Интегрированная распределенная система управления ЭЭС
Разработка систем управления корабельными ЭЭС и техническими средствами (ТС) нового поколения должна опираться:
- на новую элементную базу (компьютеры, микроконтроллеры, оптоизолированные твердотельные реле, гальваноразвязанные измерительные преобразователи, современные силовые полупроводниковые структуры, светодиодные, жидкокристаллические и люминесцентные индикаторы и дисплеи);
- на соответствующие алгоритмы и методы обработки и представления информации, включая измерения параметров, оценку состояний аппаратуры и диагностику систем;
- на новые достижения в области структурных построений микропроцессорных систем с учетом интеграции и локализации функциональных узлов и подсистем, а также межмодульных связей (интерфейсов обмена данными).
Основными функциями корабельной или судовой системы управления электроэнергетикой являются:
1. Управление элементами ЭЭС и ТС в автоматическом режиме для обеспечения системных требований к качеству электроэнергии потребителей в нормальных и аварийных режимах работы ЭЭС.
2. Обеспечение возможности перехода с автоматического на автоматизированное или ручное управление по инициативе оператора в критических и аварийных ситуациях.
3. Обеспечение постоянного мониторинга состояний оборудования и процессов на постах контроля и пультах управления с отображением текущей информации и сохранением «истории» для последующего анализа аварий и диагностики.
При выполнении последней функции необходимо уметь:
- постоянно отслеживать состояние оборудования с целью определения готовности к выполнению команд;
- отслеживать выполнение каждой команды с контролем времени исполнения и оценки последствий с целью диагностирования аппаратуры, связей, программного обеспечения, а также выявления возможных сбоев и видов неисправностей;
- выводить обобщенные (при нормальном функционировании) и/или конкретизированные сообщения и рекомендации оператору – в предаварийных и аварийных ситуациях, а также в процессе устранения неисправностей.
С учетом изложенного структура системы управления ЭЭС должна быть интегрированной распределенной с иерархической организацией, вариант которой приведен на рис. 35.
Узлы и функциональные устройства должны быть реализованы как самодостаточные автономные отказоустойчивые элементы системы, размещаемые по функциональному признаку с учетом оптимизации длины и помехозащищенности межмодульных связей.
Каждый автономный узел системы должен снабжаться коммуникационным модулем для связи с остальными (подчиненными, партнерами и старшими) элементами системы.
Физическое размещение аппаратуры в различных помещениях, щитах и пультах требует обеспечения надежной коммуникационной связью. В качестве вариантов для различных уровней могут быть рассмотрены интерфейсы: RS-232, RS-422/485, Ethernet, Manchester, CAN (сравнительный анализ приводится в разделе “Последовательные интерфейсы”).
Рассмотрим функции и алгоритмы работы конкретных элементов системы.
Контроллер генераторного агрегата (КГА) – должен решать задачи управления данным генераторным агрегатом (ГА), включая мониторинг режимных параметров и состояний подчиненной аппаратуры: САРН, САРЧ(М), функциональные защитные устройства (ФЗУ), систему подготовки и пуска приводного двигателя (дизеля, турбины и т. д.). Данные мониторинга передаются в системы верхнего уровня (ДАУ, ЦПУ) и на местный пульт управления.
Алгоритм работы КГА (укрупненные этапы рис.36)
1. Оценка готовности к пуску и ожидание команды.
2. Пуск агрегата с проверкой готовности к приему нагрузки.
3. Ожидание команды к включению на шины ГРЩ.
4. Включение на шины ГРЩ по алгоритмам одиночной или параллельной работы.
5. Прием (перераспределение) нагрузки.
6. Оценка режима работы с определением вероятности или факта перегрузки (недогрузки).
7.Выход на режим включения резерва мощности (или отключения второстепенных потребителей).
Системный контроллер станции (СКС) – должен решать задачи управления станцией через подчиненные КГА данной электростанции с учетом возможностей параллельной работы генераторов. СКК принимает данные о работе подчиненных контроллеров, обрабатывает их и передает в ЦПУ и систему архивации.
Алгоритм работы СКС (укрупненные этапы рис. 37)
1. Оценка состояний КГА, входящих в состав электростанции.
2. Выявление дефицита или переизбытка мощности с определением возможности обеспечения параллельной работы или отключения второстепенных потребителей.
3. Переход на новый режим работы (включение резерва или отключение потребителей).
4. Обеспечение перераспределения мощности и/или перевод нагрузки на другой ГА.
Общесистемный контроллер (ОСК) – решает задачи управления на уровне межстанционных взаимодействий и связей через подчиненные контроллеры, а также занимается сбором, архивацией и общесистемным анализом данных по обеспечению качества электроэнергии.
Так как объем данного учебного пособия весьма ограничен, рассмотрим структуру только одного, но одного из основных узлов системы – контроллера генераторного агрегата.
Дата добавления: 2016-10-17; просмотров: 734;