Структура и технические средства филиала кафедры АСУ ТП МЭИ в составе АСУ ТЭЦ-27
Для изучения и выполнения лабораторных работ по электрической части АСУ необходимо приобретение контроллера БАРС и терминала электрических защит АББ SPAC в комплекте с соответствующими резидентными шлюзами. В настоящее время лабораторный стенд оборудован операторской и событийной станциями, на которых дополнительно установлено программное обеспечение инженерной станции, станции подготовки баз данных и архивной станции ПТК “КВИНТ”.
Лабораторный практикум студентов включает: изучение аппаратной части АСУ ТП, приобретение навыков калибровки информационно-измерительных каналов, наладки и тестирования программно-аппаратных средств АСУ, работы со средствами проектирования АСУ ТП.
Научно-практическая работа студентов охватывает следующий спектр задач: тестирование новых версий программного обеспечения АСУ; входной контроль и отладка программно-аппаратных средств; разработка программного обеспечения для тренажеров, обучающих и расчетных программ, справочно-информационной системы для оперативного персонала; освоение сетевых технологий с учетом особенностей современных энергообъектов, заполнение списков сигналов для АСУ ТП и баз данных по оборудованию для АСУП.
Несмотря на относительно короткий срок существования филиала кафедры на ТЭЦ-27 получен целый ряд положительных итогов. Существенно увеличилось число студентов, прошедших практическую подготовку на ТЭЦ-27. Только в 2001 г. 48 студентов младших курсов специализации АСУ ТП и электрооборудование ТЭС - АЭС прошли производственную и преддипломную практику на ТЭЦ-27. По тематике совершенствования АСУ ТЭЦ-27 выполнены и успешно защищены пять курсовых и три дипломных проекта, один из которых удостоен первой премии на конкурсе, проведенном Мосэнерго, а также проведен цикл ознакомительных экскурсий для студентов и преподавателей кафедры.
Профессорско-преподавательским составом кафедры АСУ ТП совместно с ведущими специалистами ТЭЦ-27 выполнен ряд научных исследований по разработке методики расчета показателей оперативной загруженности машинистов энергоблоков и анализа показателей надежности АСУ ТП, в которых научно обоснованы целесообразность существующего 12-часового графика рабочих смен для оперативного персонала и управления одним оператором двумя блоками ТЭЦ-27, разработана, опробована и внедрена программа анализа показателей надежности АСУ ТП, на основании которой аспирантом МЭИ защищена кандидатская диссертация.
Для персонала ТЭЦ-27 преподавателями кафедры прочитаны курсы лекций по теории построения интегрированных АСУ, логическим системам управления и теории эксперимента, которые не только способствуют расширению технического кругозора специалистов ТЭЦ, но и дают теоретическую основу тем производственным приемам, которые они применяют при эксплуатации программно-технических средств и разработке технических решений по совершенствованию АСУ. На основе прочитанных лекций изданы два научно-технических пособия “Логические системы управления” и “Теория и практика построения АСУ тепловых электростанций”. Оба пособия используются для учебно-методического обеспечения процесса подготовки нового и повышения квалификации работающего эксплуатационного персонала, опубликованы две статьи.
С участием специалистов ТЭЦ-27 и преподавательского состава МЭИ проведены 40-часовые курсы повышения квалификации начальников цехов и специалистов по АСУ филиалов Мосэнерго.
