Совершенствование системы автоматического управления подогревателем газа

В.Е. Пальгов, начальник отдела автоматизации и программного обеспечения

А.Н. Буянов, инженер-программист

Важными требованиями современного рынка автоматизированных систем являются снижение сложности инсталляции создаваемого продукта и оптимизация его интерфейса, обеспечивающего взаимодействие с пользователем и входящими в систему устройствами. Развитие систем локальной автоматики на заводе «Газпроммаш» преследует цель создания устройств, сочетающих в себе простоту и удобство в эксплуатации, обеспечивающих минимум временных и материальных затрат на проектную привязку и монтажные работы, а также создающих возможность представления наиболее полной информации о состоянии объекта автоматизации и обеспечения его безопасности.

Продолжая работу по совершенствованию характеристик блока управления подогревателем газа с промежуточным теплоносителем, специалисты завода работают в направлениях повышения надежности, безопасности, улучшения эксплуатационных характеристик, информа- ционного и сервисного обеспечения.

В целях повышения безопасности, максимально развиваются возможности аппаратных и программных средств диагностики состояния подогревателя газа и его отдельных узлов, создавая условия для предотвращения аварийных ситуаций и прогнозирования возможного износа оборудования.

Повышению эксплуатационных характеристик способствует применение в составе блока современных комплектующих изделий с высокими показателями надежности, помехозащищенности и хорошими климатическими характеристиками.

Результатом совместной работы конструкторов-теплотехников, инженеров-конструкторов систем автоматики и разработчиков программного обеспечения стал новый блок управления подогре- вателем газа БУПГ-24-5-У2. Он создавался специально для подогре- вателя нового поколения ГПМ-ПТПГ-30К с двумя независимыми горелками.

Для повышения информативности и удобства управления непосредственно на подогревателе газа, в составе нового блока управления применены четырехстрочный вакуумный флуоресцентный индикатор и 16-ти кнопочная клавиатура. Теперь все операции по настройке, регулировке и заданию технологических уставок можно производить с панели блока БУПГ-24-5-У2, размещаемого на подогревателе газа, а не в удаленном помещении КИПиА. Такое техническое решение дало возможность организации удобного и функционального интерфей- са управления подогревателем непосредственно с блока управления.

Благодаря этому подогреватель, снабженный блоком БУПГ-24-5-У2, будет полностью функционален, как в проектах газовых объектов объединенных единой САУ, так и в проектах, не предусматривающих полномасштабной системы автоматизации всего объекта. В сравнении с предыдущей моделью блока БУПГ-24-3-У2, это особенно удобно при модернизации действующих газораспределительных станций, не имеющих современной системы автоматического управления.

Теперь, непосредственно на блоке управления реализуются следующие функции, ранее доступные только с верхнего уровня автоматизации:

• вывод подробной информации о текущем режиме работы подогревателя;
• вывод информации о текущей температуре теплоносителя, температуре продукта на входе и выходе из подогревателя;
• гибкая настройка параметров алгоритма автоматического регулирования температуры (доступ ограничен паролем);
• изменение логики срабатывания аварийных дискретных датчиков (доступ ограничен паролем);
• в случае перехода подогревателя в режим «Авария»: вывод информации о причине аварии, о времени суток на момент аварии, о режиме, предшествовавшем переходу в аварийный режим.

За счет использования новых интерфейсных возможностей, упро- стилось проведение теста исполнительных устройств непосредственно на подогревателе газа. В целях безопасности, доступ персонала к тестовым режимам и изменению параметров ограничен с помощью пароля.

Также непосредственно с блока управления можно произвести настройку параметров сетевого интерфейса. Эта возможность позволяет в любой момент настроить блок на подключение к сети верхнего уровня автоматизации без использования дополнительных средств программирования.

Еще одним достоинством нового блока является построение распределенной системы управления подогревателем. При этом сильноточные цепи управления и многовходовые устройства ввода дискретных сигналов располагаются в непосредственной близости от источников и приемников, а сигналы управления от центрального контроллера поступают по двухпроводному интерфейсу. Это особенно актуально для нового подогревателя ГПМ-ПТПГ-30К, насчитывающего 10 управляемых клапанов.

Локальная сеть подогревателя газа состоит из следующих узлов: блок БУПГ-24-5-У2, внешний модуль дискретного ввода, два внешних модуля дискретного вывода и три интеллектуальных датчика температуры. Все они объединены интерфейсом RS-485. Блок БУПГ-24-5-У2, в режиме ведущего, управляет работой сети. Внешний модуль дискрет- ного ввода по команде блока БУПГ-24-5-У2 опрашивает дискретные датчики подогревателя и передаёт в блок информацию об их состоянии. Внешние модули дискретного вывода принимают от блока БУПГ- 24-5-У2 команды на управление исполнительными устройствами подогревателя. Датчики температуры с интеллектуальным выходом по команде блока БУПГ-24-5-У2 передают текущее значение измеряемой температуры нагреваемого продукта на входе и выходе подогревателя и температуру промежуточного теплоносителя.

ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСЕТ В СЕБЕ РЯД НЕОСПОРИМЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ:

• уменьшается общая длина монтажных кабелей на подогревателе;
• в случае отказа контроллера блока управления, либо его программного обеспечения, выносные модули автономно отключают питание всех исполнительных устройств подогревателя, и выдают аварийные релейные сигналы на верхний уровень автоматизации, что повышает общую надежность системы управления подогревателем;
• внешние модули дискретного ввода и вывода имеют собственную светодиодную индикацию состояния входов и выходов, упрощающую наладочные работы автоматики подогревателя.

Для блока БУПГ 24-5-2-У2 разработан и применен новый, многопозиционный алгоритм регулирования температуры нагреваемого газа, который наиболее эффективно использует возможности горелок во всем диапазоне производительности и позволяет минимизировать число переключений клапанов позиционного регулирования.

В качестве основного источника информации для алгоритма регулирования теперь используется датчик температуры продукта, а не температуры теплоносителя, как в предыдущем блоке управления. Информация с датчика температуры промежуточного теплоносителя попрежнему используется в алгоритме, но уже не как основной регулируемый параметр, а только для предотвращения критических ситуаций

• перегрева теплоносителя и образования конденсата в газоотводном трубопроводе.

Немаловажную роль в разработке нового блока играет постоянное общение конструкторов со специалистами эксплуатирующих органи- заций, имеющих богатый опыт работы с подогревателями газа различных производителей. Так, например, по рекомендации специалистов ПОЭМГ и ГРС из ОАО «Газпром Трансгаз Ухта», к числу контролируемых блоком управления параметров были добавлены данные о времени работы горелки подогревателя в различных режимах работы, а также счетчики числа включений каждого клапана. Эти сведения, несомненно, являются полезной информацией для диагностирования износа подогревателя и проведения своевременной неаварийной замены узлов, выработавших свой ресурс. Анализируются и, по возможности, учитываются также все другие предложения заказчиков, не выходящие за рамки нормативно-технических документов.

Специалисты завода «Газпроммаш» продолжают работу по улучшению характеристик блока управления подогревателем газа и, в связи с этим, будут благодарны заинтересованным лицам за критические замечания, предложения и пожелания в отношении действующих систем управления подогревателем газа.