Общие сведения:

САУ ГПА “САС-ГПА” создана для автоматизации работы и аварийной защиты одного газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом, который предназначен для поддержания заданного давления газа в магистральном газопроводе.

Газоперекачивающие агрегаты объединяют в группы от 3 до 12 агрегатов (компрессорный цех) и устанавливают на определенных участках газопроводов для обеспечения работы газотранспортной системы в целом. Компрессорный цех кроме газоперекачивающих агрегатов (каждый со своей автономной САУ ГПА) включает также технологическое оборудование для обеспечения жизнедеятельности цеха (установки подготовки, подогрева и охлаждения газа, крановую обвязку и др.) Все это оборудование управляется локальными системами автоматического управления, которые вместе с агрегатными системами входят в состав системы автоматического управления компрессорного цеха.

Типы ГПА: Разработаны системы автоматического управления для следующих типов газоперекачивающих агрегатов – ГТК-10И (10МВт, AEG-KANIC, турбина GE MS3002), ГТК-25И (25МВт, NuovoPignone, турбина MS-5002), ГТН-6 (6МВт, производства УТМЗ), ГТН-16 (16МВт, производства УТМЗ), ГТК-10 (10МВт, производства ОАО “Невский завод”), ГТ-750-6 ( 6МВт, производства ОАО “Невский завод”), ГПА-6,3МТ71 (6,3МВт, ГП "НПК Газотурбостроения “Заря-Машпроект”).

Функции:

- автоматическая проверка условий готовности ГПА к пуску;
- автоматическое (согласно заданным алгоритмам) и дистанционное (по команде сменного инженера) управление технологическим оборудованием;
- автоматическая защита ГПА на всех режимах его работы, в том числе антипомпажная защита нагнетателя;
- изменение задания частоты вращения ротора турбины низкого давления (ТНД) по команде сменного инженера или АСУ ТП КЦ;
- регулирование частоты вращения ротора ТНД в соответствии с заданием;
- регулирование удаленности рабочей точки нагнетателя от зоны помпажа (антипомпажное регулирование);
- автоматическое определение, отображение и звуковая сигнализация об отклонении технологических параметров от заданных значений;
- регистрация и хранение ретроспективной информации о технологических параметрах, состоянии оборудования и действиях сменного инженера;
- формирование, хранение и печать учетно-отчетных документов;
- тестирование и самодиагностика состояния программно-технических средств САУ ГПА;
- контроль достоверности информации от вторичных преобразователей по результатам измерений (для параметров с формально определенными условиями достоверности);
- контроль целостности входных, выходных аналоговых и дискретных цепей;
- контроль исправности модулей программируемого логического контроллера (ПЛК) и цифровых каналов связи;
- контроль исправности блоков питания.

Технические решения:

“САС-ГПА” в различных модификациях создаются на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) RX7i, Rx3i, 90-70, VersaMax производства GE Fanuc Automation.
Отказоустойчивость комплекса программно-технических средств обеспечивается:
- резервированием каналов измерения оборотов роторов ТНД и ТВД;
- резервированием блоков питания;
- созданием единого резервированного пульта управления агрегатами и смежными системами уровня компрессорного цеха;
- резервированием и диагностикой цифровых каналов связи пульта управления и систем автоматики, а также передачей ответственных команд по физическим цепям;
- встроенными средствами самодиагностики программно-технического комплекса и автоматическим контролем целостности входных и выходных аналоговых и дискретных цепей.

Упрощенная структурная схема САУ ГПА

Гарантированный останов технологического оборудования обеспечивается блоком экстренной аварийной остановки, функционально независимым от системы управления и имеющим автономные каналы защиты по превышению предельной частоты вращения ротора ТНД, превышению средней температуры продуктов сгорания за ТНД.
Блок обеспечивает контроль работоспособности основного ПЛК и безопасную остановку ГПА с информацией об основных параметрах и положении запорной арматуры в случае отказа основного ПЛК.

Технические средства “САС-ГПА” обеспечивают прием сигналов: - от датчиков импульсных (0…20)кГц – 8 шт.; - от преобразователей термоэлектрических – 49 шт.; - от термопреобразователей сопротивления – 40 шт.; - от датчиков с унифицированным сигналом (4-20)мА, (-10...+10)В, (0…+10)В – 48 шт.; дискретных =24 В – 128 шт.
Технические средства “САС-ГПА” обеспечивают выдачу сигналов управления: - унифицированных токовых сигналов (4-20)мА, (-10...+10)В – 10 шт; - дискретных – 96 шт. Значение основной приведенной ошибки информационно-измерительных и управляющих каналов (без учета ошибок датчиков и линий связи): - от датчиков импульсных (0…20)кГц – 0,15%; - от датчиков с унифицированным сигналом (4-20)мА, (-10...+10)В, (0…+10)В – 0,1%; - от термопреобразователей сопротивления и термоэлектрических – 0,2%; - унифицированных токовых сигналов управления (4-20)мА, (-10...+10)В – 0,1%.
“САС-ГПА” обладает следующими показателями быстродействия: - период опроса первичных преобразователей, задействованных в алгоритмах регулирования (кроме преобразователей термоэлектрических и термопреобразователей сопротивления) – не более 0,03 с; - период опроса первичных преобразователей и сигнализаторов, задействованных в алгоритмах логического управления и защиты – не более 0,1 с; - период формирования сигналов управления по каналам регулирования – не более 0,03 с; - период формирования сигналов по каналам защиты и управления – не более 0,1 с; - время цикла выполнения программных блоков регулирования технологических параметров – не более 0,02 с; - время цикла выполнения программных блоков логического управления и защиты – не более 0,02 с; - период обновления данных на мониторах – не более 0,5 с; - время ожидания вызванного видеокадра – не более 0,5 с.