Automaatsed soojusvarustuse juhtimissüsteemid. Soojusvarustuse juhtimine Süsteemi arendamise väljavaated
Minski soojusvarustussüsteemi moderniseerimine ja automatiseerimine
V.A. Sednin, Teaduskonsultant, tehnikadoktor, professor,
A.A. Gutkovski, Peainsener, Valgevene Riiklik Tehnikaülikool, Soojusenergiatööstuse automatiseeritud juhtimissüsteemide teadusuuringute ja innovatsioonikeskus
märksõnad: soojusvarustussüsteem, automatiseeritud juhtimissüsteemid, töökindluse ja kvaliteedi parandamine, soojusvarustuse reguleerimine, andmete arhiveerimine
Valgevene suurte linnade soojusvarustust, nagu ka Venemaal, tagavad koostootmis- ja kaugsoojussüsteemid (edaspidi - DHSS), kus rajatised on ühendatud üheks süsteemiks. Kuid sageli ei vasta komplekssete soojusvarustussüsteemide üksikute elementide kohta tehtavad otsused süsteemsetele kriteeriumidele, töökindluse, juhitavuse ja keskkonnakaitse nõuetele. Seetõttu on kõige olulisem ülesanne soojusvarustussüsteemide kaasajastamine ja automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide loomine.
Kirjeldus:
V.A. Sednin, A.A. Gutkovski
Valgevene suurte linnade, nagu ka Venemaal, soojusvarustust tagavad kütte- ja kaugküttesüsteemid (edaspidi DH), mille rajatised on ühendatud ühtsesse skeemi. Komplekssete soojusvarustussüsteemide üksikute elementide kohta tehtud otsused ei vasta aga sageli süsteemi kriteeriumidele, töökindluse, juhitavuse ja keskkonnasõbralikkuse nõuetele. Seetõttu soojusvarustussüsteemide kaasajastamine ja automatiseeritud juhtimissüsteemide loomine tehnoloogilised protsessid on kõige pakilisem probleem.
V. A. Sednin, teaduslik konsultant, tehnikadoktor. teadused, professor
A. A. Gutkovski, Peainsener, Valgevene riiklik tehnikaülikool, soojusenergia ja tööstuse automatiseeritud juhtimissüsteemide uurimis- ja innovatsioonikeskus
Valgevene suurte linnade, nagu ka Venemaal, soojusvarustust pakuvad kaugkütte- ja kaugküttesüsteemid (DH), mille rajatised on ühendatud ühte skeemi. Komplekssete soojusvarustussüsteemide üksikute elementide kohta tehtud otsused ei vasta aga sageli süsteemi kriteeriumidele, töökindluse, juhitavuse ja keskkonnasõbralikkuse nõuetele. Seetõttu on kõige pakilisem ülesanne soojusvarustussüsteemide kaasajastamine ja automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide loomine.
Kaugküttesüsteemide omadused
Arvestades Valgevene SDT põhijooni, võib märkida, et neid iseloomustavad:
- selle arengu järjepidevus ja inertsus;
- territoriaalne jaotus, hierarhia, kasutuse mitmekesisus tehnilisi vahendeid;
- dünaamilised tootmisprotsessid ja stohhastiline energiatarbimine;
- parameetrite ja nende toimimisrežiimide teabe ebatäielikkus ja madal usaldusväärsus.
Oluline on märkida, et kaugküttevõrgus transpordivad need erinevalt teistest torustike süsteemidest mitte toodet, vaid jahutusvedeliku energiat, mille parameetrid peavad vastama erinevate tarbijasüsteemide nõuetele.
Need omadused rõhutavad hädavajalikku vajadust automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide (edaspidi APCS) loomise järele, mille kasutuselevõtt võimaldab tõsta soojusvarustussüsteemide energia- ja keskkonnatõhusust, töökindlust ja töökvaliteeti. Automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide kasutuselevõtt tänapäeval ei ole austusavaldus moele, vaid tuleneb tehnoloogia arengu põhiseadustest ja on tehnosfääri praeguses arengujärgus majanduslikult põhjendatud.
| VIIDE |
Minski kaugküttesüsteem on ehituslikult keeruline kompleks. Soojusenergia tootmise ja transpordi osas hõlmab see Minskenergo RUE rajatisi (Minski soojusvõrgud, CHPP-3 ja CHPP-4 küttekompleksid) ning Minskkommunteploset Unitary Enterprise'i rajatisi - katlamaju, soojusvõrke ja keskküttepunkte. . APCS UE "Minskkommunteploset" loomist alustati 1999. aastal ja praegu see toimib, hõlmates peaaegu kõiki soojusallikaid (üle 20) ja mitmeid soojusvõrkude piirkondi. Minski soojusvõrkude APCS projekti arendus algas 2010. aastal, projekti elluviimine algas 2012. aastal ja praegu käib. |
Minski soojusvarustussüsteemi automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi väljatöötamine
Minski näitel tutvustame peamisi lähenemisviise, mida on rakendatud mitmetes Valgevene ja Venemaa linnades soojusvarustussüsteemide protsessijuhtimissüsteemide projekteerimisel ja arendamisel.
Võttes arvesse soojusvarustuse teemavaldkonda hõlmavate küsimuste laiaulatuslikkust ja kogunenud kogemusi soojusvarustussüsteemide automatiseerimise vallas Minski soojusvõrkude automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi loomise projektieelses etapis, koostati kontseptsioon. töötati välja. Kontseptsioon määratleb Minski soojusvarustuse automatiseeritud protsesside juhtimissüsteemide korraldamise põhialused (vt viidet) arvutivõrgu (süsteemi) loomise protsessina, mis keskendub topoloogiliselt jaotatud kaugkütteettevõtte tehnoloogiliste protsesside automatiseerimisele.
Protsessi juhtimissüsteemide tehnoloogilised infoülesanded
Rakendatud automatiseeritud juhtimissüsteem tagab eelkõige üksikute elementide ja soojusvarustussüsteemi kui terviku töörežiimide tööjuhtimise töökindluse ja kvaliteedi tõstmise. Seetõttu on see protsessijuhtimissüsteem mõeldud järgmiste tehnoloogilise teabe probleemide lahendamiseks:
- soojusallikate, põhiliste soojusvõrkude ja pumbajaamade hüdrorežiimide tsentraliseeritud funktsionaalgrupi juhtimise tagamine, võttes arvesse ringluskulude igapäevaseid ja hooajalisi muutusi koos kohandamisega (tagasiside) vastavalt tegelikele hüdrorežiimidele linna jaotussoojusvõrkudes;
- soojusvarustuse dünaamilise keskjuhtimise meetodi rakendamine soojuskandja temperatuuride optimeerimisega soojustrasside sisse- ja tagasivoolutorustikes;
- linna soojusallikate, põhiküttevõrkude, pumbajaama ja soojusjaotusvõrkude termiliste ja hüdrauliliste töörežiimide andmete kogumise ja arhiveerimise tagamine, et jälgida, operatiivjuhtida ja analüüsida Minski soojusvõrkude kesksete soojusvõrkude toimimist. küttesüsteem;
- tõhusa süsteemi loomine soojusallikate ja soojusvõrkude seadmete kaitseks hädaolukordades;
infobaasi loomine Minski soojusvarustussüsteemi objektide käitamise ja moderniseerimise käigus tekkivate optimeerimisprobleemide lahendamiseks.
| VIIDE 1 |
Minski soojusvõrkude struktuuris on 8 võrgupiirkonda (RTS), 1 soojuselektrijaam, 9 katlamaja võimsusega mitmesajast kuni tuhande megavatini. Lisaks teenindab Minski soojusvõrk 12 pumbajaama ja 209 keskküttejaama. Minski soojusvõrkude organisatsiooniline ja tootmisstruktuur vastavalt "alt-üles" skeemile:
|
Minski soojusvõrkude automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi struktuur
Kooskõlas Minski soojusvõrkude tootmis- ja organisatsioonilise struktuuriga (vt viide 1) valiti Minski soojusvõrkude APCS-i neljatasandiline struktuur:
- esimene (ülemine) tase on ettevõtte keskne juhtimisruum;
- teine tase - soojusvõrkude piirkondade operaatorijaamad;
- kolmas tase - soojusallikate operaatorijaamad (küttevõrkude töökodade sektsioonide operaatorijaamad);
- neljas (madalam) tase - paigaldiste (katlasõlmede) ja soojusenergia transpordi- ja jaotamisprotsesside automaatjuhtimise jaamad (soojusallika tehnoloogiline skeem, soojuspunktid, soojusvõrgud jne).
Arendus (automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi loomine kogu Minski linna soojusvarustuseks) hõlmab Minski CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4 küttekomplekside operaatorijaamade lisamist süsteemi teisele struktuuritasandile. ja UE "Minskkommunteploset" operaatorijaam (keskne väljasaatmisruum). Kõik juhtimistasandid on plaanis ühendada ühtsesse arvutivõrku.
Minski soojusvarustussüsteemi protsessijuhtimissüsteemi arhitektuur
Juhtimisobjekti kui terviku ja selle üksikute elementide seisundi analüüs, samuti juhtimissüsteemi arendamise väljavaated võimaldasid välja pakkuda hajutatud automatiseeritud juhtimissüsteemi arhitektuuri Minski soojuse tehnoloogiliste protsesside jaoks. toitesüsteem RUE "Minskenergo" rajatistes. Ettevõttevõrk integreerib keskkontori ja kaugstruktuuride allüksuste arvutusressursid, sealhulgas võrgupiirkondades asuvate objektide automaatjuhtimisjaamad (ACS). Kõik ACS (TsTP, ITP, PNS) ja skaneerimisjaamad on ühendatud otse vastavate võrgupiirkondade operaatorijaamadega, mis on eeldatavasti paigaldatud põhikohtadesse.
Puldil struktuuriüksus(näiteks RTS-6) on paigaldatud järgmised jaamad (joonis 1): operaatorijaam "RTS-6" (OPS RTS-6) - see on võrgupiirkonna juhtimiskeskus ja see on paigaldatud võrgu põhiosale. RTS-6. Operatiivpersonali jaoks pakub RTS-6 juurdepääsu kõigile eranditeta igat tüüpi ACS-i teabe- ja juhtimisressurssidele, samuti juurdepääsu keskkontori volitatud teaberessurssidele. OpS RTS-6 võimaldab regulaarset kõigi alluvate juhtimisjaamade skannimist.
Kõigist keskküttekeskustest kogutud töö- ja äriteave saadetakse salvestamiseks spetsiaalsesse andmebaasiserverisse (paigaldatud RTS-6 OpS vahetusse lähedusse).
