулей расширения ввода-вывода EIOM. Связь с входными и выходными сигналами осуществляется через «Дочерние платы» (DC). Одна или две «Дочерние платы» устанавливаются непосредственно на модуль IOM и тем самым определяют количество и типы сигналов, принимаемых модулем. DC управляются контроллером ввода-вывода.

Extended Input/Output Module (EIOM) - модуль расширения ввода-вывода. Для увеличения общего количества сигналов ввода-вывода имеется возможность подключения к модулям IOM по последовательной связи до восьми модулей EIOM. Связь с входными сигналами осуществляется модулем EIOM через такие же «Дочерние платы» (рисунок 3.9), как и IOM.

В качестве контроллера ввода-вывода используется интегральные микросхемы фирмы Motorola - МС 68332, к которым подключены:

- системная FLASH память объемом до 512 Кб 16-ти разрядных слов; прикладная FLASH память объемом до 512 Кб 16-ти разрядных слов;

- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) объемом 32 Кб 16-ти разрядных слов; статическое ОЗУ объемом 128 Кб 16-ти разрядных слов;

- узел управления двумя дочерними платами, через который осуществляется прием и выдача входных-выходных сигналов, поступающих с дочерних плат.

Последовательный канал RS485 (Тх, Rх-332) МС 68332 через приемопередатчики используется для организации связи с контроллерными модулями GTLC, GTCC. По этому каналу передается (принимается) информация, поступающая от объекта управления через дочерние платы.

Помимо увеличения количества входов/выходов, EIOM выполняет первичную обработку входных - выходных сигналов (фильтрацию, калибровку, линеаризацию, контроль пороговых значений и так далее).

Main Processor Module (MPM) - модуль коммуникационный (рисунок 3.10), предназначен для межпроцессорного обмена (Machine Communinication Control (MCC)).

Коммуникационный модуль обеспечивает: обмен информацией между модулями IOM, а именно GTCC и GTLC; связь САУ и Р с вышестоящим уровнем управления.

Центральным контроллером модуля является 32-х разрядный транспьютер Т805А фирмы Inmos. К транспьютеру подключаются:

- FLASH память объемом 256 Кб, 32-х разрядных слов;

- большая интегральная схема (БИС) транспьютера формирует четыре последовательных канала, приемники-передатчики которых не имеют гальванического разделения.

К первому и второму каналу транспьютера подключаются модули МРМ для обмена информацией между собой (в случае использования нескольких модулей МPМ в одном устройстве). Третий канал транспьютера выдает (принимает) информацию на (от) передатчик (приемников) девяти последовательных каналов. Для выбора номера канала предназначен регистр адреса и дешифратор, с помощью которых формируется сигнал, поступающий на приемник - передатчик одного из девяти каналов. Четвертый канал транспьютера используется для подключения ПЭВМ при отладке программы. Кроме этого в состав модуля МPМ включены схемы, формирующие четыре последовательных канала, которые имеют гальваническое разделение. При этом в качестве элемента гальванической развязки в каналах А и В используется - трансформатор (с частотой обмена до 10 МГц), в каналах Port A, Port B (с частотой обмена до 38,4 Кбод) - оптопара.

Электропитание модуля EIOM осуществляется от 2-х сетей 24 В, которые поступают на стабилизатор напряжения. На выходе стабилизатора формируется напряжение 5 В.

Блок экстренного аварийного останова (БЭАО) предназначен для реализации экстренного аварийного останова ГПА при полном отказе средств автоматики (одновременный отказ источников первичного электропитания) и управляется оператором от кнопки ЭАО, размещенной на пульте управления, либо автоматически. Алгоритм экстренного аварийного останова заключается во включении пусковых маслонасосов, перестановке топливных клапанов и основных агрегатных кранов в состояние, соответствующее аварийному останову.

Gas Turbine Сompressor Control (GTCC) - программно-аппаратный модуль регулирования агрегата (рисунок 3.11), в зависимости от загруженного пакета прикладных программ может выполнять до трех специализированных приложений (функциональных модулей).

