К проектам большого объема относятся и предприятия с парогазовыми установками, а именно — «Способ выплавки стали и сплавов в замкнутом энергометаллургическом цикле», патент № 2433188, автор В. Г. Лисиенко [1]. На настоящий момент для реализации такого проекта накоплен обширный опыт по внедрению новейших технологий (таких как IGCC), реализованы проекты по модернизации уже существующих мощностей, разработаны и опробованы новые газовые турбины, газификаторы. Также уже более 25 лет используется разработанная немецким объединением промышленников (VGB) [1] система кодирования для электростанций — Kraftwerk Kennzeichen System, сокращенное название — KKS. РАО «ЕЭС России» еще в 2001 г. приобрело у VGB [1] документацию, необходимую для применения системы KKS в энергетике.
На протяжении длительного времени в энергетике наблюдается тенденция к упорядочиванию и унификации технологических решений и представления информации о состоянии энергооборудования и протекающих в нем процессов. Существенной составляющей задачи унификации является применение четкой и однозначной системы идентификации, которая позволила бы выделять унифицированные (стандартные) технологические узлы, связанную с ними информацию и задачи управления.
Особую остроту проблема идентификации приобретает в связи с тем, что для автоматизации энергооборудования и электростанций в целом все шире применяются распределенные микропроцессорные системы. Наряду с обработкой технологической информации в этих системах программными средствами реализуют также функции нормального и аварийного управления (автоматическое регулирование, дистанционное управление, защиты и блокировки, логическое управление) и представления информации (отображение оперативной и постоперативной информации, предупредительная, аварийная и другая сигнализация, результаты различного рода расчетов, протоколирование, архивирование и хранение данных).
Система классификации кодирования обладает большими возможностями и учитывает особенности свободно программируемых микропроцессорных технических средств.
Наряду с маркировкой технологического оборудования, исполнительных органов (запорно-регулирующей, предохранительной, отсечной и т. п. арматуры, механизмов собственных нужд), точек измерения, монтажных единиц, устройств автоматизации, зданий и сооружений, система KKS позволяет маркировать алгоритмы и программы различного вида и назначения (алгоритмы обработки измеряемых технологических параметров, сигнализации, автоматического регулирования, технологических защит, логического управления: блокировок, АВР, пошаговых программ, расчета технико-экономических показателей и диагностики состояния технологического оборудования), входные, выходные и промежуточные сигналы этих алгоритмов и программ, видеограммы всех уровней, отображаемые на видеотерминалах, кабели и т. п.
Принятая маркировка используется во всей технической документации и должна соблюдаться в течение всего процесса проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации. Маркировка не должна подвергаться изменениям при переходе от одного этапа работы к другому.
В настоящем материале излагаются общие правила маркировки и применения идентификаторов кодировки, а также приведены основные технологические и электротехнические идентификаторы, идентификаторы агрегатов, технических средств автоматизации, указания по маркировке оборудования и сигналов на технологических схемах контроля и управления (P&I-диаграммах) всех технологических и электротехнических систем. Описание иллюстрируется конкретными примерами идентификации.
В будущем система KKS будет заменена на Reference Designation System for Power Plants, RDS-PP (которая на 90% будет совпадать с ныне существующей системой KKS).
Система KKS по сути является перечнем кодов, обозначающим все объекты: технологические системы, агрегаты, средства управления и сбора информации, алгоблоки прикладных программ управления и используемые в них сигналы, арматуру, кабели, помещения и т. д., все, что встречается в практике проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации оборудования.
Всего в системе используется более 12 тыс. системных кодов, с одной стороны, действительно внушающее число, однако, этого недостаточно для проектирования электростанций. На этот случай предусмотрен резерв, позволяющий в десятки раз увеличивать количество идентификаторов. В число резерва можно отнести основную группу Z, специально выделенную для дополнительного оборудования, в случае с энергометаллургической установкой эта группа может идентифицировать металлургическую часть.