Seega, võttes arvesse juhtimisobjekti ulatust ja topoloogiat ning ettevõtte olemasolevat organisatsioonilist ja tootmisstruktuuri, on Minski soojusvõrkude APCS üles ehitatud mitme lingi skeemi järgi, kasutades tarkvara ja riistvara ning arvuti hierarhilist struktuuri. võrgud, mis lahendavad igal tasandil erinevaid juhtimisülesandeid.
Juhtimissüsteemi tasemed
Madalamal tasemel täidab juhtimissüsteem:
- teabe eeltöötlus ja edastamine;
- peamiste tehnoloogiliste parameetrite reguleerimine, juhtimise optimeerimise funktsioonid, tehnoloogiliste seadmete kaitse.
Madalama taseme riistvarale seatakse kõrgemad töökindlusnõuded, sh autonoomse töö võimalus juhul, kui ühendus katkeb kõrgema taseme arvutivõrguga.
Juhtsüsteemi järgnevad tasemed on üles ehitatud vastavalt soojusvarustussüsteemi hierarhiale ja lahendavad vastava taseme ülesandeid, samuti tagavad operaatoriliidese.
Rajatistesse paigaldatud juhtimisseadmed peaksid lisaks otsestele ülesannetele pakkuma ka võimalust koondada need hajutatud juhtimissüsteemidesse. Juhtseade peab tagama objektiivse esmase arvestuse info toimimise ja ohutuse pika side katkestuse ajal.
Sellise skeemi põhielemendid on sidekanalitega omavahel ühendatud tehnoloogilised ja operaatorijaamad. Tehnoloogilise jaama tuumaks peaks olema tööstusarvuti, mis on varustatud juhtobjektiga sidevahendite ja kanaliadapteritega protsessoritevahelise suhtluse korraldamiseks. Tehnoloogiajaama põhieesmärk on otseste digitaalsete juhtimisalgoritmide rakendamine. Tehniliselt põhjendatud juhtudel saab mõningaid funktsioone täita järelevalverežiimis: protsessijaama protsessor saab juhtida kaugjuhtimispulte või tarkvara loogikamooduleid kasutades kaasaegseid väliliidese protokolle.
Informatiivne aspekt soojusvarustuse automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi ehitamisel
Erilist tähelepanu pöörati arenduse käigus soojusvarustuse automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi ehitamise informatiivsele aspektile. Tootmistehnoloogia kirjelduse täielikkus ja teabe teisendusalgoritmide täiuslikkus on kõige olulisem osa teabe tugi APCS põhineb otsesel digitaalsel juhtimistehnoloogial. Soojusvarustuse automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi teabevõimalused võimaldavad lahendada inseneriprobleemide komplekti, mis klassifitseerivad:
- põhitehnoloogia etappide kaupa (soojusenergia tootmine, transport ja tarbimine);
- eesmärgi järgi (identifitseerimine, prognoosimine ja diagnostika, optimeerimine ja haldamine).
Minski soojusvõrkude automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi loomisel on kavas moodustada teabeväli, mis võimaldab kiiresti lahendada kogu ülaltoodud identifitseerimise, prognoosimise, diagnostika, optimeerimise ja haldamise ülesannete kompleksi. Samal ajal annab teave võimaluse lahendada kõrgema juhtimistasandi süsteemiprobleeme edasine areng ja automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide laiendamine, kuna see hõlmab peamise tehnoloogilise protsessi asjakohaseid tehnilisi teenuseid.
Eelkõige kehtib see optimeerimisülesannete kohta, st soojus- ja elektrienergia tootmise optimeerimine, soojusenergia tarnimisviisid, voolujaotus soojusvõrkudes, soojusallikate peamiste tehnoloogiliste seadmete töörežiimid, aga ka normeerimise arvutamine. kütuse ja energiaressursside, energiaarvestuse ja käitamise, soojusvarustussüsteemi arengu planeerimise ja prognoosimise. Praktikas lahendatakse mõned seda tüüpi probleemid ettevõtte automatiseeritud juhtimissüsteemi raames. Igal juhul peavad nad arvestama tehnoloogilise protsessi vahetu juhtimise probleemide lahendamise käigus saadud informatsiooniga ning protsessijuhtimissüsteemiga loodud infosüsteem peab olema integreeritud teistega. infosüsteemid ettevõtetele.
Tarkvara-objekti programmeerimise metoodika
Keskuse meeskonna algupärase arendusena valminud juhtimissüsteemi tarkvara ülesehitus lähtub programm-objekti programmeerimise metoodikast: juhtimis- ja operaatorjaamade mällu luuakse tarkvaraobjektid, mis kuvavad reaalseid protsesse, ühikuid ja mõõtekanaleid. automatiseeritud tehnoloogilise objekti kohta. Nende tarkvaraobjektide (protsesside, agregaatide ja kanalite) koosmõju üksteisega, samuti operatiivpersonali ja tehnoloogiliste seadmetega tagab tegelikult soojusvõrkude elementide toimimise vastavalt etteantud reeglitele või algoritmidele. Seega taandub algoritmide kirjeldus nende programmiobjektide kõige olulisemate omaduste ja nende interaktsiooni viiside kirjeldamisele.
Analüüsil põhineb tehniliste objektide juhtimissüsteemi struktuuri süntees tehnoloogiline skeem juhtobjekt ja Täpsem kirjeldus selle objekti kui terviku põhiprotsesside ja toimimise tehnoloogiad.
Mugav tööriist seda tüüpi soojusvarustusrajatiste kirjelduste koostamiseks on makrotasandi matemaatilise modelleerimise metoodika. Tehnoloogiliste protsesside kirjelduse koostamise käigus a matemaatiline mudel, tehakse parameetriline analüüs ning määratakse reguleeritavate ja kontrollitavate parameetrite ning reguleerivate organite loend.
Täpsustatakse tehnoloogiliste protsesside režiiminõudeid, mille alusel määratakse reguleeritavate ja juhitavate parameetrite muutmise lubatud vahemike piirid ning nõuded täiturmehhanismide ja reguleerivate organite valikule. Üldistatud info põhjal tehakse süntees automatiseeritud objektijuhtimissüsteemist, mis otsedigitaaljuhtimismeetodi kasutamisel on üles ehitatud hierarhilisel põhimõttel vastavalt juhtobjekti hierarhiale.
Linnaosa katlamaja ACS
Seega on linnaosa katlamaja jaoks (joonis 2) ehitatud automaatne juhtimissüsteem kahe klassi alusel.
Ülemine tase on operaatorjaam "Boiler" (OPS "Boiler") - põhijaam, mis koordineerib ja juhib alljaamu. Tuletõrjedepoo “Katla reserv” on kuum ootejaam, mis on pidevalt peamise tuletõrjedepoo ja selle alluva ACS liikluse kuulamise ja registreerimise režiimis. Selle andmebaas sisaldab ajakohaseid parameetreid ja täielikke ajaloolisi andmeid töötava juhtimissüsteemi toimimise kohta. Igal ajal saab peajaamaks määrata varujaama, millel on täielik liiklus ja järelevalvefunktsioonide luba.
Alumine tase on automaatjuhtimisjaamade kompleks, mis on ühendatud arvutivõrgus koos operaatorijaamaga:
- ACS "Katlaüksus" tagab katlaüksuse juhtimise. Reeglina seda ei reserveerita, kuna katlamaja soojusvõimsuse reserveerimine toimub katlasõlmede tasemel.
- ACS "Grid Group" vastutab katlamaja termohüdraulilise töörežiimi eest (võrgupumpade rühma juhtimine, möödaviiguliin katlaruumi väljalaskeava juures, möödavooluliin, katelde sisse- ja väljalaskeklapid, individuaalne katel tsirkulatsioonipumbad jne).
- SAU "Vodopodgotovka" tagab katlamaja kõigi abiseadmete juhtimise, mis on vajalikud võrgu toitmiseks.
Soojussüsteemi lihtsamatele objektidele, näiteks soojuspunktidele ja plokkatlamajadele, on juhtimissüsteem ehitatud ühetasandilisena automaatjuhtimisjaama baasil (SAU TsTP, SAU BMK). Vastavalt soojusvõrkude ülesehitusele on soojuspunktide juhtimispunktid ühendatud soojusvõrgu piirkonna lokaalseks arvutivõrguks ja ühendatud soojusvõrgu piirkonna operaatorijaamaga, millel omakorda on infoühendus operaatorijaamaga rohkem kõrge tase integratsiooni.
Operaatorjaamad
Operaatorjaama tarkvara pakub kasutajasõbralikku liidest automaatika tööd kontrollivatele operatiivpersonalile tehnoloogiline kompleks. Operaatorjaamadel on täiustatud vahendid operatiivse väljasaatmise juhtimiseks, samuti massmäluseadmed tehnoloogilise juhtimisobjekti parameetrite oleku ja operatiivpersonali tegevuse lühi- ja pikaajaliste arhiivide korraldamiseks.
Suurte infovoogude korral, mis on operatiivpersonalile suletud, on soovitatav korraldada mitu operaatorijaama, eraldades selleks eraldi andmebaasiserveri ja võimalusel ka sideserveri.
Juhtjaam reeglina ei mõjuta otseselt juhtimisobjekti ennast - see saab tehnoloogilistelt jaamadelt teavet ja edastab automaatselt või poolautomaatselt genereeritud juhised operatiivpersonalile või järelevalvekontrolli ülesanded (seaded). See moodustab töökoht keeruka objekti, näiteks katlaruumi operaator.
Loodav automatiseeritud juhtimissüsteem näeb ette intelligentse pealisehitise ehitamise, mis ei peaks mitte ainult jälgima süsteemis esinevaid häireid ja neile reageerima, vaid ka ennustama hädaolukordade tekkimist ja blokeerima nende tekkimist. Soojusvarustusvõrgu topoloogia ja selle protsesside dünaamika muutmisel on võimalik adekvaatselt muuta hajutatud juhtimissüsteemi struktuuri, lisades uusi juhtimisjaamu ja (või) muutes tarkvaraobjekte, muutmata olemasolevate jaamade seadmete konfiguratsiooni.
Soojusvarustussüsteemi APCS-i efektiivsus
Viimase kahekümne aasta jooksul läbi viidud soojusvarustusettevõtete 1 automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide töökogemuse analüüs mitmetes Valgevene ja Venemaa linnades näitas neid. majanduslik efektiivsus ning kinnitas tehtud arhitektuuri-, tarkvara- ja riistvaraotsuste elujõulisust.
Oma omadustelt ja omadustelt vastavad need süsteemid nutikate võrkude ideoloogia nõuetele. Sellele vaatamata käib pidev töö väljatöötatud automatiseeritud juhtimissüsteemide täiustamise ja arendamise nimel. Automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide kasutuselevõtt soojusvarustuses suurendab kaugkütte töökindlust ja efektiivsust. Peamise kütuse- ja energiasäästu määrab soojusvõrkude termohüdrauliliste režiimide, soojusallikate põhi- ja abiseadmete, pumbajaamade ja soojuspunktide töörežiimide optimeerimine.
