Otthon Számvitel Hőellátó rendszer vezérlőrendszer. Automatizált rendszer a hőellátási folyamat operatív-távvezérlésére

Hőellátó rendszer vezérlőrendszer. Automatizált rendszer a hőellátási folyamat operatív-távvezérlésére

Rizs. 6. Kétvezetékes vezeték két koronavezetékkel, amelyek között különböző távolságok vannak

16 m; 3 - bn = 8 m; 4 - b,

IRODALOM

1. Efimov B.V. Mennydörgés hullámai a felsővezetékekben. Apatitás: A KSC RAS Kiadója, 2000. 134 p.

2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Túlfeszültség és védelem az ellene

felső és kábeles nagyfeszültségű erőátvitel. L.: Nauka, 1988. 301 p.

A.M. Prohorenkov

MÓDSZEREK A VÁROSI HŐELLÁTÁS ELosztott SZABÁLYOZÁSÁNAK AUTOMATIZÁLT RENDSZER ÉPÍTÉSÉRE

Erőforrás-takarékos technológiák bevezetésének kérdései ben modern Oroszország jelentős figyelmet fordítanak. Ezek a problémák különösen akutak a Távol-Észak régióiban. A városi kazánházak tüzelőanyagaként fűtőolajat használnak, amelyet szállítanak vasúton Oroszország központi régióiból, ami jelentősen megnöveli a megtermelt hőenergia költségét. Időtartam

A fűtési szezon az Északi-sarkon 2-2,5 hónappal hosszabb az ország középső régióihoz képest, ami a Távol-Észak éghajlati viszonyainak köszönhető. Ugyanakkor a hőerőműveknek gőz formájában kell előállítaniuk a szükséges hőmennyiséget, melegvíz bizonyos paramétereken (nyomás, hőmérséklet) minden városi infrastruktúra működésének biztosítása érdekében.

A fogyasztóknak szállított hőenergia előállítási költségének csökkentése csak a tüzelőanyag gazdaságos elégetésével lehetséges, racionális használat villamos energia a vállalkozások saját szükségleteire, minimalizálva a hőveszteséget a közlekedési (városi fűtési hálózatok) és a fogyasztási területeken (épületek, városi vállalkozások), valamint csökkentve a hőveszteséget kiszolgáló személyzet termelési telephelyeken.

Mindezen problémák megoldása csak új technológiák, berendezések, technikai eszközöket vezetése biztosítani gazdasági hatékonyság a hőenergia-ipari vállalkozások munkáját, valamint a hőenergia-rendszerek kezelésének és üzemeltetésének minőségét.

A probléma megfogalmazása

A városi fűtés területén az egyik fontos feladat több hőforrás párhuzamos üzemű hőellátó rendszerek kialakítása. Modern rendszerek A városok központi fűtési rendszerei nagyon összetett, térben elosztott, zárt keringésű rendszerekké fejlődtek. A fogyasztók általában nem rendelkeznek az önszabályozás tulajdonságával, a hűtőfolyadék elosztása speciálisan kialakított (az egyik módhoz) állandó hidraulikus ellenállással történik [1]. Ebben a tekintetben a gőz- és melegvízfogyasztók hőenergia-választásának véletlenszerűsége dinamikusan összetett tranziens folyamatokhoz vezet a hőenergia-rendszer (TES) minden elemében.

A távoli objektumok állapotának operatív felügyelete és az ellenőrzött pontokon (CP) elhelyezett berendezések kezelése lehetetlen a központi fűtési pontok és szivattyúállomások (ASDC és U TsTP és PS) diszpécser vezérlésére és irányítására szolgáló automatizált rendszer kifejlesztése nélkül. város. Ezért az egyik aktuális problémák a hőenergia-áramlások kezelése, figyelembe véve mind maguknak a fűtési hálózatoknak, mind az energiafogyasztóknak a hidraulikai jellemzőit. A párhuzamos üzemű hőellátó rendszerek kialakításával kapcsolatos problémák megoldását igényli

több hőforrás (termikus állomás - TS)) összesen működik fűtési hálózat városok és általános menetrend hőterhelés. Az ilyen rendszerek lehetővé teszik a tüzelőanyag-megtakarítást a távfűtés során, a főberendezések terhelésének növelését, a kazánegységek optimális hatásfok értékű üzemmódban történő üzemeltetését.

