Automatikus hőellátás szabályozó rendszerek. Hőszolgáltatás menedzsment A rendszer fejlesztésének kilátásai
Minszki hőellátó rendszer modernizálása és automatizálása
V.A. Szednin, Tudományos tanácsadó, mérnök doktor, professzor,
A.A. Gutkovszkij, Főmérnök, Belorusz Nemzeti Műszaki Egyetem, Hőenergia-ipari Automatizált Vezérlőrendszerek Tudományos Kutató és Innovációs Központja
kulcsszavakat: hőellátó rendszer, automatizált vezérlőrendszerek, megbízhatóság és minőségfejlesztés, hőszállítás szabályozás, adatarchiválás
A fehéroroszországi nagyvárosok hőellátását, csakúgy, mint Oroszországban, kogenerációs és távhőellátó rendszerek (a továbbiakban - DHSS) biztosítják, ahol a létesítményeket egyetlen rendszerben egyesítik. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a szisztematikus, megbízhatósági, szabályozhatósági és környezetvédelmi követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legfontosabb feladat.
Leírás:
V.A. Sednin, A.A. Gutkovszkij
Fehéroroszország nagyvárosainak hőellátását, akárcsak Oroszországban, fűtési és távfűtési rendszerek (a továbbiakban: DH) biztosítják, amelyek létesítményei egyetlen rendszerbe kapcsolódnak. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a rendszerkritériumoknak, a megbízhatósági, kezelhetőségi és környezetbarát követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legsürgetőbb feladat.
V. A. Szednin, tudományos tanácsadó, műszaki doktor. tudományok, professzor
A. A. Gutkovszkij, Főmérnök, Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem, Kutatási és Innovációs Központ automatizált vezérlőrendszerekkel a hőenergiában és az iparban
Fehéroroszország nagyvárosainak hőellátását, akárcsak Oroszországban, távfűtési és távfűtési rendszerek (DH) biztosítják, amelyek létesítményei egyetlen rendszerbe kapcsolódnak. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a rendszerkritériumoknak, a megbízhatósági, kezelhetőségi és környezetbarát követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legsürgetőbb feladat.
A távhőrendszerek jellemzői
Figyelembe véve a fehéroroszországi SDT főbb jellemzőit, megjegyezhető, hogy a következők jellemzik őket:
- fejlődésének folytonossága és tehetetlensége;
- területi megoszlás, hierarchia, az alkalmazott technikai eszközök változatossága;
- dinamikus termelési folyamatok és sztochasztikus energiafogyasztás;
- a paraméterekre és működési módokra vonatkozó információk hiányossága és alacsony fokú megbízhatósága.
Fontos megjegyezni, hogy a távhőhálózatban a többi vezetékrendszertől eltérően nem a termék, hanem a hűtőfolyadék energiájának szállítását szolgálják, aminek paramétereinek meg kell felelniük a különböző fogyasztói rendszerek követelményeinek.
Ezek a jellemzők hangsúlyozzák az automatizált folyamatirányító rendszerek (a továbbiakban: APCS) létrehozásának elengedhetetlen szükségességét, amelyek megvalósítása lehetővé teszi a hőellátó rendszerek energia- és környezeti hatékonyságának, megbízhatóságának és működési minőségének növelését. Az automatizált folyamatirányító rendszerek mai bevezetése nem tisztelgés a divat előtt, hanem a technológia fejlődésének alaptörvényeiből következik, és a technoszféra fejlődésének jelenlegi szakaszában gazdaságilag indokolt.
| REFERENCIA |
Minszk távfűtési rendszere szerkezetileg összetett komplexum. A hőenergia termelése és szállítása tekintetében magában foglalja a Minskenergo RUE (Minsk Heat Networks, CHPP-3 és CHPP-4 fűtési komplexumai) és a Minskkommunteploset Unitary Enterprise létesítményeit - kazánházakat, hőhálózatokat és központi fűtési pontokat. . Az APCS UE "Minskkommunteploset" létrehozása 1999-ben kezdődött, és jelenleg is működik, és szinte minden hőforrást (több mint 20-at) és számos hőhálózati körzetet lefed. A Minsk Heat Networks APCS projektjének fejlesztése 2010-ben indult, a projekt megvalósítása 2012-ben kezdődött és jelenleg is tart. |
Automatizált folyamatirányító rendszer fejlesztése a minszki hőellátó rendszerhez
Minszk példáján bemutatjuk azokat a fő megközelítéseket, amelyeket Fehéroroszország és Oroszország számos városában bevezettek a hőellátó rendszerek folyamatvezérlő rendszereinek tervezése és fejlesztése terén.
Figyelembe véve a hőellátás témakörét lefedő kérdések hatalmasságát, valamint a hőellátó rendszerek automatizálása terén a projekt előtti szakaszban felhalmozott tapasztalatokat, a minszki hőhálózatok automatizált vezérlőrendszerének létrehozása során, egy koncepciót dolgoztak ki. fejlett. A koncepció a minszki hőszolgáltatás automatizált folyamatvezérlő rendszereinek megszervezésének alapvető alapjait (lásd a hivatkozást) egy olyan számítógépes hálózat (rendszer) létrehozásának folyamataként határozza meg, amely egy topológiai elosztású távfűtési vállalat technológiai folyamatainak automatizálására összpontosít.
Folyamatirányító rendszerek technológiai információs feladatai
A megvalósított automatizált vezérlőrendszer elsősorban az egyes elemek működési módjai és a hőellátó rendszer egésze működési vezérlésének megbízhatóságának és minőségének növelését biztosítja. Ezért ezt a folyamatvezérlő rendszert a következő technológiai információs problémák megoldására tervezték:
- a hőforrások, a főhőhálózatok és a szivattyútelepek hidraulikus üzemmódjainak központosított funkcionális csoportos vezérlésének biztosítása, figyelembe véve a keringési költségek napi és szezonális változásait, igazítással (visszacsatolás) a város elosztó hőhálózataiban a tényleges hidraulikus rezsimek szerint;
- a hőellátás dinamikus központi szabályozásának módszerének megvalósítása a hőhordozó hőmérsékletek optimalizálásával a fűtési fővezetékek betápláló és visszatérő vezetékeiben;
- a város hőforrásainak, fő fűtési hálózatainak, szivattyútelepének és elosztó fűtési hálózatainak termikus és hidraulikus működési módjaira vonatkozó adatok gyűjtésének és archiválásának biztosítása Minszk központi fűtési rendszere működésének nyomon követése, üzemeltetése és elemzése céljából. fűtési hálózatok;
- hatékony rendszer létrehozása a hőforrások berendezéseinek és a fűtési hálózatok védelmére vészhelyzetekben;
információs bázis létrehozása a minszki hőellátó rendszer objektumainak üzemeltetése és korszerűsítése során felmerülő optimalizálási problémák megoldására.
| 1. HIVATKOZÁS |
A minszki hőhálózatok szerkezete 8 hálózati körzetet (RTS), 1 hőerőművet, 9 kazánházat foglal magában, amelyek kapacitása több száz és ezer megawatt közötti. Ezen túlmenően a Minsk Heat Networks 12 lépcsőzetes szivattyútelepet és 209 központi fűtési állomást lát el. A minszki hőhálózatok szervezeti és termelési felépítése az "alulról felfelé" tartó séma szerint:
|
A minszki fűtési hálózatok automatizált folyamatirányító rendszerének felépítése
A Minsk Heat Networks termelési és szervezeti felépítésével összhangban (lásd 1. hivatkozás) a Minsk Heat Networks APCS négyszintű struktúráját választották:
- az első (felső) szint a vállalkozás központi irányítóterme;
- a második szint - a hőhálózatok kerületeinek üzemeltetői állomásai;
- harmadik szint - hőforrások kezelőállomásai (fűtőhálózatok műhelyrészeinek kezelőállomásai);
- negyedik (alsó) szint - a létesítmények (kazánegységek) és a hőenergia szállítási és elosztási folyamatainak automatikus vezérlésére szolgáló állomások (hőforrás technológiai sémája, fűtőpontok, fűtési hálózatok stb.).
A fejlesztés (automatizált folyamatvezérlő rendszer létrehozása Minszk teljes városának hőellátására) magában foglalja a Minszk CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4 fűtőkomplexumainak üzemeltetői állomásainak második szerkezeti szintjén történő beépítését a rendszerbe. és az UE "Minskkommunteploset" kezelői állomása (központi diszpécserhelyisége). A tervek szerint az összes vezetési szintet egyetlen számítógépes hálózatba egyesítik.
Minszk hőellátó rendszerének folyamatirányító rendszerének architektúrája
A vezérlési objektum egészének és egyes elemeinek állapotának elemzése, valamint a vezérlőrendszer fejlesztési kilátásai lehetővé tették a minszki hőellátó rendszer elosztott automatizált folyamatvezérlő rendszerének felépítését. a RUE "Minskenergo" létesítményeiben. A vállalati hálózat integrálja a központi iroda és a távoli strukturális alegységek számítási erőforrásait, beleértve a hálózati területeken lévő objektumok automatikus vezérlőállomásait (ACS). Minden ACS (TsTP, ITP, PNS) és letapogató állomás közvetlenül csatlakozik az adott hálózati területek kezelői állomásaihoz, feltehetően a mestertelepeken telepítve.
A távirányítón szerkezeti egység(például RTS-6) a következő állomások vannak felszerelve (1. ábra): "RTS-6" kezelői állomás (OPS RTS-6) - ez a hálózati terület vezérlőközpontja, és a fő részre van telepítve. RTS-6. Az operatív személyzet számára az RTS-6 kivétel nélkül hozzáférést biztosít az összes típusú ACS összes információs és vezérlési erőforrásához, valamint hozzáférést biztosít a központi iroda engedélyezett információs erőforrásaihoz. Az OpS RTS-6 rendszeres pásztázást biztosít az összes slave vezérlőállomáson.
Az összes központi fűtési központból összegyűjtött működési és kereskedelmi információkat egy dedikált adatbázis-kiszolgálóra küldik (az RTS-6 OpS közvetlen közelében telepítve).
Így, figyelembe véve a vezérlőobjektum léptékét és topológiáját, valamint a vállalat meglévő szervezeti és termelési struktúráját, a Minsk Heat Networks APCS-je egy többlinkes séma szerint épül fel, szoftver és hardver, valamint számítógép hierarchikus struktúrájával. hálózatok, amelyek minden szinten különféle irányítási feladatokat oldanak meg.
Irányítási rendszerszintek
Az alsó szinten a vezérlőrendszer a következőket hajtja végre:
- információk előzetes feldolgozása és továbbítása;
- a fő technológiai paraméterek szabályozása, a szabályozás optimalizálásának funkciói, technológiai berendezések védelme.
