Chastniimastertver.ru

Ремонт бытовой техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система управления котельными установками

Строй-справка.ру

Автоматизация котельных установок
Автоматизация котельных установок

Предприятия строительной индустрии расходуют значительное количество горячей воды и пара. Потребителями пара являются пропарочные камеры, бойлеры, подогреватели, сушилки, варочные котлы и т. д. Когда исключена возможность получать пар из теплоцентралей и котельных районного назначения, на таких предприятиях устраивают автоматизированные котельные установки.

Для обеспечения объектов горячей водой нужной температуры ее подогревают преимущественно в бойлерах или смешивают горячую воду, подаваемую из теплоцентрали, с водой из сети общего назначения. Для обеспечения качественного теплоснабжения необходимо рационально сочетать общее, местное и индивидуальное регулирование его.

В зависимости от метода воздействия на температуру нагреваемой воды возможны три варианта регулирования:
— качественное —регулирование расхода тепла путем изменения температуры теплоносителя при сохранении постоянного расхода Теплоносителя;
— количественное — регулирование расхода тепла путем изменения расхода теплоносителя при постоянной температуре его на входе в регулируемую установку;
— качественно-количественное — отпуск тепла путем одновременного изменения расхода и температуры теплоносителя.

Автоматизация котельных установок может быть полной, комплексной и частичной. При полной автоматизации предусматривают автоматизацию всего оборудования и эксплуатацию котельных без постоянного обслуживающего персонала, при комплексной — автоматизацию основного оборудования котельных при их эксплуатации постоянным обслуживающим персоналом, а при частичной автоматизируют отдельные виды оборудования котельной.

Степень автоматизации котельных и технические средства для их автоматизации принимают на основе соответствующих технико-экономических обоснований. Системы автоматизации котельных установок могут включать сигнализацию.

Водогрейная котельная установка на газовом топливе. Водогрейная котельная установка вырабатывает для технологических и отопительных нужд горячую воду с определенными параметрами.

Главным параметром такой воды является температура. В связи с этим система управления котельной установкой включает следующие основные узлы регулирования: узел регулирования давления газа, идущего на котел; узел регулирования температуры воды на выходе из котла; узел разрежения в топке котла и узел контроля циркуляции воды.

Основным прибором узла регулирования давления газа является статический регулятор давления прямого действия, предназначенный для стабилизации давления перед котлом. Он обеспечивает поддержание давления газа в пределах 60—100 мм вод. ст. (600—1000 Па).

Рис. 1. Функциональная схема автоматизации водогрейного котла с использованием автоматики ПМА

В узел регулирования температуры воды на выходе из котла входит регулятор соотношения температур. Он является главным регулятором автоматической системы отопления. С его помощью устанавливают требуемую температуру горячей воды в зависимости от температуры наружного воздуха путем изменения количества газа, подаваемого в топку. Регулирование подачи газа осуществляют регулирующим клапаном.

При нагреве воды, выходящей из котла, выше 95 °С или нарушении других параметров регулятор дает команду на прекращение подачи газа к горелкам, тем самым предохраняя котел от перегрева и аварии.

Регулятор соотношения температур состоит из двух манометрических термометров. Один из них измеряет температуру горячей воды, выходящей из котла, второй — температуру наружного воздуха, т. е. нагрузку системы отопления 26.

В системе автоматики предусмотрено также отключение подачи газа в горелки в случае погасания факела при аварийном падении давления газа, недостаточной тяге в топке и перегреве воды на вы* ходе из котла. Все сигналы аварийного отключения подачи газа выводят на щит оператора.

Паровая котельная установка с системой автоматики «Кристалл». Паровые котельные установки предназначены для выработки пара необходимых параметров, предусмотренных технологическими процессами.

Читайте так же:
Как синхронизировать котел и насос

Ниже рассмотрен процесс получения пара с заданными параметрами в котельной, работающей на газовом топливе и оборудованной приборами системы «Кристалл». На рис. 2 показана функциональная схема автоматизации котельной.