Для каждого приложения устанавливается отдельный комплект программного обеспечения, например:

- модуль управление расходом топлива (GT);

- модуль антипомпажного регулирования (AS);

- модуль распределение нагрузки между ГПА (PC).

Стандартные программы регулирования позволяют сконфигурировать модуль на любое частное применение. На него возложены функции автоматического регулирования ГПА.

Модуль решает различные задачи регулирования ГПА, в том числе, например: управление (по различным критериям) расходом топлива через двигатель; антипомпажное регулирование и защита нагнетателя; регулирование процесса; управление устройствами механизации двигателя.

Для выполнения указанных функций модуль GTСC включает в себя три функциональных программных модуля.

Gas Turbine Logic Control (GTLC) - программно-аппаратный модуль логического управления - предназначен для выполнения задач логического управления ГПА и его вспомогательными механизмами и устройствами.

В состав модуля GTLC входят один центральный модуль (рисунок 3.13) IOM (на котором имеется две дочерние платы) и до восьми модулей расширителя EIOM (две дочерние платы на каждом, обеспечивающие необходимое количество входов/выходов.

В модуль IOM загружаются программы, составленные на языке релейной логики, выполняющие конкретные функции по управлению ГПА.

Стандартными функциями модуля являются: выполнение последовательностей по пуску и останову агрегата; обеспечение аварийной защиты и сигнализации; осуществление контроля работы системы, а также координация функций, выполняемых другими модулями. Функции автоматического управления выполняет программно-аппаратный модуль логического управления GTLC. Логическая программа разбита на две функциональные группы, включающие анализ различных условий работы ГПА и исполнение управляющих команд в соответствии с заданным алгоритмом.

Перечень сигналов участвующих в обмене (см. рисунок 3.13) приведен в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Перечень каналов связи GTLC-GTCC

№ сигнала

Сигнал

№ сигнала

Сигнал

1

Давление на всасывании нагнетателя

20

Дистанционное задание частоты вращения СТ

2

Давление в нагнетании нагнетателя

21

Статус функционального модуля GT

3

Температура на всасывании нагнетателя

22

Передача сигналов по частоте вращения СТ, ТВД, ТНД

4

Температура в нагнетании нагнетателя

23

Передача сигналов по температуре продуктов сгорания

5

Перепад давления на конфузоре нагнетателя

24

Передача сигналов по давлению за осевым компрессором

6

Положение АПК

25

Передача сигналов по положению топливного клапана

7

Управление АПК

26

Сигналы по управлению модулями AS, GT, PC в режимах автоматического пуска, НО и АО

8

Частота вращения СТ

27

Аналоговые и дискретные датчики ГПА, используемые в алгоритмах управления

9

Частота вращения ТВД

28

Дискретные датчики положения кранов и ИМ ГПА

10

Частота вращения ТНД

29

Управление вспомогательными ИМ ГПА

11

Температура продуктов сгорания

30

Управление стопорным клапаном

12

Давление воздуха за осевым компрессором

31

Управление крановой обвязкой ГПА

13

Температура наружного воздуха

32

Команда оператора на экстренный аварийный останов, сигналы неисправности модулей GTCC и GTLC

14

Положение топливного регулирующего клапана

33

Передача сигналов по давлению и температуре во всасывании и нагнетании нагнетателя

15

Резервный канал

34

Передача сигналов по положению АПК

16

Управление регулирующим клапаном

35

Статус функционального модуля AS

17

Передача сигнала по частоте вращения СТ

36

Упреждающие сигналы, устраняющие взаимовлияние связанных контуров регулирования AS и PC

18

Помпаж

37

Статус функционального модуля PC

19

Сигнал аварийного останова

38

Расстояние между рабочей точкой нагнетателя и линией настройки антипомпажного регулятора

 
Перейти к загрузке файла
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>