Optimális szabályozási problémák megoldása technológiai folyamatok kazánház fűtése

Az Állami Regionális Hő- és Villamosenergia-ipari Vállalat (GOTEP) „TEKOS” „Szevernaja” fűtőkazánháza technológiai folyamatainak optimális szabályozási problémáinak megoldása az Energia-megtakarítási és Import importálási Programból származó támogatás keretében. Környezetvédelmi berendezések és anyagok (PIEPOM) az Orosz-Amerikai Bizottságtól, berendezéseket szállítottak (az Egyesült Államok kormánya finanszírozta). Ez a berendezés és arra tervezték szoftver A GOTEP "TEKOS" bázisvállalatnál a rekonstrukciós problémák széles körének megoldását tette lehetővé, a kapott eredményeket pedig a régió hő- és villamosenergia-ipari vállalkozásaiban is meg kellett ismételni.

A jármű kazánegységei vezérlőrendszereinek rekonstrukciójának alapja a központi vezérlőpanel elavult automatizálási berendezéseinek cseréje, ill. helyi rendszerek automatikus szabályozás egy modern mikroprocesszorra elosztott rendszer menedzsment. A Honeywell TDC 3000-S (Supper) mikroprocesszoros (MPS) mikroprocesszoros rendszerén (MPS) alapuló kazánegységek elosztott vezérlőrendszere egységesített átfogó megoldás a jármű technológiai folyamatainak vezérlésére szolgáló összes rendszerfunkció megvalósítása. A működő MPS értékes tulajdonságokkal rendelkezik: a vezérlési és működési funkciók elrendezésének egyszerűsége és áttekinthetősége; rugalmasság az összes folyamatkövetelmény teljesítésében, figyelembe véve a megbízhatósági mutatókat (működés a második számítógép és a vezérlőegység „forró” készenléti üzemmódjában), a rendelkezésre állást és a hatékonyságot; könnyű hozzáférés az összes rendszeradathoz; a szolgáltatási funkciók egyszerű megváltoztatása és bővítése a rendszer hátrányos befolyásolása nélkül;

az információmegjelenítés jobb minősége a döntéshozatalhoz kényelmes formában (barátságos intelligens kezelőfelület), amely segít csökkenteni a kezelőszemélyzet hibáit a járműfolyamatok működtetése és felügyelete során; automatizált folyamatirányító rendszer dokumentációjának számítógépes készítése; a létesítmény fokozott üzemkészültsége (a vezérlőrendszer öndiagnózisának eredménye); a rendszer kilátásait magas fokú innováció. A TDC 3000 - S rendszer (1. ábra) képes más gyártók külső PLC vezérlőinek csatlakoztatására (ez a funkció PLC átjáró modul jelenlétében valósul meg). Megjelennek a PLC vezérlőktől származó információk

pontok tömbjeként jelenik meg a TOS-ban, amely a felhasználói programokból olvasható és írható. Ez lehetővé teszi a kezelt objektumok közvetlen közelébe telepített elosztott bemeneti/kimeneti állomások használatát adatgyűjtésre és adatátvitelre a TOC-hoz egy információs kábelen keresztül a szabványos protokollok egyikével. Ez az opció lehetővé teszi új vezérlőobjektumok integrálását, beleértve automatizált rendszer központi fűtőegységek és szivattyútelepek diszpécser vezérlése és irányítása (ASDKiU TsTPiNS), a vállalat meglévő automatizált folyamatirányító rendszerébe, a felhasználók számára történő külső változtatások nélkül.

Helyi számítógépes hálózat

Univerzális állomások

Számítógépes Alkalmazott Történelmi

átjáró modul modul

Helyi hálózat menedzsment

Trunk Gateway

I Reserve (ARMM)

Fejlesztő modul. ovált folyamatmenedzser (ARMM)

Univerzális vezérlőhálózat

I/O vezérlők

Kábel útvonalak 4-20 mA

SIMATIC ET200M bemeneti/kimeneti állomás.

I/O vezérlők

PLC eszközök hálózata (PROFIBUS)

4-20 mA-es kábel fut

Áramlásérzékelők

Hőmérséklet érzékelők

Nyomásérzékelők

Elemzők

Szabályozók

Frekvenciaállomások

Szelepek

Áramlásérzékelők

Hőmérséklet érzékelők

Nyomásérzékelők

Elemzők

Szabályozók

Frekvenciaállomások

Szelepek

Rizs. 1. Információgyűjtés elosztott PLC állomások által, átvitel a TDC3000-S-re megjelenítés és feldolgozás céljából, majd vezérlőjelek kiadása

Az elvégzett kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy a gőzkazánban működési módozataiban 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 fő szabályozási koordináták mentén a matematikai elvárás (ME) M(t) és az 5 (?) elmozdulásának becslését vettük a minőség értékelésének mérőszámaként. ellenőrzés:

Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMikh (t) ^ min

ahol Mzn(t), Mmn(t) - a gőzkazán fő beállítható paramétereinek meghatározott és aktuális MO értéke: a levegő mennyisége, a tüzelőanyag mennyisége, valamint a kazán gőztermelése.

s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)

ahol 52Tn, 5zn2(t) a gőzkazán fő szabályozott paramétereinek áramerőssége és meghatározott szórása.

