Қазіргі заманғы электр станцияларындағы орталықтандырылмаған DCS жүйесінің жасырын тәуекелдері
Көптеген отандық жылу қондырғылары тәуелсіз DCS басқару циклдарына сүйенеді. Өріс деректері бойынша, желідегі ақаулардың 68%-ы бірлік жүктемесінің сәйкес келмеуінен туындайды. Бірлікке арналған DCS бу қазандары мен бу турбиналары арасындағы байланысты ескермейді. Сондықтан, оқшауланған түйіндер орташа есеппен 2,3 секунд жүктеме жауап беру кешігуін тудырады. Жиі болатын бастапқы жиілік модуляциясының сәтсіздіктері аймақтық желілерді бұзады. PID параметрлерінің сәйкес келмеуі қосалқы жабдықтың тозуын арттырады. Көптеген іске қосу инженерлері әлі де жеке бірліктердің DCS логикасын жөндеумен айналысады.
Бірлік ынтымақтастығын бөгейтін үш негізгі кедергі
32 орнатылған DCS жобасынан үш негізгі кедергіні анықтадық. Біріншіден, әртүрлі хаттамалар бірлікаралық нақты уақыттағы деректер синхрондауын бөгейді. Екіншіден, тұрақты PID параметрлері динамикалық желі жүктемелеріне бейімделмейді. Үшіншіден, бірыңғай дабыл байланысының болмауы каскадтық ақауларға әкеледі. Мысалы, ескі ABB Symphony DCS жүйесінде бірлікаралық жоспарлау жоқ. Отандық Huawei Smart DCS ескі PLC шкафтарымен үйлесімділігі төмен.
Ынтымақтастықты басқару үшін иерархиялық DCS архитектурасы
Дәстүрлі модельдерден өзгеше үш қабатты архитектураны жобаладық. Жоғарғы қабатқа арнайы желі диспетчерлік сервері қосылды. Ол провинциялық желі орталықтарынан нақты уақыттағы жүктеме командаларын тікелей қабылдайды. Ортаңғы қабат өріс құрылғыларын стандартталған OPC UA туннелі арқылы біріктіреді. Ол DCS, қазан PLC-лері және TSI діріл мониторларын қосады. Төменгі қабатта тұрақты параметрлердің орнына өзін-өзі бейімдейтін PID логикасы қолданылады. Нәтижесінде, бірлікаралық деректерді беру кешігуі 0,4 секундтан төмендеді.
Сандық межелі кезеңдері бар қайта қаралған DCS іске қосу процесі
Ескі жеке жөндеу ағындарын тастап кеттік. 1-кезең: I/O нүктелерін ±0,5% толық шкала қатесімен калибрлеу. 2-кезең: негізгі жылу жабдықтары үшін жабық циклді жеке циклді жөндеу. 3-кезең: төрт типтік жүктеме жағдайында бірлікаралық бірлескен жөндеу. 4-кезең: орнында 96 сағат үздіксіз байланыс төзімділік тесті. Барлық қадамдар IEC 61508 функционалдық қауіпсіздік SIL2 стандартына сәйкес.
Оптимизацияға дейін және кейінгі салыстырмалы сынақ деректері
Нақты нәтижелерді тексеру үшін бірдей жұмыс жағдайларын сынадық. Жүктеме жауап беру кешігуі 2,3 секундтан 0,38 секундқа дейін төмендеді (83,5% қысқару). Бастапқы жиілік модуляциясының өту көрсеткіші 81,2%-дан 99,6%-ға дейін өсті (18,4% артты). Күнделікті жүйелік дабылдар саны 47-ден 6-ға дейін азайды (87,2% қысқару). Көпбірлік баптау тұрақты өнімділік өсімін қамтамасыз етеді.
Өріс жағдайы 1: 2×330МВт көмір жағатын электр станциясын қайта жабдықтау
Ескі Siemens DCS жүйесінде бірлікаралық жүктеме ауытқуы айтарлықтай болды. Желіні реттеу кезінде максималды ауытқу 18МВт жетті. Біз DCS жүйесінде бірлескен жүктеме бөлу логикасын қайта жаздық. Толық іске қосудан кейін жүктеме ауытқуы 3МВт шегінде қалды. Қосалқы жабдықтың дірілі алты айда 41% төмендеді. Жылдық жоспарланбаған тоқтау уақыты 87 сағаттан 22 сағатқа дейін қысқарды.
Өріс жағдайы 2: 4×1000МВт ультра-суперкритикалық жаңа станция
Төрт бірлік синхронды желі бірлескен басқаруды қажет етті. Бастапқы жобада бірыңғай көпбірлік жоспарлау модулі болмады. Біз бүкіл DCS желісіне орталықтандырылған жоспарлау түйінін қостық. Барлық төрт бірлік 0,5 секунд ішінде синхронды жүктеме реттеуіне қол жеткізді. Станция 96 сағаттық байланыс төзімділік тестінен дабылсыз өтті. Пикті қысқарту кезеңдерінде оператордың араласу жиілігі 73% төмендеді.
Маман пікірлері және электр станцияларын автоматтандырудың болашағы
15 жылдық DCS және қуатты қорғау тәжірибесіне сүйене отырып, көп командалар әлі де жеке бірлік жөндеуге назар аударады. Желіні басқарушылар 2026 жылға қарай қатаң байланыс стандарттарын енгізеді. Тұрақты параметрлі DCS жүйелері біртіндеп жойылады. Болашақ станциялар DCS, PLC және шеткі есептеуді біріктіреді. Инженерлер бір циклді баптаудан гөрі жүйелер арасындағы ынтымақтастықты меңгеруі тиіс. Стандартталған ынтымақтастық DCS үлгілері орындағы жөндеу уақытын 30% қысқартуы мүмкін.
Орындаушыларға арналған практикалық ұсыныстар
DCS конфигурациясының басында бірыңғай деректер интерфейстерін резервтеңіз. Әрбір бірлікке жеке басқару логикасын қолданбаңыз. Барлық жеке циклдік тесттер аяқталғаннан кейін бірлескен жөндеуді орындаңыз. DCS логикасын жаңа желі диспетчерлік ережелеріне сәйкес үнемі жаңартыңыз. Бұл шешім көмір жағатын, газ жағатын және біріктірілген циклді электр станцияларына жарамды.
Автор: Сун Минъюань, PLC, DCS және халықаралық өнеркәсіптік басқару брендтері бойынша петрхимиялық қосымшаларға маманданған автоматтандыру инженері.