Рис. 2. Функциональная схема автоматизации парового котла с использованием автоматики «Кристалл»

Газ от газораспределительного пункта поступает в топку котла, где при сгорании выделяет тепло. Воздух, необходимый для горения топлива, нагревается дутьевым вентилятором. Воспринимая тепло отходящих газов и передавая его воздуху, воздухоподогреватель, во-первых, уменьшает потерю тепла с отходящими газами, во-вторых, улучшает условия сгорания топлива за счет подачи подогретого воздуха в топку котла. При этом повышается температура горения и коэффициент полезного действия установки.

Пар из котла поступает в паровую магистраль. Паровой котел работает в сложных условиях — при высокой температуре в топке и значительном давлении пара. Поскольку нарушение нормального режима работы котельной установки может вызвать аварию, на каждой из них предусмотрен ряд приборов, подающих команду на прекращение подачи топлива к горелкам котла в следующих условиях: при повышении давления в котле сверх допустимого; в случае понижения или повышения давления в линии подачи топлива к горелкам котла; при погасании или отрыве пламени горелок или запальников.

Для управления оборудованием и контроля его работы котельная оснащена контрольно-измерительными приборами и приборами автоматики.

В схеме автоматизации котла на рис. 2 предусмотрены следующие точки контроля:
1 — контроль и сигнализация давления газа, идущего от газораспределительного пункта (ГРП); при снижении давления газа может погаснуть факел и образоваться взрывоопасная смесь газа и воздуха; 2 — контроль наличия пламени в топке для тех же целей; 3 — контроль давления пара и сигнализации при его повышении; 4 — измерение расхода пара. Регулирование процесса горения обеспечивается регулятором давления пара, электрогидравлическим исполнительным механизмом и дроссельной заслонкой.

Схема регулирования процессов горения работает следующим образом. Изменение давления пара воспринимается прибором, преобразованный сигнал которого поступает- на регулятор. Затем через исполнительный механизм регулятор воздействует на положение дроссельной заслонки, расположенной на трубопроводе подачи газа в топку котла.

Заданную величину разрежения после котла поддерживает схема регулирования параметра, состоящая из измерителя разрежения, регулятора, электрогидравлического исполнительного механизма. Автоматическое регулирование питания котла осуществляется при помощи регулятора уровня.

Навигация:
Главная → Все категории → Производство железобетонных изделий

Управление котельной

Эффективное управление котельной , обеспечение безопасной работы, удобный процесс диспетчеризации и визуализации достигается сегодня за счет автоматизированных систем контроля. Системы управления котельными установками разрабатываются и создаются с использованием современных информационных технологий, на базе инноваций в области техники и приборостроения.

Возможные режимы управления котельной:

  • полностью автоматический режим – блоку управления котельной задается специальная программа, которая выполняется и контролируется посредством слаженной работы модуля, датчиков и другого оборудования;
  • удаленный режим управления – автоматика котельной позволяет контролировать работу приборов, отдавать команды оборудованию с помощью SMS сообщений, коротких звонков, через телефон, смартфон, планшет или компьютер;
  • дистанционное управление котельной обеспечивает эффективное управление с использование пульта ДУ;
  • ручной контроль работы при непосредственном участии человека.

В большинстве случаев, автоматика управления котельной сочетает в себе возможность использования всех, вышеуказанных, режимов контроля работы оборудования.

В автоматическом режиме управлении котельной возможно осуществление следующих операций:

автоматическое поддержание определенной температуры воздуха в отапливаемых объектах, помещениях;
закрытие клапана подачи теплоносителя (газа, воды);
включение и выключение второго котла;
предупреждение внештатных ситуаций.
Система управления котельной обеспечивает:

