Компьютерная система контроля (КСК)

Истоком создания и последующего развития переносной системы контроля является объективная необходимость оперативного контроля автоматических систем регулирования (АСР) сложных промышленных объектов, какими являются современные турбоагрегаты (паровые и газовые), а также компрессоры. ЗАО «Теплоэнергетические технологии» накопило большой опыт, последовательно создавая и внедряя в практику переносные системы контроля пяти поколений (КСК-1; КСК-2; КСК-3; КСК-4; КСК -4/ТИ; КСК-5; КСК-5Р).

Первая система КСК-1 была разработана и изготовлена в 1996г. По идеологии построения она соответствовала принципам, заложенным в современную систему “Spider 8” фирмы “HBM Mess- und Systemtechnik GmbH” (Германия, 2002г.). На каждый датчик шла индивидуальная линия связи, а в качестве системного процессора использовался обычный серийный процессор, механически доработанный в части лицевой панели. С использованием специальных дополнительных электронных плат, а также специализированного математического обеспечения SIT, созданного для обеспечения требуемых режимов контроля турбоагрегатов. Система КСК-1 обеспечивала одновременное подключение 16 датчиков для контроля механических параметров и один датчик для измерения частоты вращения (тахометрический вход).

По сравнению с существовавшим органолептическим методом проведения измерений КСК-1 позволила существенно снизить влияние субъективного фактора при проведении испытаний, что повысило их достоверность, а также сократить время на подготовку и проведение испытаний.

К недостаткам следует отнести малое количество одновременно измеряемых параметров (одновременно подключаемых датчиков) и неудобство для мобильного использования в условиях электростанций. При этом, благодаря преимуществам первой КСК-1, несмотря на указанные недостатки, системы КСК-1 до сих пор работают в «Татэнерго» и в «Башэнергоремонте».

Усовершенствованной версией КСК-1 стала система КСК-2, в которой к системному блоку через последовательный или параллельный порт подключался портативный компьютер (NoteBook). При этом удалось существенно уменьшить системный блок по габаритам и массе (размеры 220х165х270 мм, масса 5 кг), что упростило транспортировку системы. Были усовершенствованы датчики: уменьшены их габариты, повышена точность. Число подключаемых датчиков увеличилось до 32. Также существенно усовершенствованы функции программного обеспечения. Вторая модификация КСК стала более мобильной, более приспособленной для испытаний в автоматическом режиме. Однако опыт эксплуатации обострил такой ее недостаток, как радиальное подключение датчиков (система типа Spider). При большом количестве датчиков вероятность случайного обрыва кабельной сети существенно возрастала.

Третье поколение компьютерных систем контроля (система КСК-3) отличалось значительно меньшими габаритами (примерно в два раза) и массы (до 4 кг) системного блока. Была изменена идеология подключения датчиков. Здесь каждый датчик подключался через специальный модуль подключения датчиков (МПД), а все МПД образовывали непрерывный аналоговый интерфейс, т.е. вместо системы типа Spider было впервые применено однониточное подключение датчиков. Общее количество датчиков, которое при этом могло бы быть подключено одновременно, достигло 256.

В системе КСК-3 датчики опрашивались поочередно благодаря тому, что каждому МПД присваивался свой индивидуальный номер. Время опроса одного датчика составляло порядка 30 мксек. Другим существенным отличием системы КСК-3 стало расширение функциональных возможностей по контролю вибраций в подшипниках турбоагрегата. Для этого были разработаны специальные программы для расчета величин пробных и балансировочных грузов, необходимых при балансировке роторов в собственных подшипниках.

Система КСК-4 (и ее модификация для проведения теплотехнических испытаний КСК -4/ТИ) явилась дальнейшим развитием принципов, заложенных в предыдущей системе. КСК-4 отличается отсутствием системного блока, использованием новых, более совершенных датчиков и новым программным обеспечением КСКwin, ориентированным для работы под Windows. Все функции системного блока при этом перенесены в персональный компьютер, в качестве которого может быть применен любой современный компьютер уровня Pentium 4. Однако для мобильности системы наиболее часто используется компьютер типа NoteBook соответствующего класса.

Основные принципы, заложенные в систему КСК-4, представлены на рисунках Рис.1. и Рис.2. При практическом использовании система КСК-4 удовлетворяет разнообразным требованиям персонала энергоремонтных служб электростанций и производственно -ремонтных предприятий. Фактически существующая система КСК-4 намного превосходит по простоте использования и эффективности применения другие аналогичные системы. КСК позволяет автоматически измерять такие рабочие параметры, как частоту вращения, механическое перемещение, угол поворота, угол наклона, давление, электрическую мощность, температуру, вибрацию и запоминать их в цифровом виде в памяти компьютера. Накопленные данные используются для анализа состояния оборудования путем построения графиков различных характеристик и сравнения их с формулярными. Съем информации с оборудования производится через датчики как собственной разработки, так покупные и штатные. Число датчиков подключаемых к системе неограниченно. Все датчики подключаются по магистральному принципу при помощи одного 8-ми жильного кабеля. Это значительно упрощает установку системы на объекте. Датчики опрашиваются последовательно, циклически. Время, необходимое для опроса одного датчика, примерно 50 мкс. Датчик частоты вращения имеет индивидуальный вход. Кроме того имеется специальный вход для измерения угла мощности тета. Фактически существующая система КСК-4 намного превосходила по простоте использования и эффективности применения другие аналогичные системы. По этим причинам после разработки данной системы произошло резкое расширение рынка сбыта переносных систем контроля.