Kirjandus
- Gromov N.K. Linnade küttesüsteemid. M.: Energia, 1974. 256 lk.
- Popyrin L. S. Soojusvarustussüsteemide uurimine. M. : Nauka, 1989. 215 lk.
- Ionin A. A. Soojusvõrkude süsteemide töökindlus. Moskva: Stroyizdat, 1989. 302 lk.
- Monakhov G. V. Soojusvõrkude juhtimisrežiimide modelleerimine M.: Energoatomizdat, 1995. 224 lk.
- Sednin VA Automatiseeritud soojusvarustuse juhtimissüsteemide loomise teooria ja praktika. Minsk: BNTU, 2005. 192 lk.
- Sednin V. A. Automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide rakendamine soojusvarustussüsteemide töökindluse ja efektiivsuse parandamise põhitegurina // Tehnoloogia, seadmed, kvaliteet. laup. mater. Valgevene tööstusfoorum 2007, Minsk, 15.–18. mai 2007 / Expoforum – Minsk, 2007, lk 121–122.
- Sednin V. A. Küttesüsteemide soojusvarustuse temperatuurigraafiku parameetrite optimeerimine // Energetika. Uudised kõrgemast õppeasutused ja SRÜ energiaühendused. 2009. nr 4. S. 55–61.
- Sednin V. A. Minski soojusvõrkude automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi loomise kontseptsioon / V. A. Sednin , A. V. Sednin, E. O. Voronov // Elektriseadmete efektiivsuse parandamine: Teadusliku ja praktilise konverentsi materjalid, 2 v. T. 2. 2012 S. 481–500.
1 Loodud Valgevene riikliku tehnikaülikooli soojusenergia ja tööstuse automatiseeritud juhtimissüsteemide uurimis- ja innovatsioonikeskuse meeskonna poolt.
V. G. Semenov, Soojusvarustuse uudiste peatoimetaja
Süsteemi mõiste
Kõik on harjunud väljenditega "soojusvarustussüsteem", "juhtimissüsteem", "automaatjuhtimissüsteemid". Iga süsteemi üks lihtsamaid määratlusi: ühendatud tööelementide komplekt. Keerulisema definitsiooni annab akadeemik P. K. Anokhin: "Süsteemi saab nimetada ainult selliseks valikuliselt kaasatud komponentide kompleksiks, milles interaktsioon omandab vastastikuse abistamise iseloomu, et saavutada sihipärane kasulik tulemus." Sellise tulemuse saamine on süsteemi eesmärk ja eesmärk kujuneb vajadusest lähtuvalt. IN turumajandus tehnosüsteemid ja ka nende juhtimissüsteemid kujunevad välja nõudluse ehk vajaduse alusel, mille rahuldamise eest on keegi nõus maksma.
Tehnilised soojusvarustussüsteemid koosnevad elementidest (CHP, katlamajad, võrgud, avariiteenistused jne), millel on väga jäigad tehnoloogilised ühendused. " väliskeskkond"Sest tehniline süsteem soojusvarustus on erinevat tüüpi tarbijad; gaasi-, elektri-, veevõrgud; ilm; uued arendajad jne. Nad vahetavad energiat, ainet ja teavet.
Igasugune süsteem eksisteerib teatud piirides, mille reeglina kehtestavad ostjad või volitatud asutused. Need on nõuded soojusvarustuse kvaliteedile, ökoloogiale, tööohutusele, hinnapiirangutele.
On aktiivseid süsteeme, mis suudavad vastu seista negatiivseid mõjusid keskkond (haldusasutuste oskusteta tegevus erinevad tasemed, teiste projektide konkurents...), ja passiivsed, millel see omadus puudub.
Soojusvarustuse töötehnilised juhtimissüsteemid on tüüpilised inimene-masin süsteemid, need ei ole väga keerulised ja neid on üsna lihtne automatiseerida. Tegelikult on need kõrgema taseme süsteemi alamsüsteemid - soojusvarustuse juhtimine piiratud alal.
Juhtimissüsteemid
Juhtimine on süsteemi eesmärgipärase mõjutamise protsess, mis suurendab selle korraldust, saavutab ühe või teise kasuliku efekti. Iga juhtimissüsteem jaguneb juhtimis- ja juhitavateks alamsüsteemideks. Juhtimise allsüsteemi ühendust juhitavaga nimetatakse otseühenduseks. Selline seos on alati olemas. Suhtlemise vastupidist suunda nimetatakse tagasisideks. Tagasiside kontseptsioon on tehnoloogias, looduses ja ühiskonnas fundamentaalne. Arvatakse, et juhtimine ilma tugeva tagasisideta ei ole efektiivne, kuna sellel puudub võime ise tuvastada vigu, sõnastada probleeme, ei võimalda kasutada süsteemi eneseregulatsiooni võimeid, samuti spetsialistide kogemusi ja teadmisi. .
SA Optner usub isegi, et kontroll on tagasiside eesmärk. «Tagasiside mõjutab süsteemi. Löök on vahend süsteemi olemasoleva oleku muutmiseks seda võimaldava jõu ergastamisel.
Korralikult organiseeritud süsteemis areneb selle parameetrite kõrvalekalle normist või õigest arengusuunast kõrvalekaldumine tagasisideks ja käivitab juhtimisprotsessi. "Juba normist kõrvalekaldumine on stiimul normi juurde naasmiseks" (P.K. Anokhin). Samuti on väga oluline, et juhtimissüsteemi enda eesmärk ei oleks vastuolus juhitava süsteemi eesmärgiga ehk eesmärgiga, milleks see loodi. Üldtunnustatud seisukoht on, et "kõrgema" organisatsiooni nõue on "madalama" organisatsiooni jaoks tingimusteta ja muudetakse selle jaoks automaatselt eesmärgiks. See võib mõnikord viia sihtmärgi asendamiseni.
Juhtimissüsteemi õige eesmärk on hälvete kohta info analüüsil põhinevate kontrolltoimingute arendamine ehk teisisõnu probleemide lahendamine.
Probleem on olukord, kus soovitud ja olemasoleva vahel tekib lahknevus. Inimese aju on korraldatud nii, et inimene hakkab mingis suunas mõtlema alles siis, kui probleem ilmneb. Seetõttu määrab probleemi õige määratlus õige juhtimisotsuse. Probleeme on kahte tüüpi: stabiliseerumine ja areng.
Stabiliseerimisprobleemideks nimetatakse neid, mille lahendamine on suunatud süsteemi jooksvat tegevust häirivate häirete ärahoidmisele, kõrvaldamisele või kompenseerimisele. Ettevõtte, piirkonna või tööstuse tasandil nimetatakse nende probleemide lahendust tootmise juhtimiseks.
Süsteemide arendamise ja täiustamise probleemideks nimetatakse neid, mille lahendamine on suunatud toimimise efektiivsuse parandamisele, muutes juhtimisobjekti või juhtimissüsteemi omadusi.
Vaatepunktist süsteemne lähenemine probleem on olemasoleva ja soovitud süsteemi erinevuses. Nendevahelist tühimikku täitev süsteem on ehitusobjekt ja seda nimetatakse probleemi lahenduseks.
Olemasolevate soojusvarustuse juhtimissüsteemide analüüs
Süstemaatiline lähenemine on lähenemine objekti (probleemi, protsessi) uurimisele kui süsteemile, milles tuvastatakse toimimist mõjutavad elemendid, sisemised seosed ja seosed keskkonnaga ning määratakse iga elemendi eesmärgid. lähtudes süsteemi üldisest eesmärgist.
Iga tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemi loomise eesmärk on pakkuda kvaliteetset ja usaldusväärset soojusvarustust madalaima hinnaga. See eesmärk sobib tarbijatele, kodanikele, administratsioonile ja poliitikutele. Sama eesmärk peaks olema ka soojusjuhtimissüsteemil.
Täna on olemas 2 soojusvarustuse juhtimissüsteemide peamised tüübid:
1) omavalitsusüksuse või -piirkonna administratsioon ja sellele alluvate riigi soojusvarustusettevõtete juhid;
2) omavalitsusväliste soojusvarustusettevõtete juhtorganid.
Riis. 1. Olemasoleva soojusvarustuse juhtimissüsteemi üldistatud skeem.
Soojusvarustuse juhtimissüsteemi üldistatud skeem on näidatud joonisel fig. 1. See esitab ainult need struktuurid (keskkond), mis võivad tegelikult mõjutada juhtimissüsteeme:
sissetulekute suurendamine või vähendamine;
Sundida minema lisakuludesse;
Muuta ettevõtete juhtimist.
Tõeliseks analüüsiks tuleb lähtuda eeldusest, et tehakse ainult seda, mille eest makstakse või saab vallandada, mitte aga seda, mida deklareeritakse. osariik
Soojusettevõtete tegevust reguleerivad õigusaktid praktiliselt puuduvad. Isegi soojusvarustuse kohalike looduslike monopolide riikliku reguleerimise kord pole täpselt välja toodud.
Soojusvarustus on elamu- ja kommunaalmajanduse ning RAO "UES of Russia" reformide peamine probleem, seda ei saa ei ühes ega teises eraldi lahendada, mistõttu seda praktiliselt ei arvestata, kuigi need reformid on soojusvarustuse kaudu. oleks pidanud olema omavahel seotud. Pole isegi valitsuse heaks kiidetud kontseptsiooni riigi soojusvarustuse arendamiseks, rääkimata reaalsest tegevusprogrammist.
Föderaalasutused ei reguleeri mingil viisil soojusvarustuse kvaliteeti, pole isegi regulatiivseid dokumente, mis määratleksid kvaliteedikriteeriumid. Soojusvarustuse töökindlust reguleeritakse ainult tehnilise järelevalve asutuste kaudu. Kuid kuna nende ja tariifiasutuste vahelist suhtlust pole üheski regulatiivdokumendis kirjeldatud, puudub see sageli. Ettevõtetel on seevastu võimalus ühtegi juhist mitte täita, põhjendades seda rahapuudusega.
Olemasolevate tehniline järelevalve reguleerivad dokumendid taandatakse üksikute tehniliste sõlmede juhtimisele ja nendele, mille kohta on rohkem reegleid. Süsteemi kõigi selle elementide koostoimes ei võeta arvesse, ei tuvastata meetmeid, mis annavad kõige suurema kogu süsteemi mõju.
Soojusvarustuse maksumus on reguleeritud ainult formaalselt. Tariifiseadusandlus on nii üldine, et peaaegu kõik on jäetud föderaalsete ja suuremal määral ka piirkondlike energiakomisjonide otsustada. Soojuse tarbimise normid on reguleeritud ainult uusehitistele. IN valitsuse programmid energiasäästu osa soojusvarustuse kohta praktiliselt puudub.