Magasabb megbízhatósági követelményeket támasztanak az alsóbb szintű hardverekkel szemben, beleértve az autonóm működés lehetőségét a felső szintű számítógépes hálózattal való kapcsolat megszakadása esetén.
A vezérlőrendszer következő szintjei a hőellátó rendszer hierarchiájának megfelelően épülnek fel és a megfelelő szint feladatait oldják meg, valamint kezelői felületet biztosítanak.
A létesítményekben elhelyezett vezérlőberendezéseknek a közvetlen feladataik mellett biztosítaniuk kell az elosztott irányítási rendszerekbe történő aggregálás lehetőségét is. A vezérlőberendezésnek biztosítania kell az objektív elsődleges elszámolás információinak működőképességét és biztonságát a kommunikáció hosszú megszakításai során.
Egy ilyen rendszer fő elemei a kommunikációs csatornákkal összekapcsolt technológiai és kezelői állomások. A technológiai állomás magja egy ipari számítógép legyen, amely a vezérlőobjektummal kommunikációs eszközökkel és csatornaadapterekkel van felszerelve a processzorok közötti kommunikáció megszervezéséhez. A technológiai állomás fő célja a közvetlen digitális vezérlési algoritmusok megvalósítása. Műszakilag indokolt esetben egyes funkciók felügyeleti módban is végrehajthatók: a feldolgozóállomás processzora távoli intelligens vezérlőket vagy szoftveres logikai modulokat vezérelhet modern terepi interfész protokollok segítségével.
A hőellátás automatizált folyamatirányító rendszerének kiépítésének információs vonatkozása
A fejlesztés során kiemelt figyelmet fordítottak a hőszolgáltatás automatizált folyamatirányító rendszerének kiépítésének információs aspektusára. A gyártástechnológia leírásának teljessége és az információkonverziós algoritmusok tökéletesítése a legfontosabb információs támogatás Az APCS közvetlen digitális vezérlési technológiára épül. A hőellátás automatizált folyamatvezérlő rendszerének információs képességei lehetővé teszik egy sor mérnöki probléma megoldását, amelyek osztályozzák:
- a fő technológia szakaszai szerint (hőenergia előállítása, szállítása és fogyasztása);
- cél szerint (azonosítás, előrejelzés és diagnosztika, optimalizálás és kezelés).
A minszki hőhálózatok automatizált folyamatvezérlő rendszerének létrehozásakor a tervek szerint egy információs mezőt alakítanak ki, amely lehetővé teszi a fenti azonosítási, előrejelzési, diagnosztikai, optimalizálási és kezelési feladatok teljes komplexének gyors megoldását. Az információ ugyanakkor lehetőséget ad a felső vezetési szint rendszerproblémáinak megoldására, amikor további fejlődésés az automatizált folyamatirányító rendszerek bővítése, mivel a fő technológiai folyamathoz kapcsolódó műszaki szolgáltatások magukban foglalják.
Ez különösen vonatkozik az optimalizálási feladatokra, azaz a hő- és villamosenergia-termelés optimalizálására, a hőenergia-ellátási módokra, a hőhálózati áramlás elosztására, a hőforrások fő technológiai berendezéseinek működési módjaira, valamint a hőenergia-termelés optimalizálására. tüzelőanyag és energiaforrások arányosítása, energiaelszámolás és üzemeltetés, a hőellátó rendszer fejlesztésének tervezése és előrejelzése. A gyakorlatban néhány ilyen jellegű probléma megoldása a vállalati automatizált vezérlőrendszer keretein belül történik. Mindenképpen figyelembe kell venniük a technológiai folyamat közvetlen irányításának problémáinak megoldása során szerzett információkat, és a folyamatirányító rendszer által létrehozott információs rendszert integrálni kell más információs rendszerek vállalkozások.
Szoftver-objektum programozás módszertana
A központ csapatának eredeti fejlesztéseként működő vezérlőrendszer szoftver felépítése a program-objektum programozás módszertanára épül: a vezérlő és kezelő állomások memóriájában szoftver objektumok jönnek létre, amelyek valós folyamatokat, egységeket és mérési csatornákat jelenítenek meg. egy automatizált technológiai objektum. Ezen szoftverobjektumok (folyamatok, aggregátumok és csatornák) egymással, valamint az üzemeltetőkkel és a technológiai berendezésekkel való interakciója valójában biztosítja a hőhálózatok elemeinek előre meghatározott szabályok vagy algoritmusok szerinti működését. Így az algoritmusok leírása e programobjektumok leglényegesebb tulajdonságainak és interakcióik módjának leírására redukálódik.
Az elemzésen alapul a műszaki objektumok irányítási rendszerének felépítésének szintézise technológiai séma vezérlő objektum és Részletes leírás az objektum egészében rejlő fő folyamatok és működés technológiái.
A hőszolgáltató létesítmények ilyen jellegű leírásának összeállításához kényelmes eszköz a makroszintű matematikai modellezés módszertana. A technológiai folyamatok leírásának összeállítása során matematikai modellt állítanak össze, paraméteres elemzést végeznek, valamint meghatározzák az állítható és szabályozható paraméterek és szabályozó szervek listáját.
Meghatározódnak a technológiai folyamatok rezsimkövetelményei, amelyek alapján meghatározzák a szabályozott és szabályozott paraméterek megengedett változási tartományainak határait, valamint az aktuátorok és szabályozó szervek kiválasztására vonatkozó követelményeket. Az általánosított információk alapján egy automatizált objektumvezérlő rendszer szintézise valósul meg, amely a közvetlen digitális vezérlési módszer alkalmazásakor a vezérlőobjektum hierarchiájának megfelelően hierarchikus elv szerint épül fel.
kerületi kazánház ACS
Tehát egy körzeti kazánházhoz (2. ábra) egy automatizált vezérlőrendszert két osztály alapján építenek ki.
A felső szint a "Kazán" (OPS "Boiler") kezelőállomás - a fő állomás, amely koordinálja és vezérli az alárendelt állomásokat. A „Kazántartalék” tűzoltóállomás egy forró készenléti állomás, amely folyamatosan figyeli és regisztrálja a fő tűzoltószertár és az alárendelt ACS forgalmát. Adatbázisa naprakész paramétereket és teljes történeti adatokat tartalmaz a működő vezérlőrendszer működéséről. Bármikor kijelölhető egy tartalék állomás főállomásként, amelyre a teljes forgalom átadja a felügyeleti irányítási funkciókat.
Az alsó szint az automata vezérlőállomások komplexuma, amelyek a kezelői állomással egy számítógépes hálózatban egyesülnek:
- Az ACS „Kazánegység” biztosítja a kazánegység vezérlését. Általában nincs fenntartva, mivel a kazánház hőteljesítményének lefoglalása a kazánegységek szintjén történik.
- Az ACS "Grid Group" felelős a kazánház termikus-hidraulikus üzemmódjáért (hálózati szivattyúk csoportjának vezérlése, bypass vezeték a kazánház kimenetén, bypass vezeték, kazánok bemeneti és kimeneti szelepei, egyedi kazán recirkulációs szivattyúk stb.).
- A SAU "Vodopodgotovka" biztosítja a kazánház összes segédberendezésének vezérlését, amely a hálózat táplálásához szükséges.
A hőellátó rendszer egyszerűbb objektumaihoz, például hőpontokhoz és blokkkazánházakhoz a vezérlőrendszer egyszintű, automata vezérlőállomáson (SAU TsTP, SAU BMK) épül. A hőhálózatok felépítésének megfelelően a hőpontok vezérlőállomásai a hőhálózati terület helyi hálózatába kapcsolódnak, és a hőhálózati terület kezelő állomásához kapcsolódnak, amely viszont információs kapcsolattal rendelkezik a kezelő állomás több mint magas szint integráció.
Kezelői állomások
A kezelőállomás szoftvere barátságos felületet biztosít az automatizált technológiai komplexum működését irányító kezelőszemélyzet számára. Az üzemeltetői állomások fejlett eszközökkel rendelkeznek az operatív diszpécser vezérléshez, valamint tömegmemória-eszközökkel rendelkeznek a technológiai vezérlőobjektum paramétereinek állapotáról és az üzemeltető személyzet tevékenységéről szóló rövid és hosszú távú archívumok szervezésére.
Az operatív személyzet elől elzárt nagy információáramlás esetén célszerű több kezelői állomás megszervezése külön adatbázis-szerver, esetleg kommunikációs szerver kiosztásával.
A kezelő állomás főszabály szerint magát a vezérlő objektumot nem érinti közvetlenül - információkat kap a technológiai állomásoktól, valamint automatikusan vagy félautomatikusan generált utasításokat továbbít a kezelő személyzetnek vagy a felügyeleti vezérlés feladataihoz (beállításaihoz). Kialakul munkahelyösszetett objektum, például kazánház üzemeltetője.
A készülő automatizált vezérlőrendszer olyan intelligens felépítmény felépítését teszi lehetővé, amelynek nemcsak a rendszerben fellépő zavarokat kell követnie és azokra reagálnia, hanem előre jeleznie kell a vészhelyzetek bekövetkezését és meg kell akadályoznia azok előfordulását. A hőellátó hálózat topológiájának és folyamatainak dinamikájának megváltoztatásakor lehetőség nyílik az elosztott vezérlőrendszer szerkezetének megfelelő megváltoztatására új vezérlőállomások hozzáadásával és (vagy) szoftverobjektumok megváltoztatásával a meglévő állomások berendezéskonfigurációjának megváltoztatása nélkül.
A hőellátó rendszer APCS-jének hatékonysága
A hőszolgáltató vállalatok 1 automatizált folyamatirányító rendszereinek működési tapasztalatainak elemzése Fehéroroszország és Oroszország számos városában az elmúlt húsz év során azt mutatta, hogy gazdasági hatékonyságés megerősítette a meghozott architektúra, szoftver és hardver döntések életképességét.
Ezek a rendszerek tulajdonságait és jellemzőit tekintve megfelelnek az intelligens hálózatok ideológiája által támasztott követelményeknek. Ennek ellenére folyamatosan folyik a munka a kifejlesztett automatizált vezérlőrendszerek fejlesztésén, fejlesztésén. Az automatizált folyamatvezérlő rendszerek bevezetése a hőellátásban növeli a fűtési üzem megbízhatóságát és hatékonyságát. A fő tüzelőanyag- és energiaforrás-megtakarítást a fűtési hálózatok termikus-hidraulikus üzemmódjainak, a hőforrások fő- és segédberendezéseinek, a szivattyútelepek és a fűtési pontok működési módjainak optimalizálása határozza meg.
Irodalom
- Gromov N.K. Városi fűtési rendszerek. M.: Energia, 1974. 256 p.
- Popyrin L. S. Hőellátó rendszerek kutatása. M.: Nauka, 1989. 215 p.
- Ionin A. A. Termikus hálózatok rendszereinek megbízhatósága. Moszkva: Stroyizdat, 1989. 302 p.