  • непрерывный анализ состояния всех приборов и систем автоматики, исполнительных механизмов, интеллектуальных датчиков;
  • подготовку и передачу хозяину текущей и аварийно-предупредительной информации (посредством коротких звонков или SMS сообщений);
  • управление котельной во внештатных и аварийных ситуациях согласно заложенным алгоритмам;
  • каскадное управление, остановка и пуск, регулирование мощности котлов;
  • возможность удаленной остановки и пуска котельной , в том числе, в условиях аварийной ситуации;
  • включение резервного котла при остановке основного рабочего;
  • управление циркуляционным насосом котла, в случае необходимости автоматического включения резерва по наработке часов, при аварии рабочего насоса;
  • поддержание заданной температуры в контуре котельной ;
  • погодозависимое автоматическое регулирование температуры и других параметров теплоносителя, отпускаемого для обогрева помещений;
  • контроль системы электрического питания котельной ;
  • учет расхода потребляемых энергоресурсов, передача зафиксированных данных хозяину (владельцу) котельной ;
  • реализацию установленных энергосберегающих алгоритмов котельной ;
  • аварийное срабатывание сигнализации при возникновении внештатных ситуаций и т.д.
Читайте так же:
Котел жмз регулировка температуры прибавить температуру

Автоматика управления котельной позволяет сделать ее работу:

  • более надежной, стабильной за счет непрерывного контроля работоспособности, исправности всех компонентов системы;
  • безопасной – автоматизация котельной ориентирована на максимально ранее предупреждение и предотвращение внештатных и аварийных ситуаций, а при их наличии – на наиболее быструю локализацию с меньшим количеством негативных последствий;
  • эффективной – оборудование поддерживает оптимальную температуру теплоносителя, в зависимости от погоды, времени суток и отопительного режима;
  • экономичной – в программу автоматики управления котельной заложен алгоритм энергосбережения, позволяющий наиболее рационально расходовать ресурсы.

Установка современных, технологичных систем управления позволяет повысить уровень комфорта в отапливаемых помещениях, снизить затраты человеческого труда, продлить срок службы котельной .

Автоматизированная система управления технологическими процессами для котельной установки ст. № 4 ТЭЦ-7 ОАО «ТГК-1»

Сегодня внедрение автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) является одним из способов повышения эффективности работы энергетического оборудования. Так, в рамках инвестиционной программы по модернизации энергетического оборудования станций ОАО «ТГК-1» НПФ «Ракурс» осуществил поставку и внедрение современной системы управления для котельной установки ст. №4 Василе­островской ТЭЦ-7, которая позволила повысить надежность, безопасность и технико-экономические показатели работы.

ООО «НПФ «Ракурс», г. Санкт-Петербург

Объектом автоматизации является котельная установка барабанного типа, построенная на ТЭС с поперечными связями – ТЭЦ-7 ОАО «ТГК-1» г. Санкт-Петербург. Котел – однобарабанный, вертикаль­но-водотрубный, с естественной циркуляцией, газоплотный, с мембранными экранами. Поставлен АО «Сибэнергомаш».

pic1.jpg

Рис. 1. Автоматизированное рабочее место оператора

Одним из основных требований к автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) котла ст. № 4 явилось ее проектирование как части интегрированной системы автоматизированного управления ТЭЦ-7, в которую в дальнейшем составными частями должны войти АСУ ТП котлов К-5 – К-9, турбогенераторов ТГ-З – ТГ-5, АСУ ТП «Вспомогательные системы», а также другие общестанционные системы управления.

Разработанная АСУ ТП гарантирует достоверность и бесперебойность получения информации о состоянии технологического процесса, надежность работы технологического оборудования. Для обеспечения указанных выше свойств были применены схемы резервирования на всех уровнях сбора и обработки данных, резервирования коммуникации уровней между собой, резервирования питания оборудования.

АСУ ТП «Котел 4» построена на базе средств комплексной автоматизации PCS7 фирмы Siemens в виде двухуровневой распределенной системы управления (верхнего и нижнего уровней), в соответствии с технологической структурой объекта управления и декомпозицией технологического процесса по агрегатному, функционально-групповому и иерархическому принципу.