Selle tulemusena taandus riigi roll maksude kogumisele ja järelevalveasutuste kaudu kohalikele omavalitsustele teavitamisele soojusvarustuse puudujääkidest.
Loomulike monopolide töö, rahvuse olemasolu tagavate majandusharude toimimise eest vastutab täitevvõim parlamendi ees. Probleem pole mitte selles, et föderaalorganid ei tööta rahuldavalt, vaid selles, et föderaalorganite struktuuris puudub tegelikult struktuur.
Siemens on maailmas tunnustatud liider energiasektori süsteemide, sealhulgas kütte- ja veevarustussüsteemide arendamisel. Seda teeb üks osakondadest. Siemens – Ehitustehnoloogiad – “Hoonete automatiseerimine ja ohutus”. Ettevõte pakub täielikku valikut seadmeid ja algoritme katlamajade, soojuspunktide ja pumbajaamade automatiseerimiseks.
1. Küttesüsteemi ehitus
Siemens pakub terviklikku lahendust linna soojus- ja veevarustussüsteemide ühtse juhtimissüsteemi loomiseks. Lähenemise keerukus seisneb selles, et klientidele pakutakse kõike, alustades soojus- ja veevarustussüsteemide hüdrauliliste arvutustega ning lõpetades side- ja dispetšersüsteemidega. Selle lähenemise rakendamise tagab ettevõtte spetsialistide kogunenud kogemus, mis on omandatud aastal erinevad riigidüle maailma erinevate projektide elluviimisel Kesk- ja Ida-Euroopa suurlinnade küttesüsteemide valdkonnas. Käesolevas artiklis käsitletakse soojusvarustussüsteemide struktuure, põhimõtteid ja juhtimisalgoritme, mida nende projektide elluviimisel rakendati.
Soojusvarustussüsteemid ehitatakse peamiselt 3-astmelise skeemi järgi, mille osad on:
1. Erinevat tüüpi soojusallikad, mis on omavahel ühendatud ühtseks silmussüsteemiks
2. Keskküttepunktid (CHP), mis on ühendatud kõrge soojuskandja temperatuuriga (130 ... 150 ° C) põhiküttevõrkudega. Keskküttekeskuses langeb temperatuur järk-järgult kuni maksimaalse temperatuurini 110 ° C, lähtudes ITP vajadustest. Väikeste süsteemide puhul võib keskküttepunktide tase puududa.
3. Individuaalsed soojuspunktid, mis saavad soojusenergiat keskküttejaamast ja tagavad rajatise soojusvarustuse.
Siemensi lahenduste põhiomadus on see, et kogu süsteem põhineb 2-torujaotuse põhimõttel, mis on parim tehniline ja majanduslik kompromiss. See lahendus võimaldab vähendada soojuskadusid ja elektritarbimist võrreldes Venemaal laialdaselt kasutusel olevate 4- või 1-toruliste avatud veevõtuga süsteemidega, mille moderniseerimisse tehtud investeeringud ilma nende struktuuri muutmata ei ole efektiivsed. Selliste süsteemide hoolduskulud kasvavad pidevalt. Vahepeal täpselt majanduslik mõju on süsteemi arendamise ja tehnilise täiustamise otstarbekuse peamine kriteerium. Ilmselgelt tuleks uute süsteemide ehitamisel kasutusele võtta optimaalsed, praktikas testitud lahendused. Kui see on umbes kapitaalremont soojusvarustussüsteemide mitteoptimaalne struktuur, on majanduslikult tasuv üle minna 2-torusüsteemile, kus igas majas on individuaalsed küttepunktid.
Tarbijatele soojuse ja sooja vee varustamisel tekivad haldusfirmal püsikulud, mille struktuur näeb välja selline järgmisel viisil:
Soojuse tootmise kulud tarbimiseks;
soojusallikate kaod ebatäiuslike soojustootmismeetodite tõttu;
soojuskaod küttetrassides;
R elektrikulud.
Kõiki neid komponente saab vähendada optimaalse juhtimise ja kaasaegsete automatiseerimisvahendite kasutamisega igal tasandil.
2. Soojusallikad
On teada, et küttesüsteemides eelistatakse suuri koostootmisallikaid või selliseid, milles soojus on sekundaarne toode, näiteks tööstuslikud protsessid. Just selliste põhimõtete alusel sündiski kaugkütte idee. Varusoojuseallikatena kasutatakse erinevat tüüpi kütusel töötavaid katlaid. gaasiturbiinid Ja nii edasi. Kui peamise soojusallikana on gaasiküttel töötavad katlad, peavad need töötama põlemisprotsessi automaatse optimeerimisega. See on ainus viis säästu saavutamiseks ja heitkoguste vähendamiseks võrreldes iga maja hajutatud soojuse tootmisega.
3. Pumbajaamad
Soojusallikatest pärit soojus kantakse põhiküttevõrkudesse. Soojuskandjat pumbavad üle võrgupumbad, mis töötavad pidevalt. Seetõttu tuleks erilist tähelepanu pöörata pumpade valikule ja tööle. Pumba töörežiim sõltub küttepunktide režiimidest. Voolukiiruse vähenemine koostootmisjaamas toob kaasa pumba(de) tõstekõrguse soovimatu tõusu. Rõhu tõus mõjutab negatiivselt kõiki süsteemi komponente. Parimal juhul suureneb ainult hüdromüra. Mõlemal juhul läheb elektrienergia raisku. Nendel tingimustel tagab pumpade sageduse reguleerimine tingimusteta majandusliku efekti. Kasutatakse erinevaid juhtimisalgoritme. Põhiskeemil hoiab kontroller kiirust muutes pumbas konstantset diferentsiaalrõhku. Tulenevalt asjaolust, et jahutusvedeliku voolukiiruse vähenemisega vähenevad liinide rõhukaod (ruutsõltuvus), on võimalik vähendada ka rõhulanguse seadeväärtust (seadepunkti). Seda pumpade juhtimist nimetatakse proportsionaalseks ja see võimaldab teil pumba töökulusid veelgi vähendada. Pumpade tõhusam juhtimine ülesande korrigeerimisega "kaugpunkti" abil. Sel juhul mõõdetakse rõhulangus põhivõrkude lõpp-punktides. Praegused diferentsiaalrõhu väärtused kompenseerivad rõhku pumbajaamas.
4. Keskküttepunktid (CHP)
Keskküttesüsteemidel on tänapäevastes küttesüsteemides väga oluline roll. Energiasäästlik soojusvarustussüsteem peaks töötama üksikute küttepunktide kasutamisega. See aga ei tähenda, et keskküttejaamad suletakse: need toimivad hüdraulilise stabilisaatorina ja jagavad samal ajal soojusvarustussüsteemi eraldi alamsüsteemideks. ITP kasutamise korral jäetakse keskküttejaamast välja tsentraalse soojaveevarustussüsteemid. Samal ajal läbib keskküttejaama ainult 2 toru, mis on eraldatud soojusvahetiga, mis eraldab põhitrasside süsteemi ITP süsteemist. Seega saab ITP-süsteem töötada nii teiste jahutusvedeliku temperatuuridega kui ka madalamate dünaamiliste rõhkudega. See tagab ITP stabiilse toimimise ja toob samal ajal kaasa investeeringute vähenemise ITP-sse. Koostootmisjaamast pealevoolu temperatuuri korrigeeritakse vastavalt temperatuurigraafikule vastavalt välistemperatuurile, arvestades suvist piirangut, mis sõltub soojuse ja elektri koostootmisjaama soojaveesüsteemi vajadusest. Me räägime jahutusvedeliku parameetrite esialgsest reguleerimisest, mis võimaldab vähendada soojuskadusid sekundaarsetel marsruutidel, samuti pikendada soojusautomaatika komponentide kasutusiga ITP-s.
5. Individuaalsed küttepunktid (ITP)
ITP töö mõjutab kogu soojusvarustussüsteemi efektiivsust. ITP on soojusvarustussüsteemi strateegiliselt oluline osa. Üleminek 4-torusüsteemilt kaasaegsele 2-torusüsteemile on seotud teatud raskustega. Esiteks toob see kaasa investeeringuvajaduse ja teiseks võib ITP kasutuselevõtt ilma teatud „oskusteabeta” vastupidi suurendada. jooksvad kulud fondivalitseja. ITP tööpõhimõte seisneb selles, et küttepunkt asub otse hoones, mida köetakse ja mille jaoks valmistatakse soe vesi. Samal ajal on hoonega ühendatud ainult 3 toru: 2 jahutusvedeliku ja 1 külma veevarustuse jaoks. Nii lihtsustatakse süsteemi torustike ülesehitust ning trasside planeeritud remondi käigus toimub koheselt kokkuhoid torude paigaldamisel.
5.1. Küttekontuuri juhtimine
ITP-kontroller juhib küttesüsteemi soojusvõimsust jahutusvedeliku temperatuuri muutmisega. Küttetemperatuuri seadepunkt määratakse välistemperatuuri ja küttekõvera põhjal (ilmastikuga kompenseeritud juhtimine). Küttekõver määratakse hoone inertsi arvesse võttes.
5.2. Ehitusinerts
Hoonete inertsil on oluline mõju ilmastikuga kompenseeritud küttereguleerimise tulemustele. Kaasaegne ITP-kontroller peab selle mõjuteguriga arvestama. Hoone inerts määratakse hoone ajakonstandi väärtusega, mis jääb vahemikku 10 tunnist paneelmajade puhul kuni 35 tunnini telliskivimajade puhul. Hoone ajakonstandi alusel määrab IHS kontroller nn "kombineeritud" välistemperatuuri, mida kasutatakse parandussignaalina automaatses küttevee temperatuuri reguleerimise süsteemis.
5.3. tuule jõud
Tuul mõjutab oluliselt toatemperatuuri, eriti avatud aladel asuvates kõrghoonetes. Kütte vee temperatuuri korrigeerimise algoritm, võttes arvesse tuule mõju, annab kuni 10% soojusenergia kokkuhoiu.
5.4 Tagasivoolu temperatuuri piirang
Kõik ülalkirjeldatud reguleerimisviisid mõjutavad kaudselt tagasivooluvee temperatuuri langust. See temperatuur on küttesüsteemi ökonoomse töö peamine näitaja. IHS-i erinevate töörežiimide korral saab tagasivooluvee temperatuuri piiramisfunktsioonide abil vähendada. Kõik piiravad funktsioonid toovad aga kaasa kõrvalekaldeid mugavustingimustest ja nende kasutamist peab toetama teostatavusuuring. Kütteringi ühendamise sõltumatutes skeemides ei tohiks soojusvaheti ökonoomse töö korral primaarkontuuri ja küttekontuuri tagasivooluvee temperatuuride erinevus ületada 5 ° C. Säästlikkuse tagab tagasivooluvee temperatuuri dünaamilise piiramise funktsioon ( DRT – tagasivoolu temperatuuri erinevus ): kui primaarkontuuri ja küttekontuuri vahelise tagasivoolu temperatuuri erinevuse seatud väärtus on ületatud, vähendab regulaator küttekandja voolu primaarkontuuris. Samal ajal väheneb ka tippkoormus (joon. 1).