- Monakhov G. V. Hőhálózatok szabályozási módjainak modellezése M.: Energoatomizdat, 1995. 224 p.
- Sednin VA Automatizált hőellátás-szabályozó rendszerek létrehozásának elmélete és gyakorlata. Minszk: BNTU, 2005. 192 p.
- Sednin V. A. Automatizált folyamatvezérlő rendszerek megvalósítása, mint alapvető tényező a hőellátó rendszerek megbízhatóságának és hatékonyságának javításában // Technológia, berendezések, minőség. Ült. mater. Belarusian Industrial Forum 2007, Minsk, 2007. május 15–18. / Expoforum – Minsk, 2007, 121–122.
- Sednin V. A. A fűtési rendszerek hőellátásának hőmérsékleti grafikonja paramétereinek optimalizálása // Energetika. Hírek a magasabbról oktatási intézményekés a FÁK energiaszövetségei. 2009. No. 4. S. 55–61.
- Sednin V. A. A minszki hőhálózatok automatizált folyamatvezérlő rendszerének létrehozásának koncepciója / V. A. Sednin , A. V. Sednin, E. O. Voronov // Az erőművi berendezések hatékonyságának javítása: Tudományos és gyakorlati konferencia előadásai, in 2 v. T. 2. 2012. S. 481–500.
1 Készítette a Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem Hőenergia- és Ipari Automatizált Szabályozási Rendszerei Kutatási és Innovációs Központjának csapata.
V. G. Semenov, a Hőszolgáltatási Hírek főszerkesztője
A rendszer fogalma
Mindenki hozzászokott a „hőellátó rendszer”, „vezérlőrendszer”, „automatikus vezérlőrendszer” kifejezésekhez. Bármely rendszer egyik legegyszerűbb meghatározása: összekapcsolt működési elemek halmaza. Bonyolultabb definíciót ad P. K. Anokhin akadémikus: „Egy rendszert csak szelektíven bevont komponensek olyan komplexumának nevezhetünk, amelyben az interakció kölcsönös segítségnyújtás jelleget ölt a célzott hasznos eredmény elérése érdekében.” Ilyen eredmény elérése a rendszer célja, a cél pedig a rászorultság alapján alakul ki. BAN BEN piacgazdaság A műszaki rendszerek, valamint azok irányítási rendszerei kereslet alapján alakulnak ki, vagyis olyan igény alapján, amelynek kielégítéséért valaki fizetni hajlandó.
A műszaki hőellátó rendszerek olyan elemekből állnak (CHP, kazánházak, hálózatok, segélyszolgálatok stb.), amelyeknek igen merev technológiai kapcsolatai vannak. " külső környezet"ért műszaki rendszer hőellátás különböző típusú fogyasztók; gáz-, elektromos-, vízhálózatok; időjárás; új fejlesztők stb. Energiát, anyagot és információt cserélnek.
Bármely rendszer létezik bizonyos határokon belül, amelyeket általában a vevők vagy felhatalmazott szervek szabnak meg. Ezek a követelmények a hőellátás minőségére, az ökológiára, a munkabiztonságra, az árkorlátozásokra.
Vannak aktív rendszerek, amelyek ellenállnak negatív hatások környezet (a közigazgatás szakképzetlen intézkedései különböző szinteken, más projektek versenye...), és passzívak, amelyek nem rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal.
A hőellátás működési műszaki vezérlőrendszerei tipikus ember-gép rendszerek, nem túl bonyolultak és meglehetősen könnyen automatizálhatók. Valójában egy magasabb szintű rendszer alrendszerei - korlátozott területen a hőszolgáltatás irányítása.
Irányító rendszerek
A menedzsment a rendszerre gyakorolt céltudatos befolyásolás folyamata, amely biztosítja a szervezet szervezetének növelését, egy vagy másik hasznos hatás elérését. Bármely vezérlőrendszer vezérlési és vezérelt alrendszerekre oszlik. A vezérlő alrendszer és a vezérelt közötti kapcsolatot közvetlen kapcsolatnak nevezzük. Ilyen kapcsolat mindig létezik. A kommunikáció ellenkező irányát visszacsatolásnak nevezzük. A visszacsatolás fogalma alapvető a technológiában, a természetben és a társadalomban. Úgy gondolják, hogy az erős visszacsatolás nélküli vezérlés nem hatékony, mert nem képes önmaga felismerni a hibákat, megfogalmazni a problémákat, nem teszi lehetővé a rendszer önszabályozó képességeinek, valamint a szakemberek tapasztalatának és tudásának kihasználását. .
Az SA Optner még azt is hiszi, hogy az ellenőrzés a visszacsatolás célja. „A visszajelzések hatással vannak a rendszerre. Az ütés a rendszer meglévő állapotának megváltoztatásának eszköze egy olyan erő gerjesztésével, amely ezt lehetővé teszi.
Megfelelően szervezett rendszerben paramétereinek normától való eltérése, illetve a fejlődés helyes irányától való eltérés visszacsatolássá fejlődik és elindítja a menedzsment folyamatát. „Maga a normától való eltérés ösztönzésül szolgál a normához való visszatérésre” (P.K. Anokhin). Nagyon fontos az is, hogy az irányítási rendszer saját célja ne mondjon ellent a vezérelt rendszer céljának, vagyis azzal a céllal, amelyre létrehozták. Általánosan elfogadott, hogy a „felsőbb szintű” szervezet követelménye egy „alacsonyabb szintű” szervezet esetében feltétlen, és automatikusan céllá alakul át számára. Ez néha a célpont helyettesítéséhez vezethet.
Az ellenőrzési rendszer helyes célja az eltérésekre vonatkozó információk elemzésén alapuló ellenőrzési cselekvések kialakítása, más szóval problémamegoldás.
A probléma a kívánt és a meglévő közötti eltérés helyzete. Az emberi agy úgy van elrendezve, hogy az ember csak akkor kezd el valamilyen irányba gondolkodni, ha kiderül egy probléma. Ezért a probléma helyes meghatározása előre meghatározza a helyes vezetői döntést. A problémáknak két kategóriája van: a stabilizáció és a fejlődés.
Stabilizációs problémáknak nevezzük azokat, amelyek megoldása a rendszer aktuális működését megzavaró zavarok megelőzésére, megszüntetésére vagy kompenzálására irányul. Vállalkozás, régió vagy iparág szintjén ezekre a problémákra a megoldást termelésirányításnak nevezik.
A rendszerek fejlesztésének és fejlesztésének problémáinak nevezzük azokat, amelyek megoldása a működés hatékonyságának javítását célozza a vezérlőobjektum vagy vezérlőrendszer jellemzőinek megváltoztatásával.
Szempontból rendszerszemléletű a probléma a meglévő és a kívánt rendszer közötti különbség. A köztük lévő űrt betöltő rendszer az építés tárgya, és a probléma megoldásának nevezik.
Meglévő hőellátás-irányítási rendszerek elemzése
A szisztematikus megközelítés egy objektum (probléma, folyamat) mint olyan rendszer vizsgálatának megközelítése, amelyben azonosítják azokat az elemeket, belső kapcsolatokat és a környezettel való kapcsolatokat, amelyek befolyásolják a működés eredményeit, és meghatározzák az egyes elemek céljait. a rendszer általános célja alapján.
Bármely központi hőellátó rendszer létrehozásának célja a minőségi, megbízható hőszolgáltatás a legalacsonyabb áron. Ez a cél megfelel a fogyasztóknak, a polgároknak, a közigazgatásnak és a politikusoknak. Ugyanez a cél legyen a hőgazdálkodási rendszer esetében is.
Ma van 2 a hőellátó rendszer fő típusai:
1) az önkormányzati formáció vagy régió igazgatása és az annak alárendelt állami hőszolgáltató vállalatok vezetői;
2) nem önkormányzati hőszolgáltató vállalkozások irányító testületei.
Rizs. 1. A meglévő hőellátás-irányítási rendszer általános sémája.
ábrán látható a hőellátó vezérlőrendszer általános diagramja. 1. Csak azokat a struktúrákat (környezetet) mutatja be, amelyek ténylegesen befolyásolhatják az irányítási rendszereket:
A bevétel növelése vagy csökkentése;
Kénytelen menni a további költségeket;
Változtassa meg a vállalkozások vezetését.
A valódi elemzéshez abból kell kiindulnunk, hogy csak azt hajtják végre, amiért ki van fizetve vagy kirúgható, és nem azt, ami be van vallva. Állapot
A hőszolgáltató vállalkozások tevékenységét szabályozó jogszabály gyakorlatilag nincs. Még a helyi természetes monopóliumok hőellátási állami szabályozásának eljárásai sincsenek pontosan meghatározva.
A hőszolgáltatás a fő probléma a lakás- és kommunális szolgáltatások, valamint a RAO "UES of Russia" reformjaiban, ez sem egyikben, sem a másikban nem oldható meg külön, ezért gyakorlatilag nem veszik figyelembe, bár ezeket a reformokat pontosan a hőn keresztül kell összekapcsolni. kínálat. Még a kormány által jóváhagyott koncepció sincs az ország hőellátásának fejlesztésére, nemhogy valódi cselekvési program.
A szövetségi hatóságok semmilyen módon nem szabályozzák a hőszolgáltatás minőségét, még a minőségi kritériumokat meghatározó szabályozó dokumentumok sem léteznek. A hőellátás megbízhatóságát csak műszaki felügyeleti hatóságok szabályozzák. De mivel a köztük és a vámhatóságok közötti interakciót egyetlen szabályozó dokumentum sem írja le, gyakran hiányzik. A vállalkozásoknak viszont lehetőségük van semmilyen utasítást nem teljesíteni, ezt a finanszírozás hiányával indokolva.
Meglévő műszaki felügyelet szabályozó dokumentumokat az egyes műszaki egységek vezérlésére korlátozódik, és amelyekre több szabály vonatkozik. Nem veszik figyelembe a rendszert minden elemének kölcsönhatásában, nem azonosítják azokat az intézkedéseket, amelyek a legnagyobb rendszerszintű hatást adják.
A hőszolgáltatás költségét csak formálisan szabályozzák. A tarifális szabályozás annyira általános, hogy szinte minden a szövetségi és nagyobb mértékben a regionális energiabizottságok belátására van bízva. A hőfogyasztási előírások csak új épületekre vonatkoznak. BAN BEN kormányzati programok A hőellátásról szóló energiatakarékossági rész gyakorlatilag hiányzik.
Ennek eredményeként az állam szerepe az adók beszedésében és a felügyeleti hatóságokon keresztül az önkormányzatok tájékoztatásában a hőszolgáltatás hiányosságaira hárult.
A természetes monopóliumok munkájáért, a nemzet létének lehetőségét biztosító iparágak működéséért a végrehajtó hatalom a parlamentnek tartozik felelősséggel. Nem az a probléma, hogy a szövetségi testületek nem működnek kielégítően, hanem az, hogy a szövetségi testületek szerkezetében valójában nincs struktúra.