Читайте так же:
Коллекторы для теплого пола с регулировкой температуры

Верхний уровень реализован в виде двух автоматизированных рабочих мест оператора котла и инженерной станции (рис. 1). На пульте оператора размещены мониторы, клавиатуры и «мышки» АРМов оператора. ПТК обеспечивает обновление информации на экранах мониторов на рабочих местах с интервалом не более 2 сек. для аналоговых и рассчитываемых величин.

— два коммуникационных модуля для связи с Industrial Ethernet.

Для дублирования функции аварийного останова котла по защитам предусмотрено резервирование входных и выходных каналов симметричной установкой двух одинаковых модулей в две станции ET200M двухканальной системы распределенного ввода-вывода программируемого контроллера S7‑400H Siemens. При такой конфигурации обеспечивается дублированное управление оборудованием, участвующим в аварийном останове котла, и сохранение возможности останова даже в случае выхода из строя одного их модулей или каналов.

Управление силовым оборудованием и прием сигналов, не участвующих в защитах, реализовано с применением двухканальной переключаемой конфигурации. Такая конфигурация строится на основе резервированной сети PROFIBUS-DP и станций распределенного ввода-вывода ET200M. Каждая линия резервированной сети PROFIBUS-DP имеет одноканальную конфигурацию и подключается к одной из двух подсистем S7-400H. В активном состоянии находится линия, подключенная к ведущей системе S7-400H.

Связь верхнего и нижнего уровней осуществляется с помощью двух независимых дублированных сетей Ethernet через дублированный PCS-сервер. Для этого в каждой «корзине» дублированного контроллера установлено по два сетевых модуля.

Таким образом, АСУ ТП «Котел 4» предусматривает необходимое резервирование технических и программных средств, обеспечивающих безаварийное управление котлом, что гарантирует выполнение функций АСУ ТП без капитальных ремонтов и модернизации не менее 10 лет.

«ПЛКСистемы» — Cтатьи — Автоматизация блочно-модульных котельных установок на оборудовании от компании .

Автоматизация блочно-модульных котельных установок на оборудовании от компании “ПЛКСистемы”

Рассматривается применение современного контроллерного и сетевого оборудования компаний AutomationDirect, Korenix и Weintek, представленного на Российском рынке компанией ООО “ПЛКСистемы”, для автоматизации блочно-модульных котельных.

Модульные котельные на сегодня получили широкое распространение в коммерческой промышленности, так как являются одними из самых проверенных временем и выгодных источников тепла. На российском рынке производятся котельные мощностью до 20 мегаватт и даже более. Блочно-модульная котельная представляет собой транспортабельный блок-модуль, оснащенный основным тепломеханическим и вспомогательным оборудованием (рис. 1).

Сфера применения такого отопительного оборудования весьма и весьма широка – такие котельные легко обеспечат подачей горячей воды и тепла промышленные и административные здания. Кроме своей главной функции – обеспечение отоплением – блочно-модульные котельные могут эффективно участвовать и в различных производственных процессах, а также в их организации. Существуют три основные типа блочно-модульных котельных установок:

• для работы на газе;

• для работы на дизельном топливе;

• комбинированный вариант для работы на газе и дизельном топливе.

Надежность и безопасность эксплуатации блочно-модульных котельных достигается за счет высокого уровня автоматизации, который позволяет обеспечить безаварийную эксплуатацию котельных без обслуживающего персонала (контроль работы таких котельных может осуществляться с удалённого диспетчерского пульта).