Riis. 6. Kahejuhtmeline liin, mille vahel on kaks koroonatraati, mis asuvad erinevatel kaugustel
16 m; 3 - bp = 8 m; 4 - b,
BIBLIOGRAAFIA
1. Efimov B.V. Tormilained õhuliinides. Apatity: KSC RASi kirjastus, 2000. 134 lk.
2. Kostenko M.V., Kadomskaja K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Ülepinge ja kaitse nende eest
kõrgepinge õhuliinid ja kaabelliinid. L.: Nauka, 1988. 301 lk.
OLEN. Prokhorenkov
LINNA SOOJUSVARUSTUSE JAOTUSJUHTIMISE AUTOMAATSÜSTEEMI EHITAMISE MEETODID
Ressursisäästlike tehnoloogiate juurutamise küsimustele tänapäeva Venemaal pööratakse märkimisväärset tähelepanu. Need probleemid on eriti teravad Kaug-Põhja piirkondades. Linnade katlamajade kütteõli on kütteõli, mida tarnitakse raudteel Venemaa keskpiirkondadest, mis suurendab oluliselt toodetava soojusenergia maksumust. Kestus
aastaga võrreldes on kütteperiood Arktika tingimustes 2-2,5 kuud pikem kesksed piirkonnad riikides, mis on seotud Kaug-Põhja kliimatingimustega. Samal ajal peavad soojus- ja elektriettevõtted tootma vajalikul hulgal soojust auru ja kuuma vee kujul teatud parameetrite (rõhk, temperatuur) all, et tagada kõigi linnainfrastruktuuride elutähtis tegevus.
Tarbijatele tarnitava soojuse tootmise maksumuse vähendamine on võimalik ainult kütuse säästliku põletamise kaudu, ratsionaalne kasutamine elekter ettevõtete enda vajadusteks, soojuskadude minimeerimine transpordi (linna soojusvõrgud) ja tarbimise (hooned, linna ettevõtted) piirkondades, samuti teeninduspersonali arvu vähendamine tootmisobjektidel.
Kõigi nende probleemide lahendamine on võimalik ainult uute tehnoloogiate, seadmete ja tehniliste kontrollide kasutuselevõtuga, mis võimaldavad tagada soojusenergiaettevõtete tegevuse majandusliku efektiivsuse, samuti parandada soojusenergia juhtimise ja toimimise kvaliteeti. elektrisüsteemid.
Probleemi sõnastamine
Linnakütte valdkonna üheks oluliseks ülesandeks on mitme soojusallika paralleelse tööga soojusvarustussüsteemide loomine. Kaasaegsed süsteemid Linnade kaugküttesüsteemid on arenenud väga keerukate, ruumiliselt hajutatud suletud tsirkulatsiooniga süsteemidena. Reeglina puudub tarbijatel iseregulatsiooni omadus, jahutusvedeliku jaotamine toimub spetsiaalselt kavandatud (ühe režiimi jaoks) püsivate hüdrauliliste takistuste eelpaigaldamisega [1]. Sellega seoses põhjustab auru ja kuuma vee tarbijate soojusenergia valiku juhuslik iseloom soojusenergiasüsteemi (TPP) kõigis elementides dünaamiliselt keerukaid mööduvaid protsesse.
Kaugseadmete seisukorra ja kontrollitavates punktides (CP) asuvate seadmete juhtimine on võimatu ilma keskküttepunktide ja pumbajaamade (ASDK ja U TsTP ja NS) dispetšerjuhtimise ja juhtimise automatiseeritud süsteemi väljatöötamiseta. linn. Seetõttu üks tegelikud probleemid on soojusenergia voogude juhtimine, võttes arvesse nii soojusvõrkude endi kui ka energiatarbijate hüdraulilisi omadusi. See nõuab soojusvarustussüsteemide loomisega seotud probleemide lahendamist, kus paralleelselt
Linna üldises soojusvõrgus ja üldise soojuskoormuse graafiku alusel töötavad mitmed soojusallikad (soojajaamad - TS)). Sellised süsteemid võimaldavad kütte ajal kütust säästa, suurendada põhiseadmete koormusastet ja töötada katlaüksused optimaalsete efektiivsusväärtustega režiimides.
Küttekatlamaja tehnoloogiliste protsesside optimaalse juhtimise probleemide lahendamine
Riikliku piirkondliku soojusenergia ettevõtte (GOTEP) "TEKOS" küttekatlamaja "Severnaja" tehnoloogiliste protsesside optimaalse juhtimise probleemid energiasäästu- ja keskkonnakaitseseadmete impordiprogrammi toetuse raames. ja materjalid (PIEPOM), tarniti seadmeid (rahastas USA valitsus). See seade ja selle jaoks välja töötatud tarkvara võimaldasid lahendada paljusid rekonstrueerimisega seotud probleeme baasettevõte GOTEP "TEKOS" ja saadud tulemused - korrata piirkonna soojus- ja elektriettevõtetele.
TS katlasõlmede juhtimissüsteemide rekonstrueerimise aluseks oli keskjuhtimispuldi ja lokaalsete automaatjuhtimissüsteemide vananenud automatiseerimisvahendite asendamine kaasaegse mikroprotsessoripõhise hajutatud juhtimissüsteemiga. Honeywelli mikroprotsessorsüsteemil (MPS) TDC 3000-S (Supper) põhinev katelde hajutatud juhtimissüsteem pakkus ühtse integreeritud lahenduse kõigi süsteemifunktsioonide rakendamiseks TS tehnoloogiliste protsesside juhtimiseks. Kasutataval MPS-il on väärtuslikud omadused: juhtimis- ja tööfunktsioonide paigutuse lihtsus ja nähtavus; paindlikkus protsessi kõigi nõuete täitmisel, võttes arvesse töökindlusnäitajaid (töötamine teise arvuti "kuumas" ooterežiimis ja USO), kättesaadavust ja tõhusust; lihtne juurdepääs kõikidele süsteemiandmetele; teenindusfunktsioonide muutmise ja laiendamise lihtsus ilma süsteemile tagasisideta;
teabe esitamise parem kvaliteet otsustamiseks mugavas vormis (sõbralik intelligentne operaatoriliides), mis aitab vähendada operatiivpersonali vigu TS-protsesside toimimisel ja juhtimisel; protsessijuhtimissüsteemide dokumentatsiooni loomine arvutis; objekti suurenenud töövalmidus (juhtimissüsteemi enesediagnostika tulemus); paljutõotav kõrge innovatsioonitasemega süsteem. Süsteemis TDC 3000 - S (joonis 1) on võimalik ühendada teiste tootjate väliseid PLC kontrollereid (see võimalus on realiseeritud PLC lüüsi mooduli olemasolul). Kuvatakse teave PLC-kontrolleritelt
See kuvatakse TOC-s punktide massiivina, mis on saadaval kasutajaprogrammidest lugemiseks ja kirjutamiseks. See võimaldab andmete kogumiseks kasutada jaotatud sisend-/väljundjaamu, mis on paigaldatud kontrollitavate objektide vahetusse lähedusse, ja edastada andmeid TOC-le infokaabli kaudu, kasutades üht standardprotokollidest. See valik võimaldab integreerida uusi juhtimisobjekte, sealhulgas keskküttepunktide ja pumbajaamade juhtimise ja juhtimise automatiseeritud süsteemi (ASDKiU TsTPiNS), ettevõtte olemasolevasse automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi ilma kasutajate jaoks väliseid muudatusi tegemata.
kohalik arvutivõrk
Universaalsed jaamad
Arvutirakenduslik ajalugu
lüüsi mooduli moodul
Kohalik võrk juhtimine
Põhivärav
I Reserv (ARMM)
Täiustusmoodul. Advanced Process Manager (ARMM)
Universaalne juhtimisvõrk
I/O kontrollerid
Kaabliteed 4-20 mA
I/O jaam SIMATIC ET200M.
I/O kontrollerid
PLC-seadmete võrk (PROFIBUS)
Kaabliteed 4-20 mA
Vooluandurid
Temperatuuriandurid
Rõhuandurid
Analüsaatorid
Regulaatorid
Sagedusjaamad
värava ventiilid
Vooluandurid
Temperatuuriandurid
Rõhuandurid
Analüsaatorid
Regulaatorid
Sagedusjaamad
värava ventiilid
Riis. 1. Teabe kogumine hajutatud PLC-jaamade abil, selle edastamine TDC3000-S-ile visualiseerimiseks ja töötlemiseks, millele järgneb juhtsignaalide väljastamine
Läbiviidud eksperimentaalsed uuringud on näidanud, et aurukatlas selle töörežiimidel toimuvad protsessid on juhuslikud ja mittestatsionaarsed, mida kinnitavad matemaatilise töötluse ja statistilise analüüsi tulemused. Võttes arvesse aurukatlas toimuvate protsesside juhuslikkust, võetakse matemaatilise ootuse (MO) M(t) ja dispersiooni 5 (?) nihke kohta piki juhtimise põhikoordinaate hinnanguid mõõtmiseks. kontrolli kvaliteet:
Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMix (t) ^ min
kus Mzn(t), Mmn(t) on aurukatla peamiste reguleeritavate parameetrite seatud ja praegune MO: õhuhulk, kütusekogus ja katla auru väljund.
s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)
kus 52Tn, 5zn2(t) on aurukatla peamiste juhitavate parameetrite voolutugevus ja seatud hälbed.
Siis on kontrollikvaliteedi kriteeriumil vorm
Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)
kus n = 1,...,j; - ß - kaalukoefitsiendid.
Sõltuvalt katla töörežiimist (reguleeriv või põhiline) tuleks koostada optimaalne juhtimisstrateegia.
Aurukatla töörežiimi juhtimiseks peaks juhtimisstrateegia olema suunatud rõhu hoidmisele aurukollektoris konstantsena, sõltumata soojustarbijate aurutarbimisest. Selle töörežiimi puhul aururõhu nihke hinnang peamises aurupäises kujul
ep (/) = Pz(1) - Pm () ^B^ (4)
kus VD, Pt(0 - aururõhu seatud ja praegused keskmised väärtused peamises aurupäises.
Aururõhu nihkumine peamises aurukollektoris dispersiooni teel, võttes arvesse punkti (4), on kujul
(0 = -4r(0 ^^ (5)
kus (UrzOO, art(0 - antud ja praeguse rõhu dispersioonid.
Mitmeühendusega katla juhtimissüsteemi ahelate regulaatorite ülekandekoefitsientide reguleerimiseks kasutati hägusloogika meetodeid.