Основное назначение систем классификации — это дать каждому объекту уникальный идентификатор, но в каждом отдельном случае структура подобных систем зависит от цели использования. Классической системой идентификаторов является мнемоническая, наиболее распространенная и максимально приближенная к человеку. Основным недостатком такой системы является то, что это сложившиеся традиционно названия, часто отличные на разных предприятиях, часто дублирующиеся, что делает ее крайне неудобной для обработки. В качестве примера организации мнемонической системы кодирования, широко используемой и имеющей структуру, хотелось бы привести ГОСТ 2.710–81 [2]. Данная структура является основной для проектирования практически всех электрических схем, более расширенная структура приведена в программном продукте EPLAN Electric P8, обладающая возможностью разделять объекты проекта на функциональную принадлежность, документ или установку.
Данная система крайне неустойчива, изменения возможны в любое время, и сами принципы структуры могут отличаться у различных подразделений предприятия. В настоящее время данная проблема крайне актуальна, так как создание АСУ энергоблока крайне тяжелая задача для одной организаций, зачастую объемы работ делятся генподрядчиком между участниками, которые в свою очередь создают свои проекты со своими идентификаторами.
В любом случае АСУ будет взаимодействовать с операторами, которым понадобится более понятная мнемоническая система. Единственным выходом из сложившейся ситуации является применение обоих систем, в этом случае у объектов (в основном электрических) имеется два идентификатора — мнемонический и код KKS. В качестве примера можно привести замену выключателей на 5-м блоке Рефтинской ГРЭС. В настоящее время возможность реализации такого подхода существует и в автоматизированном проектировании в программном продукте EPLAN Electric P8 с дополнительным модулем EPLAN PPE.
Другое немаловажное отличие мнемонической системы от KKS — это необходимость строгой организации, это значит, что при проектировании необходимо заранее обговорить между всеми участниками правила задания всех идентификаторов, и необходим человек, отвечающий за правильность всех изменений.
Наиболее распространены системы, предназначенные для учета оборудования в виде материальных ценностей. Для обеспечения этой задачи подходят коды, состоящие из набора цифр, в некоторых случаях потерявших свою функциональную принадлежность или имеющих крайне простую структуру, не имеющую разделения на составные части. Такие системы удобны для организационно-экономических отделов предприятий, так как разрабатываются для программ обработки баз данных, например, СУБД ORACLE. Цель таких систем — предоставление инвентарных номеров, которые не имеют привязки к функциональной принадлежности, структурной и т. д. либо имеют слабое разделение, к примеру, на электрическое, технологическое и вспомогательное оборудование. Пользуются такими системами материально ответственные лица при инвентаризации. Использование таких систем для проектирования АСУ, при наладке монтаже и обслуживании крайне затруднительно.
В качестве финальной стадии максимального удаления от человека является система на основе идентификаторов GUID, в основе которой используется абсолютно ничего не обозначающий статистически уникальный 128-битный идентификатор. В двоичном коде это 128 нулей и единиц, в 16-ричном коде это 32 цифры и буквы. Такой идентификатор удобен для баз данных и программных средств, поэтому используется IT-специалистами для организации нормальной, защищенной от сбоев работы специализированных серверов через Интернет либо локальную сеть. В настоящее время такие системы нашли широкое применение и с каждым годом все больше интегрируются в АСУ. И если всего 5–10 лет назад организация SCADA на обычных ПК было новшеством, то сегодня уже используется работа с АСУ через браузер. Одним из наиболее ярких примеров такой АСУ является SPPA-T3000.
Приведенные выше системы показывают, как влияет цель создания на конечный результат; у каждой системы есть свои положительные качества, обеспечивающие наилучшие способы достижения цели.
Система KKS имеет признаки мнемонической системы с простыми по структуре идентификаторами и позволяет работать с программами обработки баз данных. В итоге получается система, наиболее приспособленная к созданию АСУ ТП энергоблоков для предприятий с парогазовыми установками. Использование KKS позволит сократить время при проектировании монтаже и наладке, что в свою очередь сократит количество ошибок при закупках оборудования, облегчит дальнейшее обслуживание, эксплуатацию и дальнейшее развитие АСУ предприятия.
Использование системы KKS для создания АСУ ТП, сочетающей как энергетическую, так и металлургическую специфику, позволяет создать функциональную схему энергетической части на основе последних внедренных технологий. Использование широко известной структуры упрощает понимание предложенных технологий, что делает более эффективным обмен опытом, привлечение инвестиций и любых других взаимоотношений на всех стадиях организации научного исследования. В настоящее время система KKS взята за основу при создании функциональной схемы, реализующей новый способ выплавки стали и сплавов в замкнутом энергометаллургическом цикле.