Система автоматики блочно-модульных котельных должна выполнять следующие функции:

• запускать и останавливать паровые (водяные) котлы блочно-модульной котельной как автоматически, так и в ручном режиме;

• регулировать производительность пара (теплоносителя) в котлах с учетом нагрузки;

• проводить гибкие настройки всех котловых параметров;

• управлять насосами теплосети и котлов;

• управлять насосами ГВС;

Читайте так же:
Регулировка теплого водяного пола упонор

• управлять насосами подпитки теплосети;

• управлять уровнем воды в баке запаса воды;

• регулировать температуру воды в сети отопления в зависимости от температуры наружного воздуха;

• регулировать температуру в сети ГВС;

• осуществлять каскадное управление котлами в случае совместного использования нескольких котлов;

• регулировать температуру в помещении котельной;

• управлять клапаном подачи газа (жидкого топлива) в котельную;

• осуществлять ночной режим работы котельного оборудования;

• сигнализировать о загазованности по СО и СН4;

• осуществлять мониторинг охранной и пожарной сигнализации;

• отображать необходимую информацию на панели оператора;

• передавать данные о работе котельной установки в диспетчерский пункт.

Оптимальным решением для управления процессами получения теплоносителя в блочно-модульной котельной является применение промышленного контроллера семейства CLICK, производства компании AutomationDirect. ПЛК CLICK по цене интеллектуальных реле поддерживают все основные инструкции и сетевые коммуникации обычных контроллеров. Бесплатное программное обеспечение позволяет не только легко создавать пользовательские программы, но и быстро сконфигурировать с помощью диалогового помощника контроллер и COM порты, выполнить необходимые системные настройки. Мощные 21 инструкции, выполняющие те же функции, что и 150 инструкций традиционных контроллеров, очень просты в применении. Например, математическая инструкция позволяет вводить формулу прямо с клавиатуры или с встроенного калькулятора, не применяя сложного набора инструкций, как у других контроллеров.

В ПЛК CLICK не используются объединительные каркасы или платы. Модуль ЦПУ и модули ввода/вывода соединяются между собой при помощи портов (разъемов) расширения, расположенных на боковых сторонах модулей. Различные модули ввода/вывода позволяют создавать оптимальные по составу системы.

Модули ЦПУ могут быть использованы как законченные ПЛК со встроенными входами/выходами. В настоящее время существует два типа модулей ЦПУ:

• базовые (дискретные) модули ЦПУ со встроенными 8-мью дискретными входами (постоянного или переменного тока) и 6-тью дискретными или релейными выходами;

• аналоговые модули ЦПУ со встроенными 4-мя дискретными входами (постоянного или переменного тока), 4-мя дискретными или релейными выходами, 2-мя аналоговыми входами (ток/напряжение), 2-мя аналоговыми выходами (ток/напряжение) и встроенными часами реального времени.

У базовых модулей ЦПУ CLICK есть два встроенных последовательных коммуникационных порта RS-232, а у аналоговых модулей – еще и третий встроенный RS-485 порт. Один из портов RS-232 контроллера CLICK можно использовать для программирования. Порты 2 и 3 могут быть использованы как ведущие или ведомые устройства Modbus RTU, через них также можно осуществлять обмен символами ASCII (ввод или вывод). К портам 2 и 3 можно подключить панели оператора C-more, C-more Micro, контроллер, частотно-регулируемый привод, сервопривод, шаговый двигатель или любое другое устройство, поддерживающее протокол Modbus RTU.

Процессорные модули могут быть дополнены разнообразными модулями расширения (до 8 модулей, до 142 входов/выходов). Система ZIPLink позволяет избежать рутинной утомительной работы по подключению входов/выходов ПЛК к клеммным блокам. Необходимо просто подключить один конец кабеля ZIPLink к модулю ввода/вывода ПЛК, а другой конец – к выносной панели ZL-RTB20.

Структурная схема автоматизированной системы управления блочно-модульной котельной представлена на рис. 2.

