Цифровизация электроэнергетики – одна из задач госпрограммы «Цифровой Казахстан». Элементы Индустрии 4.0 внедряются на Аксуской электростанции АО «Евроазиатская энергетическая корпорация».
Автоматические датчики для предотвращения или ограничения коррозии трубопроводов, беспроводная технология, работа над внедрением модулей оптимизаторов горения на энергоблоке – все это реальное сегодня Аксуской электростанции. Она вырабатывает 17% электроэнергии в стране и обеспечивает ряд крупных промышленных предприятий Eurasian Resources Group (ERG).
Начальник цеха тепловой автоматики и измерений (ЦТАИ) Аксуской электростанции Роман Паустьянов рассказал «Курсиву» о новом поколении автоматики, внедряемом на производстве.
Контроль и диагностика на автомате
– Правда ли, что на Аксуской электростанции автоматика работала до того, как в государственном масштабе была поставлена задача по технологической модернизации экономики с упором на цифровизацию?
– Действительно, на блоках, прошедших реконструкцию, была поставлена полномасштабная автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), которая берет на себя не только контроль за технологическим процессом, но и ряд функций операторов. А на этапе внедрения на электростанции элементов Индустрии 4.0 задачи существенно усложнились: автоматика не только выдает большой объем данных, она их обрабатывает, анализирует для максимального эффекта. К примеру, на втором энергоблоке уже установлена автоматическая система контроля и вибродиагностики «Вибробит». В ее алгоритмы заложены результаты обработки так называемых Big Data – данных сотен предприятий по всему миру, эксплуатирующих аналогичное оборудование. Это позволяет указывать технологам на места, в которых возможно возникновение отклонения параметров от допустимых, но еще до наступления этого опасного момента! Таким образом сберегается оборудование, продлевается срок его эксплуатации, повышается надежность в работе. В автоматическом режиме система может диагностировать такие дефекты, как дисбалансы, нарушение центровки роторов и прочие неисправности, свойственные вращающимся механизмам, а они широко используются при выработке электроэнергии.
– Если вибродиагностика – это первый этап нового витка автоматизации промышленности, то что последует за этим?
– Уже введена в эксплуатацию система мониторинга датчиков AMS. Ее предназначение – профилактика, упреждающий шаг. С ее помощью можно избежать ситуаций, когда из-за отказа какого-либо датчика происходит ошибочное срабатывание технологической защиты оборудования, что приводит к его аварийному отключению.
– Каким образом?
– Когда оператор смотрит на мнемосхему, он видит текущие значения технологического параметра, который измерен при помощи установленного датчика. Но если сам датчик по какой-то причине вышел из строя, либо возникли проблемы со средой передачи сигнала, происходит ошибочное срабатывание и, как результат, мы получаем аварийное отключение какого-то оборудования. А автоматическая система мониторинга датчиков позволяет по характеру получаемого сигнала при помощи внутренних диагностических функций датчиков и заложенных алгоритмов предсказать выход из строя заранее, до наступления момента отказа. К примеру, импульсная линия связи к датчику давления может постепенно забиваться, а это способно привести к деградации сигнала, который будет становиться все хуже и хуже. Такую невидимую глазу оператора, постепенно нарастающую пульсацию система анализирует и выдает специалисту по контрольно-измерительным приборам рекомендации о том, что нужно сделать для недопущения развития неисправности.
Если учесть, что на один энергоблок приходится около двух тысяч различных датчиков расхода, уровня давления, температуры и прочего, то снижение их количества должно дать существенную финансовую выгоду для предприятия. Ведь на сегодня, по статистике, в год происходит несколько ошибочных отключений того или иного оборудования как раз из-за отказов датчиков и приборов.
Кстати, кроме диагностики датчиков немаловажно и то, что благодаря удаленной конфигурации датчиков обслуживающий персонал может выполнить их масштабирование и настройку, не выходя на опасные объекты. Подключить к системе можно абсолютно любое оборудование, имеющее поддержку протокола HART (промышленный стандарт для цифровой коммуникации со smart-приборами – «Курсив»).
Цифровизация затягивает
– Что еще уникального, кроме диагностики, в потенциале «цифры»?
– Еще мы внедрили в технологический процесс беспроводные датчики – на электростанциях Казахстана подобных внедрений на сегодня пока нет. Их значение тоже нельзя недооценивать. Установленные нами датчики используют технологию Smart Wirelles, то есть это не просто радиосеть, это самоорганизующаяся радиосеть, в которой нет необходимости в прямой видимости между приемником и абонентом – один датчик передает сигнал другому, тот – третьему и дальше. Это тоже новая для нас технология. В условиях электростанции – объекта, где сконцентрировано большое количество разнотипного электрооборудования различного уровня напряжений, которое в совокупности с тоннами металлоконструкций дает большую плотность электромагнитных полей, негативно сказывающихся на распространении радиосигнала, данное оборудование зарекомендовало себя с наилучшей стороны. Основная задача подобных беспроводных технологий – снижение затрат на проектирование, закупку и монтаж кабельных сооружений и кабельных линий связи, а также их дальнейшее обслуживание.
Год назад мы установили контроллер исполнительного механизма с цифровым управлением КИМ-1. И теперь отпала необходимость в отдельном расположении в шкафах пускорегулирующей аппаратуры, и самое главное – существенно снижается объем кабельных связей, устанавливаемых для управления исполнительным механизмом, а значит, уменьшаются и затраты на их проектирование, монтаж и обслуживание. И сигналы управления, и сигналы обратной связи передаются всего по двум жилам кабеля посредством цифрового протокола Modbus RTU.
Кроме этого создана система мониторинга технологических показателей работы электростанции, позволяющая руководству компании в онлайн-режиме видеть все ключевые показатели энергоблоков на мониторе своего рабочего компьютера или экране смартфона, находясь в любой точке земного шара.
– Какие у Аксуской электростанции дальнейшие планы по цифровизации?
– В настоящее время мы планируем опытную эксплуатацию нового для нас типа датчиков для определения коррозии трубопроводов. Они выполнены по беспроводной технологии и позволяют вести постоянный мониторинг коррозии стенок трубопроводов в критически важных точках. Их установка позволит предоставлять точную информацию о потере металла на стенках трубопроводов, что даст операторам возможность предпринимать своевременные корректирующие действия для предотвращения или ограничения коррозии в рамках технологического процесса.
Знаете, цифровизация – это такая вещь, которая затягивает в свою сеть, все больше заманивая нас открывающимися возможностями для следующего шага, для развития. Сейчас мы рассматриваем вопрос о совместном с коллегами из Польши внедрении модулей оптимизаторов горения на одном из энергоблоков. Это должно существенно повысить КПД работы оборудования электростанции. В общем, планов много, и все они очень интересные и перспективные.
Индустрии 4.0 не избежать
– И все они найдут применение на пятом энергоблоке станции, который сейчас проходит реконструкцию?
– Конечно. Реконструкция повышает уровень автоматизации и надежности работы оборудования. Кроме всех этих новых систем, на пятом энергоблоке будет установлена АСУ ТП Ovation самой последней версии. В ее состав входят принципиально новые, более быстродействующие модули и контроллеры, до этого не применявшиеся на электростанции. Планируется установка системы EDS, которая предполагает использование модулей прогностики, то есть прогнозирования работы оборудования, определения ресурса того или иного оборудования, что должно позволить улучшить работу энергоблока, более качественно проводить его ремонты, повысить коэффициент использования оборудования.
– Получается, что модернизация автоматики бесконечна?
– Вспомните, кто 15 лет назад знал, что такое Wi-Fi и как это работает? Единицы. А сегодня у нас, на Аксуской электростанции, установлены и прекрасно работают датчики давления, передающие информацию по промышленной версии Wi-Fi. Разве кто-то мог представить себе, что управление сложным регулирующим механизмом можно осуществлять посредством цифрового протокола всего по двум жилам кабеля? Уверен, через десять лет такие «страшные» вещи, как нейронные сети и системы прогностики, прочно обоснуются в нашей жизни.
Но необходимо говорить не только о модернизации автоматики и средств управления. Уровень сегодняшних технологий позволяет нам решать абсолютно любые задачи. Нужна лишь модернизация сознания, чтобы пользоваться потенциалом «цифры» во всей полноте. Индустрия 4.0, о которой мы говорим – веление времени, это будущее, и его наступление неизбежно.