Научно-исследовательская направленность филиала с включением в его работу ведущих специалистов ТЭЦ-27 реализована в выполнении ряда актуальных для ТЭЦ-27 и Мосэнерго тем НИОКР, по которым:
для различных режимов работы определены динамические характеристики энергоблока 80 МВт по основным каналам регулирующих и возмущающих воздействий для последующего использования в задачах, решаемых АСУ ТП ТЭЦ-27, и обучающих системах подготовки персонала;
для расчетной станции ПТК “КВИНТ” (версии 4) разработано программное обеспечение по оптимизации работы автоматической системы регулирования (АСР) температуры перегретого пара и экономичности процесса горения в топке котла ТГМЕ-464;
разработан алгоритм коррекции измеряемых параметров в программах обработки результатов балансовых расчетов (ТЭП) для АРМ ПТО и успешно опробован в части коррекции с наперед заданной точностью сходимости расчетов КПД энергетических и водогрейных котлов по прямому и обратному балансам;
выполнена комплексная сравнительная оценка влияния различных параметров теплоэнергетического оборудования на работоспособность и экономическую эффективность работы энергоблоков;
в части разработки и реализации интегрированных технологий интеллектуальной обработки данных и создания автоматизированной подсистемы поддержки и принятия решений в АСУ ТЭЦ-27 построены путем декомпозиции по основным и вспомогательным видам деятельности концептуальная модель и иерархическая структура капитальных и эксплуатационных затрат и определена операционная платформа (СУБД Oracle) для построения базы данных по капитальным и эксплуатационным издержкам ТЭЦ.
Для эффективного функционирования филиала кафедры и решения текущих и перспективных вопросов применяются следующие формы организации работы: постоянные встречи руководства ТЭЦ-27 и кафедры АСУ ТП, ежеквартальные технические советы преподавательского состава филиала кафедры, периодическое рассмотрение вопросов филиала кафедры как на заседаниях кафедры АСУ ТП в МЭИ, так и на совещаниях руководящего состава ТЭЦ-27.
Учебно-методическая направленность филиала представлена ежегодным 100-часовым курсом лекций:
локальные АСР энергооборудования ТЭЦ-27 (типовые и реализованные на ТЭЦ-27 АСР, направления и варианты модернизации) - 40 часов;
наладка и оптимизация локальных АСР на базе ПТК “КВИНТ” (существующие и новые методы) - 40 часов;
диагностические подсистемы АСУ ТЭС (существующие и перспективные варианты) - 20 часов.
Тематика лекционных курсов ежегодно корректируется в соответствии с планами и приоритетами развития ТЭЦ-27. По лекционным курсам филиалом кафедры ежегодно выпускаются два научно-технических пособия по актуальным вопросам теории и практики построения современных АСУ.
В течение года на ТЭЦ-27 проводятся обычно две (производственные и преддипломная) практики студентов кафедры АСУ ТП и электрооборудование ТЭС - АЭС, на которых студенты под руководством ведущих инженерно-технических работников ТЭЦ знакомятся с архитектурой и составом технических средств АСУ ТЭЦ-27, методиками их технического обслуживания, ремонта и настройки, организационной структурой и задачами цеха АСУ на электростанции. Живой блеск в глазах студента при знакомстве с новейшим оборудованием, четкость и лаконичность ответов на итоговых зачетах - лучшая награда работникам филиала за их вклад в дело профессиональной подготовки молодого поколения российских энергетиков и лишнее подтверждение в правильности выбранного пути.
Курс “Введение в специальность” на кафедре АСУ ТП МЭИ начинается, как правило, с обзорной экскурсии студентов первых курсов на ТЭЦ- 27. Ее значение для первокурсника огромно для понимания сути, важности и оценки правильности выбора своей будущей специальности. В течение года на ТЭЦ обычно проводятся 8-10 обзорных экскурсий для студентов и преподавателей ТЭЦ. Для наиболее полного усвоения материала экскурсии сопровождаются просмотром мультимедиафильмов по истории создания, архитектуре построения и составу технических и программных средств.
Научно-исследовательская направленность филиала кафедры в настоящее время реализуется в разработке, в соответствии с концепцией развития интегрированной АСУ ТЭЦ-27, ряда актуальных для ТЭЦ-27 тем НИОКР по расширению состава ее функций, которые включают в себя:
разработку диагностических систем контроля и управления на базе ПТК “КВИНТ” энергооборудования ТЭЦ-27;
разработку подсистемы оптимизации распределения электрической и тепловой нагрузки ТЭЦ Мосэнерго между энергоблоками и водогрейными котлами в режиме советчика оператору и в режиме управления на базе ПТК “КВИНТ”;
разработку и внедрение алгоритма коррекции результатов общестанционных измерений ТЭЦ с использованием материальных и тепловых балансов;
разработку подсистемы управления эксплуатационными затратами на ТЭЦ-27 на основе экспертных технологий и интеллектуальной обработки данных;
разработку алгоритмического и программного обеспечения автоматизированной настройки регуляторов на базе ПТК “КВИНТ” (версия 5).