Automatiseeritud aurukatelde piloottöö käigus kogunes statistiline materjal, mis võimaldas saada võrdlevaid (mitteautomaatsete katlaagregaatide tööga) näitajaid uute meetodite ja juhtimisseadmete kasutuselevõtu tehnilisest ja majanduslikust efektiivsusest ning jätkata rekonstrueerimistööd. teistel kateldel. Nii saadi mitteautomaatsete aurukatelde nr 9 ja 10, samuti automatiseeritud aurukatelde nr 13 ja 14 poolaastase tööperioodi kohta tulemused, mis on toodud tabelis 1.
Termojaama optimaalse koormuse parameetrite määramine
Sõiduki optimaalse koormuse määramiseks on vaja teada nende aurugeneraatorite ja katlamaja kui terviku energiaomadusi, milleks on tarnitud kütusekoguse ja saadud soojuse suhe.
Nende omaduste leidmise algoritm sisaldab järgmisi samme:
Tabel 1
Katla töönäitajad
Näitaja nimi Lüpsikatelde indikaatorite väärtus
№9-10 № 13-14
Soojuse tootmine, Gcal Kütusekulu, t Kütuse erikulu 1 Gcal soojusenergia tootmiseks, kg etalonkütust cal 170 207 20 430 120,03 217 626 24 816 114,03
1. Katelde soojusliku jõudluse määramine nende töö erinevatel koormusrežiimidel.
2. Soojuskadude A () määramine, võttes arvesse katelde efektiivsust ja nende kasulikku koormust.
3. Katlasõlmede koormuskarakteristikute määramine nende muutumise vahemikus minimaalsest lubatavast maksimumini.
4. Lähtudes aurukatelde summaarsete soojuskadude muutusest, nende energiaomaduste määramine, kajastades standardkütuse tunnikulu, vastavalt valemile 5 = 0,0342 (0, + AC?).
5. Katlamajade (TS) energiaomaduste saamine katelde energiaomaduste abil.
6. TS energiaomadusi arvestades kontrollotsuste kujundamine nende laadimise järjestuse ja järjekorra kohta kütteperioodil, aga ka suvehooajal.
Teiseks oluliseks allikate paralleeltalitluse (TS) korraldamise küsimuseks on katlamajade koormust oluliselt mõjutavate tegurite väljaselgitamine ning soojusvarustuse juhtimissüsteemi ülesanded tagada tarbijatele vajalik kogus soojusenergiat, kui võimalik. minimaalne kulu selle tootmiseks ja edastamiseks.
Esimese probleemi lahendamine toimub tarnegraafikute sidumisega soojuse kasutamise graafikutega soojusvahetite süsteemi abil, teise lahenduseks on tarbijate soojuskoormuse ja selle tootmise vahelise vastavuse tuvastamine, st planeerides koormuse muutust ja vähendades kadusid soojusenergia ülekandmisel. Soojuse tarnimise ja kasutamise ajakavade sidumise tagamine peaks toimuma kohaliku automaatika kasutamise kaudu vaheetappidel soojusenergia allikatest kuni selle tarbijateni.
Teise probleemi lahendamiseks tehakse ettepanek rakendada energiaallikate (ES) majanduslikult põhjendatud võimalusi arvestades tarbijate planeeritud koormuse hindamise funktsioone. Selline lähenemine on võimalik hägusloogika algoritmide realiseerimisel põhinevate situatsioonikontrolli meetodite abil. Peamine tegur, mis oluliselt mõjutab
katlamajade soojuskoormus on see osa sellest, mida kasutatakse hoonete kütmiseks ja sooja veevarustuseks. Hoonete kütmiseks kasutatav keskmine soojusvoog (vattides) määratakse valemiga
kus /alates - teatud perioodi keskmine välistemperatuur; r( - köetava ruumi siseõhu keskmine temperatuur (temperatuur, mida tuleb hoida etteantud tasemel); / 0 - hinnanguline välisõhu temperatuur kütte projekteerimiseks;<70 - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий в Ваттах на 1 м площади здания при температуре /0; А - общая площадь здания; Кх - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии конкретных данных его можно считать равным 0,25).
Valemist (6) on näha, et hoonete kütmise soojuskoormuse määrab peamiselt välisõhu temperatuur.
Hoonete sooja veevarustuse keskmine soojusvoog (vattides) määratakse avaldise abil
1,2w(a + ^)(55 - ^) lk
Yt „. "_ Koos"
kus m on tarbijate arv; a - kuuma veevarustuse veetarbimise määr temperatuuril +55 ° C inimese kohta päevas liitrites; b - avalikes hoonetes tarbitava kuuma veevarustuse veetarbimise määr temperatuuril +55 ° C (eeldatavalt 25 liitrit päevas inimese kohta); c on vee soojusmahtuvus; /x - külma (kraani)vee temperatuur kütteperioodil (eeldatavalt +5 °C).
Avaldise (7) analüüs näitas, et sooja veevarustuse keskmise soojuskoormuse arvutamisel osutub see konstantseks. Soojusenergia tegelik ammutamine (kraanist kuuma vee kujul) on erinevalt arvutatud väärtusest juhuslik, mis on seotud kuuma vee analüüsi suurenemisega hommikul ja õhtul ning soojusenergia vähenemisega. valik päeval ja öösel. Joonisel fig. 2, 3 näitab muutuste graafikuid
Õli 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 212 313 214 215 213 313 1 3 314 315 316 317
kuu päevad
Riis. 2. Vee temperatuuri muutuste graafik koostootmisjaamas N9 5 (7 - otsene boileri vesi,
2 - otsene kvartalis, 3 - vesi sooja veevarustuseks, 4 - vastupidine kvartaalne, 5 - tagasivooluboileri vesi) ja välisõhu temperatuurid (6) ajavahemikul 1. veebruar kuni 4. veebruar 2009
kuuma vee rõhk ja temperatuur TsTP nr 5 jaoks, mis saadi Murmanski SDKi U TsTP ja NS arhiivist.
Soojade päevade saabudes, mil välistemperatuur ei lange viie päeva jooksul alla +8 °C, lülitatakse tarbijate küttekoormus välja ja soojusvõrk töötab sooja veevarustuse vajadusteks. Keskmine soojusvoog kuuma veevarustusse mittekütteperioodil arvutatakse valemiga
kus on külma (kraani)vee temperatuur mittekütteperioodil (eeldatavalt +15 °С); p - koefitsient, mis võtab arvesse kuuma veevarustuse keskmise veetarbimise muutust mittekütteperioodil kütteperioodi suhtes (0,8 - elamu- ja kommunaalsektoris, 1 - ettevõtetes).
Võttes arvesse valemeid (7), (8), arvutatakse energiatarbijate soojuskoormuse graafikud, mis on aluseks TS soojusenergiaga varustamise tsentraliseeritud reguleerimise ülesannete koostamisel.
Linna keskküttepunktide ja pumbajaamade dispetšerjuhtimise ja juhtimise automatiseeritud süsteem
Murmanski linna eripäraks on see, et see asub künklikul alal. Minimaalne kõrgus on 10 m, maksimaalne on 150 m. Sellega seoses on küttevõrkudel raske piesomeetriline graafik. Seoses suurenenud veesurvega esialgsetes lõikudes suureneb õnnetusjuhtumite arv (torurebendid).
Kaugobjektide oleku operatiivjuhtimiseks ja kontrollitavates punktides (CP) asuvate seadmete juhtimiseks,
Riis. Joonis 3. Keskküttejaamas nr 5 veerõhu muutuse graafik ajavahemikul 1. veebruar kuni 4. veebruar 2009: 1 - sooja veevarustus, 2 - otse boileri vesi, 3 - otsene kord kvartalis, 4 - vastupidine kord kvartalis,
5 - külm, 6 - tagasivoolu boileri vesi
töötas välja Murmanski linna ASDKiUCTPiNS. Kontrollitavad punktid, kuhu rekonstrueerimistööde käigus paigaldati telemehaanikaseadmed, asuvad peaettevõttest kuni 20 km kaugusel. Side CP telemehaanikaseadmetega toimub spetsiaalse telefoniliini kaudu. Keskkatlaruumid (CTP) ja pumbajaamad on eraldi hooned, kuhu on paigaldatud tehnoloogilised seadmed. Juhtpaneeli andmed saadetakse TEKOS ettevõtte Severnaja TS territooriumil asuvasse juhtimisruumi (dispetšeri PCARM-is) ja TS serverisse, misjärel muutuvad need kättesaadavaks ettevõtte kohtvõrgu kasutajatele. oma tootmisprobleemide lahendamiseks.
Vastavalt ASDKiUTSTPiNS-i abil lahendatud ülesannetele on kompleks kahetasandilise struktuuriga (joonis 4).
Tase 1 (ülemine, rühm) - dispetšerikonsool. Sellel tasemel rakendatakse järgmisi funktsioone: tehnoloogiliste protsesside tsentraliseeritud juhtimine ja kaugjuhtimine; andmete kuvamine juhtpaneeli ekraanil; moodustamine ja väljastamine
ühtlane dokumentatsioon; ülesannete kujundamine ettevõtte automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemis linna soojusjaamade paralleelse töörežiimide haldamiseks üldise linna soojusvõrgu jaoks; ettevõtte kohtvõrgu kasutajate juurdepääs tehnoloogilise protsessi andmebaasile.
Tase 2 (kohalik, lokaalne) - CP-seadmed, millele on paigaldatud andurid (alarmid, mõõtmised) ja lõplikud ajamid. Sellel tasemel rakendatakse teabe kogumise ja esmase töötlemise, täiturmehhanismide juhtimistoimingute väljastamise funktsioone.
Funktsioonid, mida täidab linna ASDKiUCTPiNS
Teabefunktsioonid: rõhuandurite näitude, temperatuuri, veevoolu ja täiturmehhanismide oleku juhtimine (sisse/välja, lahti/sulgemine).
Juhtimisfunktsioonid: võrgupumpade, soojaveepumpade, muude käigukasti tehnoloogiliste seadmete juhtimine.
Visualiseerimis- ja registreerimisfunktsioonid: kõik teabeparameetrid ja signalisatsiooniparameetrid kuvatakse operaatorijaama trendidel ja mnemoonilistel diagrammidel; kogu info
Dispetšeri arvutitööjaam
Adapter SHV/K8-485
Spetsiaalsed telefoniliinid
KP kontrollerid
Riis. 4. Kompleksi plokkskeem
parameetrid, signaalimisparameetrid, juhtkäsud registreeritakse andmebaasis perioodiliselt, samuti olekumuutuste korral.
Alarmfunktsioonid: elektrikatkestus käigukasti juures; üleujutusanduri aktiveerimine kontrollpunktis ja valve kontrollpunktis; signaalimine torustike piirava (kõrge/madala) rõhu anduritelt ja täiturmehhanismide oleku avariimuutuste saatjatelt (sisse/välja, avatud/sulge).