A Siemens elismert világelső az energiaszektor rendszereinek fejlesztésében, beleértve a fűtési és vízellátási rendszereket. Ezt csinálja az egyik osztály. Siemens – Building Technologies – „Épületek automatizálása és biztonsága”. A cég a berendezések és algoritmusok teljes skáláját kínálja kazánházak, hőpontok és szivattyútelepek automatizálásához.
1. A fűtési rendszer felépítése
A Siemens átfogó megoldást kínál a városi hő- és vízellátó rendszerek egységes szabályozási rendszerének létrehozására. A megközelítés összetettsége abban rejlik, hogy mindent felkínálnak az ügyfeleknek, kezdve a hő- és vízellátó rendszerek hidraulikus számításaitól a kommunikációs és diszpécserrendszerekig. Ennek a megközelítésnek a megvalósítását a vállalat szakembereinek felhalmozott tapasztalata biztosítja, amelyet a világ különböző országaiban szereztek meg a különböző projektek megvalósítása során a hőellátó rendszerek területén Közép- és Kelet-Európa nagyvárosaiban. Ez a cikk a hőellátó rendszerek felépítését, a projektek megvalósítása során alkalmazott elveket és vezérlési algoritmusokat tárgyalja.
A hőellátó rendszerek főként 3 lépcsős séma szerint épülnek, melynek részei:
1. Különböző típusú hőforrások, összekapcsolva egyetlen hurkos rendszerré
2. Központi fűtési pontok (CHP), amelyek a fő fűtési hálózatokhoz csatlakoznak magas hőhordozó hőmérséklettel (130 ... 150 ° C). A központi fűtési központban a hőmérséklet fokozatosan csökken, maximum 110 °C-ra, az ITP igényei alapján. Kis rendszerekben előfordulhat, hogy a központi hőpontok szintje hiányzik.
3. Egyedi fűtőpontok, amelyek hőenergiát kapnak a központi fűtőállomástól és biztosítják a létesítmény hőellátását.
A Siemens megoldások fő jellemzője, hogy a teljes rendszer a 2-pipe elosztás elvén alapul, ami a legjobb műszaki és gazdasági kompromisszum. Ez a megoldás lehetővé teszi a hőveszteségek és a villamosenergia-fogyasztás csökkentését az Oroszországban elterjedt 4-csöves vagy 1-csöves nyílt vízvételű rendszerekhez képest, amelyek szerkezetének megváltoztatása nélküli modernizálására irányuló beruházások nem hatékonyak. Az ilyen rendszerek karbantartási költségei folyamatosan nőnek. Közben pontosan gazdasági hatás a rendszer fejlesztésének és műszaki fejlesztésének célszerűségének fő kritériuma. Nyilvánvalóan új rendszerek építésénél a gyakorlatban kipróbált optimális megoldásokat kell átvenni. Ha arról van szó nagyjavítás a hőellátó rendszerek nem optimális felépítése, gazdaságilag megéri 2 csöves rendszerre váltani, házonként egyedi fűtési pontokkal.
A fogyasztók hő- és melegvízellátása során az alapkezelő társaság fix költségekkel jár, amelyek szerkezete így néz ki a következő módon:
Hőtermelési költségek a fogyasztáshoz;
veszteségek a hőforrásokban a nem tökéletes hőtermelési módszerek miatt;
hőveszteség a fűtési hálózatokban;
R villamos energia költségek.
Ezen összetevők mindegyike csökkenthető optimális kezeléssel és minden szinten a modern automatizálási eszközök használatával.
2. Hőforrások
Ismeretes, hogy a fűtési rendszerekben előnyben részesítik a nagy kapcsolt hő- és áramforrásokat, vagy azokat, amelyekben a hő másodlagos termék, mint például az ipari folyamatok. Ilyen elvek alapján született meg a távfűtés ötlete. A különböző típusú tüzelőanyaggal működő kazánokat tartalék hőforrásként használják. gázturbinák Stb. Ha a gáztüzelésű kazánok fő hőforrásként szolgálnak, akkor az égési folyamat automatikus optimalizálásával kell működniük. Csak így lehet megtakarítást elérni és csökkenteni a károsanyag-kibocsátást az egyes házak elosztott hőtermeléséhez képest.
3. Szivattyútelepek
A hőforrásokból származó hő a fő fűtési hálózatokba kerül. A hőhordozót folyamatosan működő hálózati szivattyúk szivattyúzzák át. Ezért különös figyelmet kell fordítani a szivattyúk kiválasztására és üzemeltetésére. A szivattyú működési módja a fűtőpontok üzemmódjaitól függ. A CHP áramlási sebességének csökkenése a szivattyú(k) magasságának nemkívánatos növekedését vonja maga után. A nyomásnövekedés negatívan érinti a rendszer minden alkatrészét. A legjobb esetben csak a hidraulikus zaj növekszik. Mindkét esetben az elektromos energia pazarlásba kerül. Ilyen körülmények között a szivattyúk frekvenciaszabályozása feltétlen gazdasági hatást biztosít. Különféle vezérlési algoritmusokat használnak. Az alapsémában a szabályozó állandó nyomáskülönbséget tart fenn a szivattyúban a fordulatszám változtatásával. Tekintettel arra, hogy a hűtőfolyadék áramlási sebességének csökkenésével a vezetékekben a nyomásveszteség csökken (négyzetes függés), lehetőség van a nyomásesés alapjelének (alapjel) csökkentésére is. A szivattyúk ezt a vezérlését arányosnak nevezik, és lehetővé teszi a szivattyú üzemeltetési költségeinek további csökkentését. A szivattyúk hatékonyabb vezérlése a feladat „távoli pont” általi korrekciójával. Ebben az esetben a fő hálózatok végpontjain mérik a nyomásesést. Az aktuális nyomáskülönbség értékek kompenzálják a szivattyútelepi nyomásokat.
4. Központi fűtési pontok (CHP)
A központi fűtési rendszerek nagyon fontos szerepet töltenek be a modern fűtési rendszerekben. Az energiatakarékos hőellátó rendszernek egyedi fűtési pontok használatával kell működnie. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a központi fűtőállomásokat bezárják: hidraulikus stabilizátorként működnek, és egyúttal a hőellátó rendszert külön alrendszerekre osztják. ITP használata esetén a központi melegvíz-ellátó rendszereket kizárják a központi fűtőállomásból. A központi fűtési állomáson ugyanakkor csak 2 cső halad át, hőcserélővel elválasztva, ami elválasztja a főútvonalak rendszerét az ITP rendszertől. Így az ITP rendszer más hűtőfolyadék-hőmérsékletekkel, valamint alacsonyabb dinamikus nyomással is tud működni. Ez garantálja az ITP stabil működését, és egyben az ITP-be történő befektetések csökkenését vonja maga után. A CHP előremenő hőmérséklete a külső hőmérsékletnek megfelelő hőmérsékleti ütemterv szerint korrigálásra kerül, figyelembe véve a nyári korlátozást, amely a CHP-ben lévő HMV rendszer igényétől függ. A hűtőfolyadék paramétereinek előzetes beállításáról beszélünk, ami lehetővé teszi a hőveszteségek csökkentését a másodlagos útvonalakon, valamint az ITP hőautomatika komponenseinek élettartamának növelését.
5. Egyedi fűtési pontok (ITP)
Az ITP működése kihat a teljes hőellátó rendszer hatékonyságára. Az ITP stratégiailag fontos része a hőellátó rendszernek. A 4-csöves rendszerről a modern 2-csöves rendszerre való átállás bizonyos nehézségekkel jár. Ez egyrészt beruházási igényt jelent, másrészt bizonyos „know-how” nélkül az ITP bevezetése éppen ellenkezőleg, növelheti folyó kiadások menedzsment cég. Az ITP működési elve, hogy a fűtési pont közvetlenül az épületben található, amelyet fűtenek és amihez meleg vizet készítenek. Ugyanakkor csak 3 cső csatlakozik az épülethez: 2 a hűtőfolyadékhoz és 1 a hidegvíz ellátáshoz. Így a rendszer vezetékeinek felépítése leegyszerűsödik, és a nyomvonalak tervezett javítása során azonnal megtakarítás történik a csőfektetésen.
5.1. Fűtési kör vezérlése
Az ITP szabályozó a hűtőfolyadék hőmérsékletének változtatásával szabályozza a fűtési rendszer hőteljesítményét. A fűtési hőmérséklet alapjelét a külső hőmérséklet és a fűtési görbe határozza meg (időjárásfüggő szabályozás). A fűtési görbe meghatározása az épület tehetetlenségének figyelembevételével történik.
5.2. Tehetetlenség építése
Az épületek tehetetlensége jelentős hatással van az időjárásfüggő fűtésszabályozás eredményére. Egy modern ITP vezérlőnek figyelembe kell vennie ezt a befolyásoló tényezőt. Az épület tehetetlenségét az épület időállandójának értéke határozza meg, amely panelházaknál 10 órától téglaházaknál 35 óráig terjed. Az IHS szabályozó az épület időállandója alapján határozza meg az úgynevezett "kombinált" külső hőmérsékletet, amely korrekciós jelként szolgál az automatikus fűtővíz hőmérséklet-szabályozó rendszerben.
5.3. szélerősség
A szél jelentősen befolyásolja a helyiség hőmérsékletét, különösen a nyílt területeken található sokemeletes épületekben. A fűtési víz hőmérsékletének korrekciós algoritmusa, figyelembe véve a szél hatását, akár 10% -os hőenergia-megtakarítást biztosít.
5.4 Visszatérő hőmérséklet korlátozása
A fent leírt szabályozási módok mindegyike közvetve befolyásolja a visszatérő víz hőmérsékletének csökkenését. Ez a hőmérséklet a fűtési rendszer gazdaságos működésének fő mutatója. Az IHS különféle üzemmódjainál a visszatérő víz hőmérséklete csökkenthető a korlátozó funkciók segítségével. Mindazonáltal minden korlátozó funkció a komfortfeltételektől való eltéréssel jár, és használatukat megvalósíthatósági tanulmánynak kell alátámasztania. A fűtési kör csatlakoztatásának független sémáiban a hőcserélő gazdaságos működésével a primer kör és a fűtőkör visszatérő vize közötti hőmérsékletkülönbség nem haladhatja meg az 5 ° C-ot. A gazdaságosságot a visszatérő víz hőmérsékletének dinamikus korlátozásának funkciója biztosítja ( DRT – visszatérő hőmérséklet különbség ): a primer kör és a fűtőkör visszatérő vize közötti hőmérsékletkülönbség beállított értékének túllépése esetén a szabályozó csökkenti a fűtőközeg áramlását a primer körben. Ezzel párhuzamosan a csúcsterhelés is csökken (1. ábra).