Актуальность тематики НИОКР обусловлена прежде всего тем, что выполнение этих работ позволит: вплотную подойти к автоматизации планирования энергоремонтов по фактическому состоянию оборудования; внедрить подсистему автоматизации распределения диспетчерского графика электрической и тепловой нагрузки станции между энергоблоками и водогрейными котлами по критерию минимума суммарного расхода топлива ТЭЦ; автоматически сводить балансы ПТО до допустимых значений и диагностировать частичные отказы средств измерений в случаях, когда погрешность измерения превышает свое допустимое значение; осуществлять автоматизированный контроль и регулирование издержек ТЭЦ с целью их уменьшения до разумных пределов и улучшения структуры себестоимости вырабатываемой электрической и тепловой энергии; внедрить на рабочем месте инженера-автоматчика алгоритм и программное обеспечение автоматизированной настройки регуляторов с использованием моделей систем регулирования температуры перегретого пара и экономичности процесса горения.
Для выполнения НИОКР наряду с сотрудниками МЭИ широко привлекаются студенты и аспиранты кафедры АСУ ТП в качестве непосредственных исполнителей совместно с персоналом ТЭЦ-27. Тематика НИОКР составляет основу курсового и дипломного проектирования студентов кафедры. Не может быть лучшей оценки при защите студенческих проектов, чем внедренная в состав АСУ ТЭЦ-27 разработка, при непосредственном участии будущего инженера по автоматизации. Все это вселяет уверенность в большом будущем филиала.
Несмотря на недостаток технических средств, благодаря энтузиазму ведущих специалистов ТЭЦ-27 и МЭИ филиал кафедры АСУ ТП живет и действует, внося свой вклад в дело подготовки кадров для российской энергетики. Проблемы, с которыми сталкивается филиал в своей работе, связаны в основном с расширением материальной базы для создания дополнительных рабочих мест для студентов, подготовки новых лабораторных работ, обучения через Интернет и др. Безусловно, не все проблемы могут быть решены, но они решаемы и коллектив филиала постоянно работает над ними.
Немало внимания коллективом филиала уделяется повышению эффективности и усилению учебно-методической и научно-технической деятельности, а также вопросам перспективного развития организационной и технической структуры. Так, проведение курсов повышения квалификации специалистов, обслуживающих ПТК “КВИНТ” с участием филиала кафедры, должно носить не единичный, а системный характер и проводиться минимум 2-3 раза в год. При филиале кафедры на ТЭЦ-27 под эгидой службы тепловой автоматики (СТА) Мосэнерго планируется организовать постоянно действующие технические семинары по проблемам эксплуатации ПТК “КВИНТ”, которые имеют место на электростанциях Мосэнерго.
Предполагаемое включение в состав филиала кафедры АСУ ТП кафедры электрических станций МЭИ, преподаватели и сотрудники которой неформально тесно сотрудничают с персоналом электрического цеха ТЭЦ-27 по совершенствованию информационного сопровождения АСУ - ЭЛЕКТРО, придаст новый импульс работе и вольет в состав филиала свежие кадры и новые идеи на пути совершенствования АСУ и подготовки молодого поколения энергетиков.
Вывод
Опыт работы, сложившиеся формы и методы сотрудничества коллектива филиала кафедры АСУ ТП и ТЭЦ-27 показывают надежность и перспективность отношений между наукой и производством. Совместными усилиями создана возможность для плодотворного сотрудничества, которое будет продолжаться и развиваться. Не вызывает сомнений, что тесное сотрудничество ученых и производственников будет определять подъем российской энергетической отрасли.