Otsustamist toetava süsteemi kontseptsioon
Kaasaegne automatiseeritud protsessijuhtimissüsteem (APCS) on mitmetasandiline inimene-masin juhtimissüsteem. Mitmetasandilise automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi dispetšer saab teavet arvutimonitorilt ja tegutseb sellest märkimisväärsel kaugusel asuvatel objektidel, kasutades selleks telekommunikatsioonisüsteeme, kontrollereid ja intelligentseid täiturmehhanisme. Seega saab dispetšer ettevõtte tehnoloogilise protsessi juhtimise peategelaseks. Soojusenergeetika tehnoloogilised protsessid on potentsiaalselt ohtlikud. Seega kahekordistub registreeritud õnnetuste arv kolmekümne aasta jooksul ligikaudu iga kümne aasta järel. On teada, et keerukate energiasüsteemide püsiseisundi režiimides on algandmete ebatäpsusest tulenevad vead 82-84%, mudeli ebatäpsuse tõttu - 14-15%, meetodi ebatäpsuse tõttu - 2 -3%. Vigade suure osakaalu tõttu algandmetes on viga ka sihtfunktsiooni arvutamisel, mis põhjustab süsteemi optimaalse töörežiimi valimisel märkimisväärset ebakindlust. Neid probleeme saab kõrvaldada, kui käsitleme automatiseerimist mitte ainult kui võimalust asendada käsitsi tööd otseselt tootmisjuhtimises, vaid kui analüüsi-, prognoosi- ja kontrollivahendit. Üleminek dispetšertelt otsustusabisüsteemile tähendab üleminekut uuele kvaliteedile - ettevõtte intelligentsele infosüsteemile. Iga õnnetus (välja arvatud looduskatastroofid) põhineb inimlikul (operaatori) veal. Selle üheks põhjuseks on vana, traditsiooniline lähenemine keerukate juhtimissüsteemide ehitamisele, mis on keskendunud uusima tehnoloogia kasutamisele.
teaduse ja tehnoloogia saavutusi, alahinnates samas vajadust kasutada olukorrajuhtimise meetodeid, juhtimisalasüsteemide integreerimise meetodeid, aga ka inimesele (dispetšerile) keskendunud tõhusa inimese-masina liidese ülesehitamist. Samas on ette nähtud andmeanalüüsi, olukordade prognoosimise ja asjakohaste otsuste tegemise dispetšeri funktsioonid üle anda intelligentsete otsustussüsteemide (ISDS) komponentidele. SPID kontseptsioon sisaldab mitmeid tööriistu, mida ühendab ühine eesmärk – soodustada ratsionaalsete ja tõhusate juhtimisotsuste vastuvõtmist ja elluviimist. SPPIR on interaktiivne automatiseeritud süsteem, mis toimib intelligentse vahendajana, mis säilitab loomuliku keele kasutajaliidese 3CAOA süsteemiga ning kasutab mudelile ja alusele vastavaid otsustusreegleid. Koos sellega täidab SPPIR dispetšeri automaatse jälgimise funktsiooni teabe analüüsi, tuvastamise ja olukordade prognoosimise etappides. Joonisel fig. Joonisel 5 on kujutatud SPPIR ülesehitust, mille abil TS dispetšer haldab mikrorajooni soojusvarustust.
Eeltoodu põhjal saab tuvastada mitmeid hägusaid keelelisi muutujaid, mis mõjutavad TS koormust ja sellest tulenevalt ka soojusvõrkude tööd. Need muutujad on toodud tabelis. 2.
Olenevalt aastaajast, kellaajast, nädalapäevast, aga ka väliskeskkonna omadustest arvutab olukorra hindamisüksus soojusenergiaallikate tehnilise seisukorra ja nõutava jõudluse. Selline lähenemine võimaldab lahendada kaugkütte kütusesäästlikkuse probleeme, tõsta põhiseadmete koormusastet ja töötada katelde optimaalsete kasuteguritega režiimides.
Linna soojusvarustuse hajutatud juhtimise automatiseeritud süsteemi ehitamine on võimalik järgmistel tingimustel:
küttekatlamajade katlasõlmede automatiseeritud juhtimissüsteemide juurutamine. (Automaatsete protsessijuhtimissüsteemide juurutamine TS "Severnaja"
Riis. 5. Mikrorajooni küttekatlamaja SPPIR struktuur
tabel 2
Küttekatlamaja koormust määravad keelelised muutujad
Märkus Nimi Väärtuste vahemik (universaalne komplekt) Tingimused
^kuu Kuu jaanuar-detsember jaan, veebr, märts, aprill, mai, juuni, juuli, aug, sept, okt, nov , "dets"
T-nädal Töötav nädalapäev või nädalavahetus "töö", "puhkus"
TSug Kellaaeg 00:00 kuni 24:00 "öö", "hommik", "päev", "õhtu"
t 1 n.v Välisõhu temperatuur vahemikus -32 kuni +32 ° С "madalam", "-32", "-28", "-24", "-20", "-16", "-12", "- 8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "üle"
1" Tuule kiirus 0 kuni 20 m/s "0", "5", "10", "15", "kõrgem"
sätestas katelde nr 13,14 kütuse erikulu määra vähenemise võrreldes kateldega nr 9,10 5,2%. Energiasääst pärast sagedusvektorite paigaldamist katla nr 13 ventilaatorite ja suitsuärastite ajamitele moodustas 36% (erikulu enne rekonstrueerimist - 3,91 kWh/Gcal, pärast rekonstrueerimist - 2,94 kWh/Gcal ja
nr 14 - 47% (elektri eritarbimine enne rekonstrueerimist - 7,87 kWh/Gcal, pärast rekonstrueerimist - 4,79 kWh/Gcal));
linna ASDKiUCTPiNS väljatöötamine ja rakendamine;
teabe tugimeetodite tutvustamine TS-operaatoritele ja linna ASDKiUCTPiNS-ile, kasutades SPPIR-i kontseptsiooni.
BIBLIOGRAAFIA
1. Shubin E.P. Linna soojusvarustussüsteemide projekteerimise põhiküsimused. M.: Energia, 1979. 360 lk.
2. Prokhorenkov A.M. Küttekatlamajade rekonstrueerimine teabe- ja juhtimiskomplekside alusel // Nauka proizvodstvo. 2000. nr 2. S. 51-54.
3. Prohhorenkov A.M., Sovlukov A.S. Hägused mudelid katla agregaatide tehnoloogiliste protsesside juhtimissüsteemides // Arvutistandardid ja liidesed. 2002 kd. 24. Lk 151-159.
4. Mesarovich M., Mako D., Takahara Y. Hierarhiliste mitmetasandiliste süsteemide teooria. M.: Mir, 1973. 456 lk.
5. Prokhorenkov A.M. Meetodid juhuslike protsessikarakteristikute tuvastamiseks infotöötlussüsteemides // IEEE Transactions on instrumentation and mõõte. 2002 kd. 51, nr 3. Lk 492-496.
6. Prokhorenkov A.M., Kachala H.M. Juhuslik signaalitöötlus digitaalsetes tööstuslikes juhtimissüsteemides // Digitaalne signaalitöötlus. 2008. nr 3. S. 32-36.
7. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Juhuslike protsesside klassifitseerimistunnuste määramine // Measurement Techniques. 2008 kd. 51, nr 4. Lk 351-356.
8. Prokhorenkov A.M., Kachala H.M. Juhuslike protsesside klassifitseerimistunnuste mõju mõõtmistulemuste töötlemise täpsusele // Izmeritelnaya tekhnika. 2008. nr 8. S. 3-7.
9. Prohhorenkov A.M., Kachala N.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Infosüsteem juhuslike protsesside analüüsimiseks mittestatsionaarsetes objektides // Proc. kolmanda IEEE Int. Töötuba intelligentsest andmehõivest ja täiustatud arvutisüsteemidest: tehnoloogia ja rakendused (IDAACS "2005). Sofia, Bulgaaria. 2005. Lk 18-21.
10. Methods of Robust Neuro-Fuzzy and Adaptive Control, Ed. N.D. Yegupova // M.: MSTU kirjastus im. N.E. Bauman, 2002". 658 lk.
P. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Juhuslike häirete mõju all olevate juhtimissüsteemide regulaatorite häälestamise adaptiivsete algoritmide tõhusus // BicrniK: teaduslik ja tehniline. hästi. Eriväljaanne. Tšerkassi Riiklik Tehnoloogia. un-t.-Tšerkask. 2009. S. 83-85.
12. Prohhorenkov A.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Andmete hooldus tööstusliku kontrolli all olevate otsustusprotsesside jaoks // BicrniK: teaduslik ja tehniline. hästi. Eriväljaanne. Tšerkassi Riiklik Tehnoloogia. un-t. Tšerkask. 2009. S. 89-91.
Artikkel on pühendatud Trace Mode SCADA süsteemi kasutamisele linna kaugkütteseadmete operatiivseks kaugjuhtimiseks. Rajatis, kus kirjeldatud projekt ellu viidi, asub Arhangelski oblasti lõunaosas (Velski linn). Projekt näeb ette soojuse ettevalmistamise ja jaotamise protsessi operatiivset jälgimist ja juhtimist linna elutähtsate objektide kütmiseks ja sooja veega varustamiseks.
CJSC SpetsTeploStroy, Jaroslavl
Probleemi ja süsteemi vajalike funktsioonide kirjeldus
Eesmärk, millega meie ettevõte silmitsi seisis, oli suure linnaosa kütmiseks magistraalvõrgu rajamine kõrgtehnoloogiliste ehitusmeetoditega, kus võrgu ehitamiseks kasutati eelisoleeritud torusid. Selleks ehitati viisteist kilomeetrit põhiküttevõrke ja seitse keskküttepunkti (CHP). Keskküttejaama otstarve - kasutades GT-CHP ülekuumendatud vett (graafiku järgi 130/70 °С), valmistab soojuskandja ette kvartalisiseste soojusvõrkude jaoks (graafiku järgi 95/70 °С) ja soojendab vett kuni 60 °С sooja tarbeveevarustuse (sooja veevarustuse) vajadusteks, TsTP töötab sõltumatul suletud skeemil.
Ülesande püstitamisel võeti arvesse palju nõudeid, mis tagavad koostootmisjaama energiasäästliku tööpõhimõtte. Siin on mõned kõige olulisemad:
teostada küttesüsteemi ilmastikust sõltuvat juhtimist;
Säilitada sooja vee parameetrid etteantud tasemel (temperatuur t, rõhk P, vooluhulk G);
Säilitage etteantud tasemel kütte jahutusvedeliku parameetrid (temperatuur t, rõhk P, vool G);
Korraldada soojusenergia ja soojuskandja äriarvestust vastavalt kehtivatele regulatiivdokumentidele (RD);
Pakkuda ATS-i (reservi automaatne ülekandmine) pumbad (võrk ja sooja veevarustus) mootoriressursi võrdsustusega;
Teostage põhiparameetrite korrigeerimine vastavalt kalendrile ja reaalajakellale;
Teostada perioodilist andmeedastust juhtimisruumi;
Teostada mõõtevahendite ja tööseadmete diagnostikat;
Keskküttejaamas valves olevate töötajate puudumine;
Jälgige hädaolukordade esinemist ja teavitage sellest kohe hoolduspersonali.
Nende nõuete tulemusena määrati loodava operatiiv-kaugjuhtimissüsteemi funktsioonid. Valiti automatiseerimise ja andmeedastuse põhi- ja abivahendid. Süsteemi kui terviku töökindluse tagamiseks valiti SCADA-süsteem.
Süsteemi vajalikud ja piisavad funktsioonid:
1_Teabefunktsioonid:
Tehnoloogiliste parameetrite mõõtmine ja kontroll;
Signaliseerimine ja parameetrite kõrvalekallete registreerimine kehtestatud piiridest;
Operatiivandmete moodustamine ja personalile väljastamine;
Arhiveerimine ja parameetrite ajaloo vaatamine.
2_Juhtimisfunktsioonid:
Oluliste protsessiparameetrite automaatne reguleerimine;
Välisseadmete (pumbad) kaugjuhtimine;
Tehnoloogiline kaitse ja blokeerimine.
3_Teenuse funktsioonid:
Tarkvara- ja riistvarakompleksi enesediagnostika reaalajas;
Andmete edastamine juhtimisruumi graafiku alusel, nõudmisel ja hädaolukorras;
Arvutusseadmete ja sisend/väljundkanalite töövõime ja korrektse toimimise testimine.
Mis mõjutas automatiseerimisvahendite valikut
ja tarkvara?
Põhiliste automatiseerimisvahendite valikul lähtuti peamiselt kolmest tegurist – see on hind, töökindlus ning seadistuste ja programmeerimise mitmekülgsus. Nii valiti iseseisvaks tööks keskküttejaamas ja andmete edastamiseks Saia-Burgessi PCD2-PCD3 seeria tasuta programmeeritavad kontrollerid. Juhtruumi loomiseks valiti kodumaine SCADA süsteem Trace Mode 6. Andmeedastuseks otsustati kasutada tavalist mobiilside: kasutada tavapärast kõnekanalit andmeedastuseks ja SMS-sõnumite edastamiseks personali kiireks teavitamiseks hädaolukordadest.
Mis on süsteemi tööpõhimõte
ja jälgimisrežiimis juhtimise rakendamise funktsioonid?
Nagu paljudes sarnastes süsteemides, antakse regulatiivsetele mehhanismidele otsese mõju juhtimise funktsioonid madalamale tasemele ja kogu süsteemi kui terviku juhtimine viiakse üle kõrgemale. Jätan teadlikult välja alumise astme (kontrollerite) töö ja andmeedastusprotsessi kirjelduse ning lähen otse ülemise kirjelduse juurde.
Kasutamise hõlbustamiseks on juhtimisruum varustatud kahe monitoriga personaalarvutiga (PC). Andmed kõigist punktidest kogutakse dispetšerkontrollerisse ja edastatakse RS-232 liidese kaudu arvutis töötavasse OPC serverisse. Projekti rakendatakse Trace Mode versioonis 6 ja see on mõeldud 2048 kanalile. See on kirjeldatud süsteemi rakendamise esimene etapp.
Ülesande rakendamise tunnuseks jälgimisrežiimis on katse luua mitme aknaga liides, mis võimaldab jälgida soojusvarustuse protsessi võrgurežiimis nii linnadiagrammil kui ka soojuspunktide mnemoskeemidel. . Mitme akna liidese kasutamine võimaldab lahendada dispetšeri ekraanil suure hulga teabe kuvamise probleeme, mis peaks olema piisav ja samas mitte üleliigne. Mitme akna liidese põhimõte võimaldab juurdepääsu mis tahes protsessi parameetritele vastavalt akende hierarhilisele struktuurile. Samuti lihtsustab see süsteemi juurutamist rajatises, kuna selline liides on välimuselt väga sarnane Microsofti perekonna laialt levinud toodetega ning sellel on sarnased menüüseadmed ja tööriistaribad, mis on tuttavad igale personaalarvuti kasutajale.
Joonisel fig. 1 näitab süsteemi põhikuva. See kuvab skemaatiliselt põhiküttevõrku koos soojusallika (CHP) ja keskküttepunktide (esimesest seitsmendani) näiduga. Ekraanil kuvatakse teave rajatiste hädaolukordade esinemise kohta, hetke välisõhu temperatuur, igast punktist viimase andmeedastuse kuupäev ja kellaaeg. Soojusvarustusobjektid on varustatud hüpikvihjetega. Ebatavalise olukorra ilmnemisel hakkab diagrammil olev objekt vilkuma ning häireraportis ilmuvad andmete edastamise kuupäeva ja kellaaja kõrvale sündmusekirje ja punane vilkuv indikaator. Võimalik on vaadata suurendatud soojuse parameetreid nii koostootmisjaama kui ka kogu soojusvõrgu kohta tervikuna. Selleks keelake häirete ja hoiatuste aruannete loendi kuvamine (nupp "OTiP").
Riis. 1. Süsteemi põhiekraan. Velski linna soojusvarustusrajatiste asukoha skeem
Soojuspunkti mnemoonilisele diagrammile lülitumiseks on kaks võimalust – peate klõpsama linnakaardil ikooni või soojuspunkti kirjaga nuppu.
Teisel ekraanil avaneb alajaama mnemoskeem. Seda tehakse nii keskküttejaama konkreetse olukorra jälgimise hõlbustamiseks kui ka süsteemi üldise seisukorra jälgimiseks. Nendel ekraanidel visualiseeritakse reaalajas kõik juhitavad ja reguleeritavad parameetrid, sh soojusarvestitelt loetavad parameetrid. Kõik tehnoloogilised seadmed ja mõõteriistad on varustatud hüpikvihjetega vastavalt tehnilisele dokumentatsioonile.
Seadmete ja automaatikavahendite pilt mnemoonilisel diagrammil on võimalikult lähedane tegelikule vaatele.
Mitme akna liidese järgmisel tasemel saate otse juhtida soojusülekande protsessi, muuta seadeid, vaadata tööseadmete omadusi ja jälgida parameetreid reaalajas koos muudatuste ajalooga.
Joonisel fig. 2 näitab ekraaniliidest peamiste automatiseerimisvahendite (juhtkontrolleri ja soojusarvesti) vaatamiseks ja haldamiseks. Kontrolleri haldusekraanil on võimalik muuta SMS-teadete saatmise telefoninumbreid, keelata või lubada hädaabi- ja infoteadete edastamist, juhtida andmeedastuse sagedust ja hulka ning seada parameetreid mõõtevahendite enesediagnostikaks. Soojusarvesti ekraanil saate vaadata kõiki seadistusi, muuta saadaolevaid seadistusi ja juhtida andmevahetuse režiimi kontrolleriga.
Riis. 2. Vzlet TSRV soojuskalkulaatori ja PCD253 kontrolleri juhtekraanid
Joonisel fig. 3 on kujutatud juhtseadmete (juhtventiilide ja pumbarühmade) hüpikpaneele. See kuvab selle seadme hetkeoleku, vea üksikasjad ja mõned parameetrid, mis on vajalikud enesediagnostikaks ja kontrollimiseks. Seega on pumpade puhul väga olulised parameetrid kuivtöörõhk, MTBF ja käivitusviivitus.
Riis. 3. Juhtpaneel pumbarühmade ja juhtventiili jaoks
Joonisel fig. 4 näitab ekraane parameetrite ja juhtimisahelate jälgimiseks graafilisel kujul koos võimalusega vaadata muudatuste ajalugu. Kõik soojussõlme juhitavad parameetrid kuvatakse parameetrite ekraanil. Need on rühmitatud vastavalt nende füüsikalisele tähendusele (temperatuur, rõhk, vooluhulk, soojushulk, soojusvõimsus, valgustus). Kõik parameetrite juhtkontuurid kuvatakse juhtkontuuride ekraanil ja kuvatakse parameetri hetkeväärtus, arvestades surnud tsooni, klapi asendit ja valitud juhtimisseadust. Kõik need andmed ekraanidel on jagatud lehtedeks sarnaselt Windowsi rakenduste üldtunnustatud kujundusega.
Riis. 4. Ekraanid parameetrite ja juhtkontuuride graafiliseks kuvamiseks
Kõiki ekraane saab liigutada üle kahe monitori ruumi, täites samal ajal mitut ülesannet. Kõik vajalikud parameetrid soojusjaotussüsteemi tõrgeteta tööks on reaalajas saadaval.
Kui kaua on süsteemi arendatud?kui palju arendajaid oli?
Selle artikli autor töötas välja ühe kuu jooksul jälgimisrežiimis dispetšer- ja juhtimissüsteemi põhiosa ja see käivitati Velski linnas. Joonisel fig. esitletakse fotot ajutisest juhtimisruumist, kuhu süsteem on paigaldatud ja kus toimub proovitöö. Hetkel on meie organisatsioonis käimas veel üks soojuspunkt ja avariisoojusallikas. Just nendes rajatistes projekteeritakse spetsiaalne juhtimisruum. Pärast selle kasutuselevõttu lülitatakse süsteemi kõik kaheksa soojuspunkti.
Riis. 5. Ajutine dispetšeri töökoht
Automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi töö käigus kerkib esile erinevaid dispetšerteenistuse märkusi ja soove. Seega on dispetšeri tööomaduste ja mugavuse parandamiseks pidevalt käimas süsteemi uuendamise protsess.
Milline on sellise juhtimissüsteemi juurutamise mõju?
Eelised ja miinused
Käesolevas artiklis ei sea autor ülesandeks hinnata juhtimissüsteemi juurutamise majanduslikku mõju numbrites. Kokkuhoid on aga ilmne tänu süsteemi hooldusega seotud töötajate arvu vähenemisele, õnnetuste arvu olulisele vähenemisele. Lisaks on keskkonnamõju ilmne. Samuti tuleb märkida, et sellise süsteemi kasutuselevõtt võimaldab teil kiiresti reageerida ja kõrvaldada olukordi, mis võivad viia ettenägematute tagajärgedeni. Kogu tööde kompleksi (soojustrassi ja soojuspunktide ehitus, paigaldus ja kasutuselevõtt, automaatika ja dispetšer) tasuvusaeg tellijale on 5-6 aastat.
Töötava juhtimissüsteemi eelised on järgmised:
Info visuaalne esitamine objekti graafilise kujutise kohta;
Mis puudutab animatsioonielemente, siis need lisati projekti erilisel viisil, et parandada programmi vaatamise visuaalset efekti.
Süsteemi arendamise väljavaated