Rizs. 6. Kétvezetékes vezeték két koronavezetékkel, amelyek között különböző távolságok vannak
16 m; 3 - bp = 8 m; 4 - b,
BIBLIOGRÁFIA
1. Efimov B.V. Viharhullámok a légvezetékekben. Apatitás: A KSC RAS Kiadója, 2000. 134 p.
2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Túlfeszültség és védelem ellenük
nagyfeszültségű légvezetékek és kábeles távvezetékek. L.: Nauka, 1988. 301 p.
A.M. Prohorenkov
MÓDSZEREK A VÁROS ELBOSZTOTT HŐELLÁTÁS-IRÁNYÍTÁSÁNAK AUTOMATIZÁLT RENDSZERÉNEK ÉPÍTÉSÉRE
Jelentős figyelmet fordítanak az erőforrás-takarékos technológiák bevezetésének kérdéseire a modern Oroszországban. Ezek a problémák különösen akutak a Távol-Észak régióiban. A városi kazánházak fűtőolaja fűtőolaj, amelyet Oroszország központi régióiból vasúton szállítanak, ami jelentősen megnöveli a megtermelt hőenergia költségét. Időtartam
a fűtési szezon a sarkvidéki körülmények között 2-2,5 hónappal hosszabb, mint központi régiók országokban, ami a Távol-Észak éghajlati viszonyaihoz kapcsolódik. Ugyanakkor a hő- és villamosenergia-ipari vállalkozásoknak gőz, meleg víz formájában kell előállítaniuk a szükséges hőmennyiséget bizonyos paraméterek (nyomás, hőmérséklet) mellett, hogy biztosítsák valamennyi városi infrastruktúra létfontosságú tevékenységét.
A fogyasztóknak szolgáltatott hő előállítási költségének csökkentése csak a tüzelőanyag gazdaságos elégetésével lehetséges, racionális használat villamos energia a vállalkozások saját szükségleteire, minimalizálva a hőveszteséget a közlekedés (város hőhálózatai) és a fogyasztás (épületek, város vállalkozásai) területén, valamint a termelő telephelyeken a kiszolgáló személyzet létszámának csökkentése.
Mindezen problémák megoldása csak olyan új technológiák, berendezések, műszaki vezérlőeszközök bevezetésével lehetséges, amelyek lehetővé teszik a hőenergia-ipari vállalkozások működésének gazdaságosságának biztosítását, valamint a gazdálkodás és a működés minőségének javítását. hőenergia rendszerek.
A probléma megfogalmazása
A városi fűtés területén az egyik fontos feladat több hőforrás párhuzamos üzemeltetésével működő hőellátó rendszerek kialakítása. Modern rendszerek A városok távhőrendszerei nagyon összetett, térben elosztott, zárt keringetésű rendszerekké fejlődtek. A fogyasztók általában nem rendelkeznek önszabályozási tulajdonsággal, a hűtőfolyadék elosztását speciálisan kialakított (az egyik módhoz) állandó hidraulikus ellenállások előzetes beszerelésével végzik [1]. Ebben a tekintetben a gőz- és melegvíz-fogyasztók hőenergia-választásának véletlenszerűsége dinamikusan összetett tranziens folyamatokhoz vezet a hőenergia-rendszer (TPP) minden elemében.
A távoli létesítmények állapotának üzemi vezérlése és az ellenőrzött pontokon (CP) elhelyezett berendezések vezérlése lehetetlen a központi fűtési pontok és szivattyúállomások (ASDK és U TsTP és NS) diszpécser vezérlésére és irányítására szolgáló automatizált rendszer kifejlesztése nélkül. város. Ezért az egyik sürgető probléma a hőenergia-áramlások kezelése, figyelembe véve mind a fűtési hálózatok, mind az energiafogyasztók hidraulikai jellemzőit. Hőellátó rendszerek kialakításával kapcsolatos problémák megoldását igényli, ahol párhuzamosan
A város általános hőhálózatán és az általános hőterhelési ütemtervben több hőforrás (termálállomás - TS)) üzemel. Az ilyen rendszerek lehetővé teszik az üzemanyag-megtakarítást a fűtés során, növelik a fő berendezés terhelési fokát, és a kazánegységeket optimális hatásfok értékekkel üzemelnek.
Fűtőkazánház technológiai folyamatainak optimális szabályozásának problémáinak megoldása
A „TEKOS” Állami Regionális Hő- és Villamosenergia-ipari Vállalat (GOTEP) „Szevernaja” fűtőkazánháza technológiai folyamatainak optimális szabályozási problémáinak megoldása az Energiatakarékossági és Környezetvédelmi Import Programból származó támogatás keretében. Equipment and Materials (PIEPOM) az Orosz-Amerikai Bizottság, berendezéseket szállítottak (az USA kormánya finanszírozta). Ez a berendezés és a hozzá kifejlesztett szoftver a rekonstrukciós problémák széles körének megoldását tette lehetővé alapvállalkozás GOTEP "TEKOS", és a kapott eredményeket - lemásolni a régió hő- és villamosenergia-ipari vállalkozásai számára.
A TS kazánegységek vezérlőrendszereinek rekonstrukciójának alapja a központi vezérlőpanel és a helyi automata vezérlőrendszerek elavult automatizálási eszközeinek cseréje egy korszerű mikroprocesszoros elosztott vezérlőrendszerre. A Honeywell TDC 3000-S (Supper) mikroprocesszoros (MPS) mikroprocesszoros rendszerén (MPS) alapuló kazánegységek elosztott vezérlőrendszere egyetlen integrált megoldást nyújtott a TS technológiai folyamatainak vezérlésére szolgáló összes rendszerfunkció megvalósítására. A működtetett MPS értékes tulajdonságokkal rendelkezik: a vezérlési és működési funkciók elrendezésének egyszerűsége és láthatósága; rugalmasság a folyamat összes követelményének teljesítésében, figyelembe véve a megbízhatósági mutatókat (a második számítógép "forró" készenléti üzemmódjában dolgozik és az USO), a rendelkezésre állást és a hatékonyságot; könnyű hozzáférés az összes rendszeradathoz; a szolgáltatási funkciók egyszerű megváltoztatása és bővítése a rendszerre vonatkozó visszajelzés nélkül;
az információk jobb döntéshozatali formában történő megjelenítésének minősége (barátságos intelligens kezelői felület), amely segít csökkenteni az üzemeltető személyzet hibáit a TS-folyamatok működtetésében és vezérlésében; folyamatirányító rendszerek dokumentációjának számítógépes készítése; az objektum fokozott üzemkészsége (a vezérlőrendszer öndiagnosztikájának eredménye); ígéretes rendszer magas fokú innovációval. A TDC 3000 - S rendszerben (1. ábra) lehetőség van más gyártók külső PLC vezérlőinek csatlakoztatására (ez a lehetőség PLC gateway modul esetén valósul meg). Megjelennek a PLC vezérlőktől származó információk
A TOC-ban a felhasználói programok olvasására és írására rendelkezésre álló pontok tömbjeként jelenik meg. Ez lehetővé teszi a felügyelt objektumok közvetlen közelébe telepített elosztott I/O állomások használatát adatgyűjtésre és adatátvitelre a TOC-ba egy információs kábelen keresztül a szabványos protokollok egyikével. Ez az opció lehetővé teszi új vezérlési objektumok integrálását, beleértve a központi fűtési pontok és szivattyúállomások diszpécservezérlésének és felügyeletének automatizált rendszerét (ASDKiU TsTPiNS), a vállalat meglévő automatizált folyamatirányító rendszerébe anélkül, hogy a felhasználóknak külső változtatásokat kellene végrehajtaniuk.
helyi számítógépes hálózat
Univerzális állomások
Számítógépes Alkalmazott Történelmi
átjáró modul modul
LAN vezérlés
Gerincátjáró
I Reserve (ARMM)
Javító modul. Advanced Process Manager (ARMM)
Univerzális vezérlőhálózat
I/O vezérlők
Kábelvezetők 4-20 mA
I/O állomás SIMATIC ET200M.
I/O vezérlők
PLC eszközök hálózata (PROFIBUS)
Kábelvezetők 4-20 mA
Áramlásérzékelők
Hőmérséklet érzékelők
Nyomásérzékelők
Elemzők
Szabályozók
Frekvenciaállomások
tolózárak
Áramlásérzékelők
Hőmérséklet érzékelők
Nyomásérzékelők
Elemzők
Szabályozók
Frekvenciaállomások
tolózárak
Rizs. 1. Információ gyűjtése elosztott PLC állomásokkal, átvitele a TDC3000-S-re megjelenítés és feldolgozás céljából, majd vezérlőjelek kiadása
Az elvégzett kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy a gőzkazánban annak működési módjaiban fellépő folyamatok véletlenszerűek és nem stacionáriusak, amit a matematikai feldolgozás és a statisztikai elemzés eredményei is megerősítenek. Figyelembe véve a gőzkazánban lezajló folyamatok véletlenszerűségét, a matematikai elvárás (MO) M(t) és az 5 (?) eltolódás becslése a fő szabályozási koordináták mentén a szabályozás minőségi értékelésének mércéje:
Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMix (t) ^ min
ahol Mzn(t), Mmn(t) a gőzkazán fő beállítható paramétereinek beállított és aktuális MO értéke: a levegő mennyisége, a tüzelőanyag mennyisége és a kazán gőzteljesítménye.
s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)
ahol 52Tn, 5zn2(t) a gőzkazán fő szabályozott paramétereinek áramerőssége és beállított eltérései.
Ekkor az ellenőrzés minőségi kritériumának formája lesz
Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)
ahol n = 1,...,j; - ß - súlytényezők.
A kazán üzemmódjától (szabályzó vagy alap) függően optimális szabályozási stratégiát kell kialakítani.
A gőzkazán működési módjához a szabályozási stratégiának arra kell irányulnia, hogy a gőzgyűjtőben a nyomást állandó szinten tartsa, függetlenül a hőfogyasztók gőzfogyasztásától. Ennél az üzemmódnál a gőznyomás elmozdulásának becslése a fő gőzfejben a következő formában:
ep (/) = Pz(1) - Pm () ^B^ (4)
ahol VD, Pt(0 - a gőznyomás beállított és aktuális átlagos értéke a fő gőzfejben.
A gőznyomás diszperziós elmozdulása a fő gőzgyűjtőben a (4) figyelembevételével a következőképpen alakul:
(0 = -4r(0 ^^ (5)
ahol (UrzOO, art(0 - adott és aktuális nyomásdiszperziók.
A többcsatlakozású kazánvezérlő rendszer áramkörei szabályozóinak átviteli együtthatóinak beállítására fuzzy logikai módszereket alkalmaztunk.