Так как работа котельной установки предусмотрена без обслуживающего персонала, для связи и передачи отчетов о работе в диспетчерский пункт предусмотрен канал связи 2,4 GHz – WiFi. Для этого рекомендуется беспроводная точка доступа JetWare 2410N от компании Korenix. Данная система обладает следующими свойствами:

Читайте так же:
Регулировка теплого пола по температуре воздуха

• поддерживает стандарт 802.11n WLAN, совместимость с предшествующими стандартами 802.11b/g;

• обладает в 3 раза более высокой пропускной способностью, чем у 802.11 b/g, скорость передачи данных – до 150 Мбит/с по одной антенне;

• тип модуляции данных: OFDM/BPSK/QPSK/CCK/DQPSK/DBPSK;

• тип антенны: встроенная направленная антенна 8 дБ, дальность связи – до 5 км;

• имеется дополнительный разъем N-типа для внешней антенны;

• имеется беспроводной QoS (WMM) для приоритета передачи видео;

• осуществляется поддержка базовой станции, CPE, связи типа “точка-точка”, “точка-многоточка”;

• осуществляется поддержка Spanning Tree Protocol, IGMP Snooping, SNMPv3, NTP, DHCP серверарежима маршрутизатора;

• имеет расширенную систему безопасности WEP, WPA, WPA2 фильтр MAC адресов;

• питание: встроенное 12 VDC PoE, питание через Ethernet кабель;

Для отображения параметров котельного оборудования и ручного управления оборудованием предлагается использовать жидкокристаллические сенсорные операторские панели (панели оператора) Weintek, отличающиеся широкой функциональностью, высокой надежностью и демократичной ценой.

Операторские панели (панели оператора) MT8000i и MT6000i – поколение человеко-машинного интерфейса c повышенной устойчивостью к электропомехам, благодаря технологии развязки по цепи питания. Качество высококонтрастного широкого экрана операторских панелей (панелей оператора) i-серии дает возможность пользователям использовать больше экранного пространства для обработки динамической графики.

Операторские панели (панели оператора) серии МТ6000i, за исключением работы по сети Ethernet и отсутствия аудио выхода, являются полным аналогом серии МТ8000i.

Все операторские панели (панели оператора) поставляются с предустановленной средой исполнения.

Бесплатное программное обеспечение EasyBuilder 8000, русифицированное (локализованное) ООО “ПЛКСистемы”, предназначено для быстрого конфигурирования операторских панелей (панелей оператора), а наличие библиотек – стандартных и специальных коммуникационных драйверов – позволяет панелям работать с большинством типов контроллеров ведущих мировых производителей.

Основные характеристики панелей оператора Weintek:

  • мощный 400 МГц RISC-процессор позволяет выполнять сложные приложения человеко-машинного интерфейса;
  • широкоформатный 16:9 TFT LCD дисплей предоставляет пользователям дополнительную область экрана (например, для панели 7» – 35%) для размещения меню, кнопок и других объектов, поддерживает 65536 цветов и позволяет получить более качественное изображение;
  • встроенная энергосберегающая лампа подсветки устраняет “эффект желтизны”, даже после длительного использования панели;
  • дисплей Windows-стиля поддерживает до 2000 всплывающих окон;
  • существует возможность создания текстовой и цифровой информации, поддержка всех основных шрифтов Windows, на одном экране может отображаться информация на разных языках;
  • осуществляется поддержка графических файлов формата BMP, JPG, GIF и динамических GIF файлов;
  • существует возможность прямого подключения разнообразных периферийных устройств:
    • поддержка через 1 порт 10/100 base-T Ethernet до 255 виртуальных устройств (у MT6000i отсутствует);
    • до 3-х портов USB для подключения принтеров, сканеров, клавиатуры, USB памяти;
    • до 3-х последовательных портов, которые могут быть подключены к 3 разным устройствам одновременно;
    • выходной звуковой сигнал (только MT8000i);

    Созданная система автоматизации блочно-модульной котельной на базе оборудования, рекомендованного компанией “ПЛКСистемы”, позволяет сэкономить время и деньги на ввод в эксплуатацию котельной, а также включить блочно-модульную котельную в общую структуру управления предприятия или хозяйства.

    Многолетний опыт в сфере автоматизированных систем управления позволяет компании “ПЛКСистемы” с уверенностью рекомендовать представляемое оборудование как одно из лучших в соотношении цены и качества для применения в системах автоматизации блочно-модульных котельных.

    Статья опубликована в журнале "Автоматизация и IT в энергетике", 2013 №9

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector