Хураангуй
Усан цахилгаан станцын үүсгүүрийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь зохицуулагчийн систем бөгөөд сүлжээний давтамжийн өөрчлөлт болон диспетчерийн командуудад хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд турбины хурд болон идэвхтэй чадлын гаралтыг зохицуулах үүрэгтэй. Механик-гидравликаас микропроцессор дээр суурилсан зохицуулагч руу шилжих нь технологийн үндсэн үсрэлтийг илэрхийлж, нарийвчлал, найдвартай байдал, үйл ажиллагааг сайжруулдаг. Энэхүү нийтлэлд усан цахилгаан станцын хэрэглээнд орчин үеийн микропроцессор дээр суурилсан зохицуулагчийн (дижитал зохицуулагч) архитектур, гол технологи, үйл ажиллагаа, давуу талуудыг судалсан болно.
1. Оршил
Усан цахилгаан станцын зохицуулагчийн үндсэн үүрэг бол турбин генераторыг хөдөлгөж буй механик хүч болон сүлжээнд шаардагдах цахилгаан эрчим хүчний хооронд тогтвортой тэнцвэрийг хадгалах явдал юм. Аливаа тэнцвэргүй байдал нь хурдны хазайлтыг үүсгэдэг. Уламжлалт механик-гидравлик зохицуулагчид мэдрэгч болон хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд нисэх бөмбөг болон нарийн төвөгтэй хөшүүргийн системийг ашигладаг байв. Микропроцессорууд гарч ирснээр эдгээр системийг нарийн төвөгтэй дижитал хянагч болгон хувиргаж, дэвшилтэт хяналтын алгоритмууд, үйлдвэрийн хяналтын системтэй жигд интеграцчлал, дээд зэргийн динамик гүйцэтгэлийг бий болгосон.
2. Системийн архитектур
Ердийн микропроцессор дээр суурилсан зохицуулагч систем нь гурван үндсэн давхаргаас бүрдэнэ:
Хяналтын давхарга: Цөм нь өндөр найдвартай үйлдвэрлэлийн програмчлагдах логик хянагч (PLC) эсвэл зориулалтын дижитал хянагч юм. Энэ нь хяналтын алгоритмуудыг гүйцэтгэж, оролтыг боловсруулж, гаралтын дохиог тооцоолдог. Нэмэлт хянагч (ихэвчлэн халуун зогсолтын тохиргоонд байдаг) нь чухал үйлдвэрүүдийн тасралтгүй ажиллагааг хангах стандарт юм.
Хэмжилт ба оролтын давхарга: Үүнд гол параметрүүдийн мэдрэгчүүд багтана: турбины хурд (соронзон эсвэл давтамжийн датчикаар хэмжигддэг), чиглүүлэгчийн сэнс эсвэл зүүний байрлал (байрлалын хувиргагчаар дамжуулан), чадлын гаралт болон сүлжээний давтамж. Энэ нь мөн үйлдвэрийн хяналтын удирдлага эсвэл сүлжээний оператороос тогтоосон цэгүүдийг хүлээн авдаг.
Цахилгаан-гидравлик идэвхжүүлэлтийн давхарга: Тооцоолсон дижитал удирдлагын дохиог аналог дохио болгон хувиргаж, цахилгаан-гидравлик хөрвүүлэгч (ихэвчлэн серво эсвэл пропорциональ хавхлага)-аар олшруулдаг. Энэ хавхлага нь турбины чиглүүлэгч сэнс, гүйгч ир (Каплан турбинд) эсвэл зүү (Пелтон турбинд)-ийг физик байдлаар хөдөлгөдөг нэг буюу хэд хэдэн идэвхжүүлэгч (серво цилиндр) руу гидравлик тосны урсгалыг нарийн хянадаг.
3. Гол хяналтын технологи
Дижитал захирагчийн оюун ухаан нь програм хангамжаар хэрэгжүүлсэн хяналтын алгоритмуудад оршдог.
PID удирдлага: Пропорциональ-интеграл-дериватив алгоритм нь тулгын чулуу хэвээр байна. Микропроцессор нь янз бүрийн үйлдлийн горимд (жишээ нь, эхлүүлэх, тусгаарлагдсан сүлжээ, том сүлжээний холболт) P, I, D параметрүүдийг бие даасан, нарийн, дасан зохицох тохиргоог хийх боломжийг олгодог.
Дэвшилтэт хяналтын стратегиуд: Орчин үеийн захирагчид ихэвчлэн илүү боловсронгуй аргуудыг ашигладаг:
Дасан зохицох/Бүдүүн Логик Удирдлага: Толгой болон урсгалын янз бүрийн нөхцөлд шугаман бус турбины шинж чанарын параметрүүдийг автоматаар тохируулдаг.
Төлөв байдлын санал хүсэлтийн хяналт: Урт шонтой нарийн төвөгтэй гидравлик системийн тогтвортой байдал болон хариу үйлдлийг сайжруулдаг.
Давхар дериватив ба чадлын санал хүсэлт: Ачаалал татгалзах болон түр зуурын үйл явдлын үед намсгагчийг сайжруулахад ашигладаг.
4. Гол функцууд
Үндсэн хурдны зохицуулалтаас гадна дижитал тохируулагч нь цогц функцуудыг гүйцэтгэдэг:
Ашиглалтын горимын удирдлага: Хурдны хяналт (тусгаарлагдсан сүлжээ эсвэл эхлүүлэхэд), Цахилгаан хяналт (сүлжээний холболттой диспетчерийн хувьд) болон Усны түвшин/урсгалын хяналт (усалгаа эсвэл голын урсгалын схемийн хувьд) хооронд саадгүй шилжих.
Асаах ба унтраах дараалал: Турбины хурдатгал, синхрончлол болон зогсолтыг жигд, аюулгүй болгох бүрэн автоматжуулсан, програмчлагдах боломжтой дарааллууд.
Хамгаалалт ба оношилгоо: Тасралтгүй өөрийгөө хянах, алдааны бүртгэл хөтлөх, хамгаалалтын хариу үйлдэл үзүүлэх (жишээ нь, хэт хурд илрүүлэх үед хаалгыг хурдан хаах, нөөц сувгууд руу буцах).
Харилцаа холбоо ба интеграци: Стандарт үйлдвэрлэлийн протоколуудыг (IEC 61850, Modbus, PROFIBUS) дэмжих нь үйлдвэрийн SCADA (Хяналтын хяналт ба өгөгдөл цуглуулах) систем болон өргөн хүрээний сүлжээний хяналтын сүлжээнд саадгүй нэгтгэх боломжийг олгодог.
Гүйцэтгэлийн оновчлол: Механик үрэлтийн үхлийн бүсийн нөхөн олговор болон шугаман бус өсөлтийн тохируулга зэрэг функцууд нь үйл ажиллагааны бүх хүрээнд хяналтын чанарыг сайжруулдаг.
5. Уламжлалт системүүдээс давуу талууд
Микропроцессор дээр суурилсан удирдлагын давуу талууд нь дараахь зүйлс юм.
Өндөр нарийвчлал ба тогтвортой байдал: Дижитал боловсруулалт нь механик холболттой холбоотой хэлбэлзэл болон үхсэн зурвасыг арилгаж, маш нарийн давтамжийн хяналтыг (±0.1% ба түүнээс дээш) хийх боломжийг олгодог.
Уян хатан байдал ба дасан зохицох чадвар: Хяналтын стратеги болон параметрүүдийг техник хангамжийн өөрчлөлтгүйгээр програм хангамжаар хялбархан өөрчлөх боломжтой бөгөөд энэ нь тодорхой талбайн нөхцөлд оновчтой болгох боломжийг олгодог.
Найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх: Механик элэгдлийг бууруулах, цогц оношлогоо, давхардсан архитектур нь эвдрэл хоорондын дундаж хугацааг (MTBF) мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг.
Дэвшилтэт функц: Гүйцэтгэлийн шинжилгээнд зориулж нарийн төвөгтэй хяналтын дараалал, туслах сүлжээний үйлчилгээ (хурдан давтамжийн хариу үйлдэл гэх мэт), өгөгдлийн бүртгэлийг идэвхжүүлдэг.
Засвар үйлчилгээ болон туршилтын хялбар байдал: Алдааны оношлогоог хялбаршуулсан бөгөөд симуляцийн горимууд нь турбиныг ажиллуулахгүйгээр нарийн туршилт хийх боломжийг олгодог.
6. Дүгнэлт
Микропроцессор дээр суурилсан зохицуулагч нь орчин үеийн усан цахилгаан станцын хяналтын эцсийн шийдэл юм. Энэ нь энгийн зохицуулагчаас үйлдвэрийн үр ашиг, сүлжээний тогтвортой байдал, чухал сүлжээний үйлчилгээг үзүүлэхэд чухал ач холбогдолтой ухаалаг, сүлжээний хяналтын зангилаа болж хөгжсөн. Сэргээгдэх эрчим хүчний нэвтрэлт нэмэгдэхийн хэрээр дижитал зохицуулагчийн хурдан, нарийвчлалтай, уян хатан хариу үйлдэл нь эрчим хүчний системийн инерци болон давтамжийн тогтвортой байдлыг хадгалахад улам бүр чухал болох болно. Ирээдүйн хөгжүүлэлтүүд нь кибер аюулгүй байдлыг сайжруулах, үйлдвэрийн хэмжээнд дижитал ихрүүдтэй илүү гүнзгий интеграцчилал, илүү дэвшилтэт хиймэл оюун ухаанаар удирддаг урьдчилан таамаглах хяналтын алгоритмуудад анхаарлаа хандуулах магадлалтай.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 11