Az automatizált gőzkazánok próbaüzeme során olyan statisztikai anyag gyűlt össze, amely lehetővé tette az új módszerek és szabályozások bevezetésének műszaki-gazdasági hatékonyságának összehasonlító (nem automatizált kazánegységek üzemeltetésével) jellemzőinek megszerzését és a rekonstrukciós munkák folytatását. más kazánokon. Tehát a 9. és 10. számú nem automatizált gőzkazánok, valamint a 13. és 14. számú automata gőzkazánok féléves működési időszakára vonatkozóan megkaptuk az eredményeket, amelyeket az 1. táblázat mutat be.
A hőerőmű optimális terheléséhez szükséges paraméterek meghatározása
A jármű optimális terhelésének meghatározásához ismerni kell a gőzfejlesztőik és a kazánház egészének energetikai jellemzőit, amelyek a betáplált tüzelőanyag mennyisége és a kapott hő közötti összefüggést jelentik.
A jellemzők megtalálásának algoritmusa a következő lépéseket tartalmazza:
Asztal 1
A kazán teljesítménymutatói
Indikátor neve Fejőkazánok indikátorainak értéke
№9-10 № 13-14
Hőtermelés, Gcal Üzemanyag-fogyasztás, t Fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás 1 Gcal hőenergia előállításához, kg referencia-tüzelőanyag cal 170,207 20,430 120,03 217,626 24,816 114,03
1. A kazánok hőteljesítményének meghatározása működésük különböző terhelési módjaihoz.
2. Hőveszteségek A () meghatározása a kazánok hatásfokának és hasznos teherbírásának figyelembevételével.
3. A kazánegységek terhelési jellemzőinek meghatározása a megengedett minimumtól a maximumig való változásuk tartományában.
4. A gőzkazánok összes hőveszteségének változása alapján a normál tüzelőanyag óránkénti fogyasztását tükröző energetikai jellemzőik meghatározása az 5 = 0,0342 (0, + AC?) képlet szerint.
5. A kazánházak energetikai jellemzőinek megszerzése kazánok energetikai jellemzőinek felhasználásával.
6. A TS energetikai jellemzőit figyelembe véve szabályozási döntések megalkotása a fűtési időszakban, valamint a nyári szezonban történő terhelésük sorrendjére, sorrendjére vonatkozóan.
A források párhuzamos üzemeltetésének (HS) megszervezésének másik fontos kérdése a kazánházak terhelését jelentős mértékben befolyásoló tényezők meghatározása, valamint a hőszolgáltató rendszer feladata, hogy lehetőség szerint a fogyasztókat a szükséges mennyiségű hőenergiával biztosítsa. . minimális költség gyártásához és továbbításához.
Az első probléma megoldása úgy történik, hogy az ellátási ütemterveket összekapcsoljuk a hőcserélő rendszeren keresztüli hőfelhasználás ütemtervével, a második megoldását - a fogyasztók hőterhelése és annak előállítása közötti összefüggés megállapításával, pl. , a terhelés változásának megtervezésével és a hőenergia átviteli veszteségek csökkentésével. A hőellátás és -felhasználás ütemtervének összekapcsolását helyi automatizálás alkalmazásával kell megvalósítani a hőenergia-forrásoktól a fogyasztókig terjedő közbenső szakaszokban.
A második probléma megoldására az energiaforrások (ES) gazdaságilag indokolt lehetőségeit figyelembe véve javasolt a fogyasztók tervezett terhelése becslési funkcióinak megvalósítása. Egy ilyen megközelítés fuzzy logikai algoritmusok megvalósításán alapuló helyzetszabályozási módszerek alkalmazásával lehetséges. A fő tényező, amely jelentősen befolyásolja
a kazánházak hőterhelése annak az épületek fűtésére és melegvízellátásra használt része. Az épületek fűtésére használt átlagos hőáramot (wattban) a képlet határozza meg
honnan /honnan - egy adott időszak átlagos külső hőmérséklete; r( - a fűtött helyiség beltéri levegőjének átlaghőmérséklete (az a hőmérséklet, amelyet egy adott szinten kell tartani); / 0 - a becsült külső levegő hőmérséklet a fűtési tervezéshez;<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).
A (6) képletből látható, hogy az épületek fűtésére nehezedő hőterhelést elsősorban a külső levegő hőmérséklete határozza meg.
Az épületek melegvízellátásának átlagos hőáramát (wattban) a kifejezés határozza meg
1,2w(a + ^)(55 - ^) p
Yt „. " _ tól től"
ahol m a fogyasztók száma; a - a melegvíz-ellátás vízfogyasztásának mértéke +55 ° C / fő / nap hőmérsékleten literben; b - a középületekben +55 ° C hőmérsékleten fogyasztott melegvíz-ellátás vízfogyasztásának mértéke (feltehetően 25 liter naponta személyenként); c a víz hőkapacitása; /x - hideg (csap)víz hőmérséklete a fűtési időszakban (+5 °C-ot feltételezve).
A (7) kifejezés elemzése azt mutatta, hogy a melegvízellátás átlagos hőterhelésének kiszámításakor az állandónak bizonyul. A hőenergia valós kinyerése (a csapból meleg víz formájában) a számított értékkel ellentétben véletlenszerű, ami a reggeli és esti melegvíz analízisének növekedésével, valamint a hőmennyiség csökkenésével jár. a kiválasztás nappal és éjszaka. ábrán A 2, 3 a változás grafikonját mutatja
Olaj 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 212 213 214 215 213 313 214 215 312 312
a hónap napjai
Rizs. 2. A CHP N9 5 vízhőmérséklet változásának grafikonja (7 - közvetlen kazánvíz,
2 - közvetlen negyedévente, 3 - víz melegvíz ellátáshoz, 4 - fordított negyedévente, 5 - visszatérő kazánvíz) és külső levegő hőmérséklet (6) a 2009. február 1. és február 4. közötti időszakra
a forró víz nyomása és hőmérséklete az 5. számú TsTP-hez, amelyeket az SDKi U TsTP és a murmanszki NS archívumából szereztünk be.
A meleg napok beköszöntével, amikor a környezeti hőmérséklet öt napon keresztül nem csökken +8 °C alá, a fogyasztók fűtési terhelése lekapcsol, és a fűtési hálózat a melegvíz-ellátás szükségleteit kielégíti. A nem fűtési időszakban a melegvíz-ellátás átlagos hőáramát a képlet számítja ki
hol van a hideg (csap)víz hőmérséklete a fűtés nélküli időszakban (+15 °С-ot feltételezve); p - együttható, figyelembe véve a nem fűtési időszakban a melegvíz-szolgáltatás átlagos vízfogyasztásának változását a fűtési időszakhoz viszonyítva (0,8 - a lakás- és kommunális szektorban, 1 - a vállalkozásoknál).
A (7), (8) képletek figyelembevételével készülnek az energiafogyasztók hőterhelési grafikonjai, amelyek az alapját képezik a TS hőenergia ellátásának központosított szabályozására vonatkozó feladatok megalkotásának.
A város központi fűtési pontjainak és szivattyútelepeinek diszpécservezérlési és irányítási automatizált rendszere
Murmanszk városának sajátossága, hogy dombos területen fekszik. A minimális magasság 10 m, a maximum 150 m. E tekintetben a fűtési hálózatok nehéz piezometrikus grafikonnal rendelkeznek. A kezdeti szakaszokon megnövekedett víznyomás miatt megnő a baleseti ráta (csőtörések).
A távoli objektumok állapotának operatív vezérléséhez és az ellenőrzött pontokon (CP) elhelyezett berendezések vezérléséhez,
Rizs. 3. ábra: Az 5. számú központi fűtési állomás víznyomásváltozásának grafikonja 2009. február 1. és február 4. között: 1 - melegvíz-ellátás, 2 - közvetlen kazánvíz, 3 - közvetlen negyedévente, 4 - fordított negyedévente,
5 - hideg, 6 - visszatérő kazánvíz
Murmanszk város ASDKiUCTPiNS-je fejlesztette ki. Az ellenőrzött pontok, ahol a rekonstrukciós munkálatok során telemechanikai berendezéseket telepítettek, a fővállalkozástól legfeljebb 20 km távolságra helyezkednek el. A kommunikáció a CP telemechanikai berendezéseivel egy erre a célra szolgáló telefonvonalon keresztül történik. A központi kazánházak (CTP-k) és a szivattyútelepek különálló épületek, amelyekben technológiai berendezéseket telepítenek. A központ adatai a TEKOS vállalat Szevernaja TS területén található vezérlőhelyiségbe (a diszpécser PCARM-jába) és a TS szerverre kerülnek, majd elérhetővé válnak a vállalkozás helyi hálózatának felhasználói számára. termelési problémáik megoldására.
Az ASDKiUTSTPiNS segítségével megoldott feladatoknak megfelelően a komplexum kétszintű felépítésű (4. ábra).
1. szint (felső, csoport) - diszpécser konzol. Ezen a szinten a következő funkciók valósulnak meg: technológiai folyamatok központosított vezérlése és távvezérlése; adatok megjelenítése a vezérlőpanel kijelzőjén; kialakítása és kiadása
egyenletes dokumentáció; feladatok kialakítása a vállalkozás automatizált folyamatirányító rendszerében a városi hőközpontok párhuzamos működési módjainak kezelésére az általános városi hőhálózat számára; a vállalat helyi hálózatának felhasználói hozzáférése a technológiai folyamat adatbázisához.
2. szint (helyi, helyi) - CP berendezések a rájuk helyezett érzékelőkkel (riasztások, mérések) és végső működtető eszközök. Ezen a szinten valósulnak meg az információgyűjtés és elsődleges feldolgozás funkciói, valamint a működtetőkön történő vezérlési műveletek kiadása.
A város ASDKiUCTPiNS által végzett funkciói
Információs funkciók: nyomásérzékelők leolvasásának vezérlése, hőmérséklet, vízáramlás és a hajtóművek állapotának szabályozása (be/ki, nyitás/zárás).
Vezérlési funkciók: hálózati szivattyúk, melegvíz szivattyúk, hajtómű egyéb technológiai berendezéseinek vezérlése.
Vizualizációs és regisztrációs funkciók: az összes információs paraméter és jelzési paraméter megjelenik a kezelőállomás trendjein és mnemonikus diagramjain; minden információ
A diszpécser PC-s munkaállomása
SHV/K8-485 adapter
Dedikált telefonvonalak
KP vezérlők
Rizs. 4. A komplexum blokkvázlata
paraméterek, jelzési paraméterek, vezérlőparancsok időszakosan, valamint állapotváltozás esetén rögzítésre kerülnek az adatbázisban.
Riasztási funkciók: áramkimaradás a sebességváltónál; az elárasztás érzékelő aktiválása az ellenőrzőponton és a biztonság az ellenőrzőponton; jelzés a csővezetékekben lévő korlátozó (magas/alacsony) nyomás érzékelőitől és a szelepmozgatók állapotában bekövetkező vészhelyzeti változások távadóitól (be/ki, nyit/zár).
A döntéstámogató rendszer fogalma
A modern automatizált folyamatvezérlő rendszer (APCS) egy többszintű ember-gép vezérlőrendszer. A diszpécser egy többszintű automatizált folyamatirányító rendszerben információt kap egy számítógép-monitorról, és távközlési rendszerek, vezérlők és intelligens aktuátorok segítségével lép fel az attól jelentős távolságra lévő objektumokra. Így a diszpécser lesz a főszereplő a vállalkozás technológiai folyamatának kezelésében. A hőenergetikai technológiai folyamatok potenciálisan veszélyesek. Így harminc éven keresztül a regisztrált balesetek száma körülbelül tízévente megduplázódik. Ismeretes, hogy összetett energiarendszerek steady state üzemmódjaiban a kezdeti adatok pontatlanságából adódó hibák 82-84%, a modell pontatlansága miatt - 14-15%, a módszer pontatlansága miatt - 2 -3%. A kiindulási adatokban lévő hiba nagy aránya miatt a célfüggvény számításában is hiba van, ami jelentős bizonytalansághoz vezet a rendszer optimális működési módjának kiválasztásakor. Ezek a problémák kiküszöbölhetők, ha az automatizálást nem csupán a termelésirányításban közvetlenül a kézi munka helyettesítésének, hanem az elemzés, előrejelzés és ellenőrzés eszközének tekintjük. A diszpécserről a döntéstámogató rendszerre való átállás egy új minőségre - egy vállalat intelligens információs rendszerére - való átmenetet jelenti. Minden baleset (kivéve a természeti katasztrófákat) emberi (kezelői) hibán alapul. Ennek egyik oka a komplex vezérlőrendszerek kiépítésének régi, hagyományos megközelítése, a legújabb technológia alkalmazására fókuszálva.
tudományos és technológiai vívmányokat, miközben alábecsüli a helyzetkezelési módszerek alkalmazásának szükségességét, az irányítási alrendszerek integrálására szolgáló módszereket, valamint egy személyre (diszpécserre) összpontosító hatékony ember-gép interfész kiépítését. Ezzel párhuzamosan a diszpécser adatelemzési, helyzet-előrejelzési és megfelelő döntéshozatali funkcióinak átadása is a döntéshozatalt és végrehajtást támogató intelligens rendszerek (SSPIR) komponenseire irányul. Az SPID koncepció számos eszközt tartalmaz, amelyeket egy közös cél egyesít – a racionális és hatékony menedzsment döntések elfogadásának és végrehajtásának elősegítése. Az SPPIR egy interaktív automatizált rendszer, amely intelligens közvetítőként működik, amely támogatja a természetes nyelvű felhasználói felületet a ZAOA rendszerrel, és a modellnek és alapnak megfelelő döntési szabályokat használ. Ezzel együtt az SPPIR ellátja a diszpécser automatikus nyomon követésének funkcióját az információelemzés, a helyzetfelismerés és a helyzetek előrejelzése szakaszában. ábrán Az 5. ábrán látható a SPPIR felépítése, melynek segítségével a TS diszpécser intézi a mikrokörzet hőellátását.
A fentiek alapján több fuzzy nyelvi változó azonosítható, amelyek befolyásolják a TS terhelését, és ebből következően a hőhálózatok működését. Ezeket a változókat a táblázat tartalmazza. 2.
Az évszaktól, a napszaktól, a hét napjától, valamint a külső környezet jellemzőitől függően a helyzetfelmérő egység kiszámítja a hőenergia-források műszaki állapotát és szükséges teljesítményét. Ez a megközelítés lehetővé teszi a távfűtés tüzelőanyag-gazdaságossági problémáinak megoldását, a fő berendezések terhelési fokának növelését, valamint a kazánok optimális hatásfok-értékekkel rendelkező üzemmódban történő működtetését.
A város hőellátásának elosztott szabályozására szolgáló automatizált rendszer kiépítése a következő feltételek mellett lehetséges:
fűtőkazánházak kazánegységeinek automatizált vezérlőrendszereinek bevezetése. (Automatizált folyamatirányító rendszerek bevezetése a TS "Severnaya"-ban
Rizs. 5. A mikrokörzeti fűtőkazánház SPPIR felépítése
2. táblázat
Fűtőkazánház terhelését meghatározó nyelvi változók
Jelölés Név Értéktartomány (univerzális halmaz) Feltételek
^hónap Hónap januártól decemberig jan., febr., márc., ápr., május, jún., júl., aug., szept., okt., nov , "dec"
T-hét A hét munkanapja vagy hétvége "munka", "szabadság"
TSug Napszak 00:00 és 24:00 között "éjszaka", "reggel", "nappal", "este"
t 1 n.v A külső levegő hőmérséklete -32 és +32 ° С között "alacsonyabb", "-32", "-28", "-24", "-20", "-16", "-12", "- 8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "fent"
1" szélsebesség 0 és 20 m/s között "0", "5", "10", "15", "nagyobb"
a 13,14-es kazánok fajlagos tüzelőanyag-fogyasztási arányát a 9,10-es kazánokhoz képest 5,2%-kal csökkentette. A 13. számú kazán ventilátorainak és füstelvezetőinek hajtásain a frekvenciavektorok beépítése után az energiamegtakarítás elérte a 36%-ot (rekonstrukció előtti fajlagos fogyasztás - 3,91 kWh/Gcal, rekonstrukció után - 2,94 kWh/Gcal, ill.
14. sz. - 47% (rekonstrukció előtti fajlagos villamosenergia-fogyasztás - 7,87 kWh/Gcal., rekonstrukció után - 4,79 kWh/Gcal));
a város ASDKiUCTPiNS-ének kidolgozása és megvalósítása;
információs támogatási módszerek bevezetése a TS üzemeltetők és a város ASDKiUCTPiNS számára az SPPIR koncepció segítségével.
BIBLIOGRÁFIA
1. Shubin E.P. A városi hőellátó rendszerek tervezésének főbb kérdései. M.: Energia, 1979. 360 p.
2. Prohorenkov A.M. Fűtőkazánházak rekonstrukciója információs és vezérlőkomplexumok alapján // Nauka proizvodstvo. 2000. No. 2. S. 51-54.
3. Prohorenkov A.M., Szovlukov A.S. Fuzzy modellek kazánaggregátum technológiai folyamatok vezérlőrendszereiben // Számítógépes szabványok és interfészek. 2002. évf. 24. P. 151-159.
4. Mesarovich M., Mako D., Takahara Y. Hierarchikus többszintű rendszerek elmélete. M.: Mir, 1973. 456 p.
5. Prohorenkov A.M. Véletlenszerű folyamatjellemzők azonosításának módszerei információfeldolgozó rendszerekben // IEEE Transactions on instrumentation and mérés. 2002. évf. 51, 3. o., 492-496.
6. Prohorenkov A.M., Kachala H.M. Véletlenszerű jelfeldolgozás digitális ipari vezérlőrendszerekben // Digitális jelfeldolgozás. 2008. No. 3. S. 32-36.
7. Prohorenkov A.M., Kachala N.M. Véletlenszerű folyamatok osztályozási jellemzőinek meghatározása // Measurement Techniques. 2008. évf. 51, 4. sz. P. 351-356.
8. Prokhorenkov A.M., Kachala H.M. A véletlenszerű folyamatok osztályozási jellemzőinek hatása a mérési eredmények feldolgozásának pontosságára // Izmeritelnaya tekhnika. 2008. N° 8. S. 3-7.
9. Prohorenkov A.M., Kachala N.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Információs rendszer véletlenszerű folyamatok elemzéséhez nemstacionárius objektumokban // Proc. a Harmadik IEEE Int. Workshop on Intelligens adatgyűjtés és fejlett számítástechnikai rendszerek: technológia és alkalmazások (IDAACS "2005) Szófia, Bulgária. 2005. P. 18-21.
10. Methods of Robust Neuro-Fuzzy and Adaptive Control, Szerk. N.D. Yegupova // M.: MSTU kiadó im. N.E. Bauman, 2002". 658 p.
P. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. A véletlenszerű zavarok hatásának kitett vezérlőrendszerek szabályozóinak hangolására szolgáló adaptív algoritmusok hatékonysága // BicrniK: Tudományos és Műszaki. jól. Különszám. Cherkasy State Technol. un-t.-Cserkask. 2009. S. 83-85.
12. Prohorenkov A.M., Szaburov I.V., Szovlukov A.S. Adatkarbantartás az ipari irányítás alatt álló döntéshozatali folyamatokhoz // BicrniK: tudományos és műszaki. jól. Különszám. Cherkasy State Technol. un-t. Cherkask. 2009. S. 89-91.
A cikk a Trace Mode SCADA rendszer használatával foglalkozik a város távfűtési létesítményeinek távvezérlésére. A létesítmény, ahol a leírt projektet megvalósították, az Arhangelszk régió déli részén (Velszk városa) található. A projekt biztosítja a fűtésre és a város létfontosságú létesítményei melegvíz-ellátására szolgáló hő-előkészítés és -elosztás folyamatának operatív nyomon követését és irányítását.
CJSC SpetsTeploStroy, Jaroszlavl
A probléma megfogalmazása és a rendszer szükséges funkciói
Cégünk célja a város nagy részének fűtésére szolgáló főhálózat kiépítése volt korszerű építési módszerekkel, ahol a hálózat kiépítéséhez előszigetelt csöveket használtak. Ehhez tizenöt kilométernyi főhőhálózat és hét központi hőpont (CHP) épült. A központi fűtőállomás rendeltetése - a GT-CHP túlhevített víz felhasználásával (130/70 °С ütemterv szerint), előkészíti a hőhordozót a negyedéven belüli fűtési hálózatokhoz (95/70 °С ütemterv szerint), ill. 60 °С-ig melegíti a vizet a használati melegvíz ellátás (melegvíz ellátás) szükségleteihez, A TsTP független, zárt rendszeren működik.
A feladat meghatározásakor számos olyan követelményt figyelembe vettek, amely biztosítja a CHP energiatakarékos működési elvét. Íme néhány a legfontosabbak közül:
A fűtési rendszer időjárásfüggő szabályozása;
A HMV paraméterek adott szinten tartása (t hőmérséklet, P nyomás, G átfolyás);
Adott szinten tartsa a fűtéshez szükséges hűtőfolyadék paramétereit (t hőmérséklet, P nyomás, G áramlás);
A hőenergia és a hőhordozó kereskedelmi elszámolásának megszervezése a hatályos szabályozási dokumentumoknak (RD) megfelelően;
Az ATS (tartalékok automatikus átadása) szivattyúinak (hálózati és melegvízellátás) biztosítása motorerőforrás-kiegyenlítéssel;
Végezze el a fő paraméterek korrekcióját a naptár és a valós idejű óra szerint;
Időszakos adatátvitel végrehajtása a vezérlőterembe;
Mérőműszerek és üzemi berendezések diagnosztikáját végezni;
A központi fűtési állomáson szolgálatot teljesítő személyzet hiánya;
Figyelemmel kíséri és azonnal jelentse a karbantartó személyzetnek a vészhelyzetek előfordulását.
Ezen követelmények eredményeként kerültek meghatározásra a létrehozandó operatív-távirányító rendszer funkciói. Kiválasztották az automatizálás és adatátvitel fő és kiegészítő eszközeit. A SCADA-rendszer kiválasztása a rendszer egészének működőképességének biztosítása érdekében történt.
A rendszer szükséges és elégséges funkciói:
1_Információs funkciók:
Technológiai paraméterek mérése, ellenőrzése;
A megállapított határértékektől való paramétereltérések jelzése, regisztrálása;
Működési adatok képzése és kiadása a személyzet számára;
A paraméterek történetének archiválása és megtekintése.
2_Vezérlő funkciók:
Fontos folyamatparaméterek automatikus szabályozása;
Perifériás eszközök (szivattyúk) távvezérlése;
Technológiai védelem és blokkolás.
3_Szolgáltatási funkciók:
Szoftver- és hardverkomplexum valós idejű öndiagnosztikája;
Adatok továbbítása a vezérlőterembe ütemezetten, kérésre és vészhelyzet esetén;
Számítástechnikai eszközök és bemeneti/kimeneti csatornák működőképességének és helyes működésének tesztelése.
Mi befolyásolta az automatizálási eszközök kiválasztását
és szoftver?
Az alapvető automatizálási eszközök kiválasztása elsősorban három tényezőn alapult - ez az ár, a megbízhatóság és a beállítások és a programozás sokoldalúsága. Így a Saia-Burgess PCD2-PCD3 sorozatú szabadon programozható vezérlőit választották a központi fűtési állomáson végzett önálló munkához és az adatátvitelhez. Vezérlőterem kialakítására a hazai Trace Mode 6 SCADA rendszert választották, az adatátvitelhez pedig a hagyományos cellás kommunikáció alkalmazása mellett döntöttek: hagyományos hangcsatornát kell használni az adatátvitelre és az SMS-üzenetek azonnali értesítésére a vészhelyzetekről.
Mi a rendszer működési elve
és a nyomkövetési módban történő vezérlés megvalósításának jellemzői?
Mint sok hasonló rendszerben, a szabályozási mechanizmusokra gyakorolt közvetlen hatás irányítási funkciókat az alsó szint kapja, és már a teljes rendszer egészének irányítása átkerül a felső szintre. Szándékosan kihagyom az alsó szint (vezérlők) munkájának és az adatátvitel folyamatának leírását, és egyből a felső leírására térek rá.
A könnyebb használat érdekében a vezérlőterem egy személyi számítógéppel (PC) van felszerelve, két monitorral. Minden pontról az adatokat a diszpécser vezérlő gyűjti össze, és az RS-232 interfészen keresztül továbbítja a PC-n futó OPC szerverhez. A projekt a Trace Mode 6-os verziójában valósul meg, és 2048 csatornára készült. Ez a leírt rendszer megvalósításának első szakasza.
A feladat nyomkövetési módban történő megvalósításának egyik jellemzője egy többablakos interfész létrehozására irányuló kísérlet, amely lehetővé teszi a hőellátás folyamatának on-line módban történő nyomon követését, mind a városdiagramon, mind a hőpontok mnemonikus diagramjain . A többablakos interfész alkalmazása lehetővé teszi a nagy mennyiségű információ diszpécser kijelzőjén való megjelenítésének problémáit, aminek elegendőnek és egyben nem redundánsnak kell lennie. A több ablakos interfész elve lehetővé teszi a hozzáférést bármely folyamatparaméterhez az ablakok hierarchikus felépítésének megfelelően. Leegyszerűsíti a rendszer telepítését is a létesítményben, mivel egy ilyen interfész megjelenésében nagyon hasonlít a Microsoft család széles körben elterjedt termékeire, és hasonló menürendszerrel és eszköztárral rendelkezik, amelyet minden személyi számítógép használója ismer.
ábrán Az 1. ábra a rendszer fő képernyőjét mutatja. Sematikusan megjeleníti a fő fűtési hálózatot a hőforrás (CHP) és a központi fűtési pontok (az elsőtől a hetedikig) jelzésével. A képernyő információkat jelenít meg a létesítményekben bekövetkezett vészhelyzetekről, az aktuális külső levegő hőmérsékletről, az egyes pontokról az utolsó adatátvitel dátumát és időpontját. A hőellátó objektumok előugró tippekkel vannak ellátva. Rendellenes helyzet esetén a diagramon szereplő objektum villogni kezd, és a riasztási jelentésben az adatátvitel dátuma és időpontja mellett egy eseményrekord és egy pirosan villogó jelző jelenik meg. Lehetőség van a CHP és a teljes fűtési hálózat egészének termikus paramétereinek megtekintésére. Ehhez kapcsolja ki a riasztások és figyelmeztetések listájának megjelenítését ("OTiP" gomb).
Rizs. egy. A rendszer fő képernyője. A hőellátó létesítmények elhelyezésének vázlata Velsk városában
Kétféleképpen lehet átváltani egy hőpont mnemonikus diagramjára - kattintson a várostérkép ikonjára vagy a hőpont feliratú gombra.
A második képernyőn megnyílik az alállomás mnemonikus diagramja. Ez mind a központi fűtőállomás egy adott helyzetének felügyelete, mind a rendszer általános állapotának ellenőrzése érdekében történik. Ezeken a képernyőkön az összes ellenőrzött és beállítható paraméter valós időben jelenik meg, beleértve a hőmennyiségmérőkről leolvasott paramétereket is. Minden technológiai berendezés és mérőműszer a műszaki dokumentációnak megfelelően előugró jelzésekkel van ellátva.
A berendezés és az automatizálási eszközök képe az emlékező diagramon a lehető legközelebb áll a valós nézethez.
A többablakos interfész következő szintjén közvetlenül vezérelhető a hőátadás folyamata, módosítható a beállítások, megtekinthető a kezelő berendezés jellemzői, és a paraméterek valós időben, változástörténettel figyelhetők meg.
ábrán A 2. ábra egy képernyőfelületet mutat a fő automatizálási eszközök (vezérlő vezérlő és hőmennyiségmérő) megtekintésére és kezelésére. A vezérlőkezelő képernyőn lehetőség van SMS-üzenetek küldésére szolgáló telefonszámok megváltoztatására, segély- és tájékoztató üzenetek továbbításának tiltására vagy engedélyezésére, az adatátvitel gyakoriságának és mennyiségének szabályozására, valamint a mérőműszerek öndiagnosztikájának paramétereinek beállítására. A hőmennyiségmérő képernyőjén megtekintheti az összes beállítást, módosíthatja az elérhető beállításokat és szabályozhatja az adatcsere módját a vezérlővel.
Rizs. 2. Vezérlőképernyők a Vzlet TSRV hőkalkulátorhoz és a PCD253 vezérlőhöz
ábrán A 3. ábra a vezérlőberendezések (vezérlőszelep- és szivattyúcsoportok) felugró paneleit mutatja. Megjeleníti a berendezés aktuális állapotát, a hiba részleteit és néhány, az öndiagnózishoz és ellenőrzéshez szükséges paramétert. Tehát a szivattyúknál a szárazonfutási nyomás, az MTBF és az indítási késleltetés nagyon fontos paraméterek.
Rizs. 3. Kezelőpanel szivattyúcsoportokhoz és vezérlőszelephez
ábrán A 4. ábrán a paraméterek és a vezérlőhurkok monitorozására szolgáló képernyők láthatók grafikus formában, a változások előzményeinek megtekintésével. A hőközpont összes szabályozott paramétere megjelenik a paraméter képernyőn. Fizikai jelentésük (hőmérséklet, nyomás, áramlás, hőmennyiség, hőteljesítmény, világítás) szerint csoportosítják őket. A vezérlőkörök képernyőjén megjelenik a paraméterek összes vezérlőköre, és a paraméter aktuális értéke a holtzóna, a szelep helyzete és a kiválasztott szabályozási törvény alapján. Mindezek az adatok a képernyőkön oldalakra vannak osztva, hasonlóan a Windows alkalmazásokban általánosan elfogadott kialakításhoz.
Rizs. 4. Képernyők a paraméterek és vezérlőhurkok grafikus megjelenítéséhez
Az összes képernyő mozgatható két monitor területén, miközben több feladatot hajt végre egyszerre. A hőelosztó rendszer zavartalan működéséhez szükséges összes paraméter valós időben elérhető.
Mióta készül a rendszer?hány fejlesztő volt?
A nyomkövetési módban működő diszpécser- és vezérlőrendszer alapvető részét a cikk szerzője egy hónapon belül fejlesztette ki, és Velsk városában indította el. ábrán fényképet mutatnak be az ideiglenes vezérlőteremből, ahol a rendszer telepítve van és próbaüzem alatt áll. Szervezetünk jelenleg még egy hőpontot és egy szükség hőforrást helyez üzembe. Ezekben a létesítményekben speciális irányítótermet terveznek. Üzembe helyezése után mind a nyolc hőpont bekerül a rendszerbe.
Rizs. öt. Ideiglenes diszpécser munkahely
Az automatizált folyamatirányító rendszer működése során különféle észrevételek, kívánságok merülnek fel a diszpécserszolgálat részéről. Így folyamatosan zajlik a rendszer frissítése a diszpécser működési tulajdonságainak és kényelmének javítása érdekében.
Mi a hatása egy ilyen irányítási rendszer bevezetésének?
Előnyök és hátrányok
Ebben a cikkben a szerző nem azt a feladatot, hogy egy irányítási rendszer bevezetésének gazdasági hatását számokban értékelje. A megtakarítás azonban nyilvánvaló a rendszer karbantartásában részt vevő létszám csökkenése, a balesetek számának jelentős csökkenése miatt. Emellett a környezeti hatás is nyilvánvaló. Azt is meg kell jegyezni, hogy egy ilyen rendszer bevezetése lehetővé teszi az olyan helyzetek gyors reagálását és kiküszöbölését, amelyek előre nem látható következményekhez vezethetnek. A teljes munkakomplexum (fűtővezeték és hőpontok építése, szerelés és üzembe helyezés, automatizálás és diszpécser) megtérülési ideje a megrendelő számára 5-6 év.
A működő vezérlőrendszer előnyei a következők:
Az objektum grafikus képére vonatkozó információk vizuális megjelenítése;
Ami az animációs elemeket illeti, azok speciális módon kerültek a projektbe, hogy javítsák a program megtekintésének vizuális hatását.
A rendszer fejlesztésének kilátásai