Ekkor az ellenőrzés minőségi kritériumának formája lesz

Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)

ahol n = 1, ...,j; - ß - súlyozási együtthatók.

A kazán üzemmódjától függően (szabályzó vagy alap) optimális szabályozási stratégiát kell kialakítani.

A gőzkazán szabályozási üzemmódjában a szabályozási stratégiának arra kell irányulnia, hogy a gőzelosztóban a nyomást állandó szinten tartsa, függetlenül a hőenergia-fogyasztók gőzfogyasztásától. Ennél az üzemmódnál a fő gőzelosztóban lévő gőznyomás MO elmozdulásának becslése a szabályozás minőségének mértéke a formában.

er (/) = Рг(1) - Рт () ^Б^ (4)

ahol HP, Рт(0 - a gőznyomás adott és aktuális átlagos értéke a fő gőzelosztóban.

A gőznyomás eltolódása a fő gőzelosztóban diszperzió útján, a (4) figyelembevételével a következőképpen alakul:

(0 = -4r(0 ^^ (5)

ahol (UrzOO, art(0 - adott és aktuális nyomásdiszperzió.

A többcsatlakozású kazánvezérlő rendszer áramköri szabályozóinak átviteli együtthatóinak beállítására fuzzy logikai módszereket alkalmaztunk.

Az automatizált gőzkazánok próbaüzeme során felhalmozódott statisztikai anyag, amely lehetővé tette az új módszerek és szabályozások bevezetésének műszaki-gazdasági hatékonyságának összehasonlító (nem automatizált kazánegységek működésével) jellemzőinek megszerzését, valamint más kazánok rekonstrukciós munkáinak folytatását. Így a 9. és 10. számú nem automatizált gőzkazánok, valamint a 13. és 14. számú automata gőzkazánok hat hónapos működése során születtek meg azok az eredmények, amelyeket az 1. táblázat mutat be.

A termikus állomás optimális terheléséhez szükséges paraméterek meghatározása

Az optimális járműterhelés meghatározásához ismerni kell a gőzfejlesztőik és a kazánház egészének energetikai jellemzőit, amelyek a betáplált tüzelőanyag mennyisége és a kapott hő közötti összefüggést reprezentálják.

Ezen jellemzők megtalálásának algoritmusa tartalmazza következő lépések:

1. táblázat

A kazán teljesítménymutatói

Indikátor neve Bojlerfejés mutatók értéke

№9-10 № 13-14

Hőtermelés, Gcal Üzemanyag-fogyasztás, t Fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás 1 Gcal hőenergia előállításához, kg szabványos üzemanyag-egyenérték^cal 170,207 20,430 120,03 217,626 24,816 114,03

1. A kazánok hőteljesítményének meghatározása működésük különböző terhelési módjaihoz.

2. A(z) hőveszteség 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 határozza meg a normál tüzelőanyag óránkénti fogyasztását tükröző energetikai jellemzőit az 5 = 0,0342(0, + AC?) képlettel!

5. A kazánházak energetikai jellemzőinek megszerzése kazánok energetikai jellemzőinek felhasználásával.

6. A járművek energetikai jellemzőit figyelembe vevő ellenőrzési döntések kialakítása a fűtési időszakban, valamint a nyári szezonban a rakodásuk sorrendjéről, sorrendjéről.

Másik fontos kérdés a források párhuzamos üzemeltetésének megszervezése (TS) - a kazánházak terhelését jelentősen befolyásoló tényezők azonosítása, valamint a hőellátó rendszer feladatai, hogy lehetőség szerint a fogyasztókat a szükséges mennyiségű hőenergiával biztosítsák. minimális költségek gyártásához és továbbításához.

Az első probléma megoldása az ellátási ütemtervek és a hőfelhasználási ütemtervek összekapcsolásával történik egy hőcserélő rendszeren keresztül, a második megoldása a fogyasztók hőterhelésének a keletkezéséhez való megfelelésének megállapítása, azaz a terhelésváltozások tervezése. valamint a hőenergia átvitele során fellépő veszteségek csökkentése. A hőellátás és a felhasználási ütemterv összehangolását helyi automatizálás alkalmazásával kell megvalósítani a hőenergia-forrásoktól a fogyasztókig terjedő közbenső szakaszokban.

A második probléma megoldására a fogyasztók tervezett terhelésének felmérésére szolgáló funkciók megvalósítása javasolt, figyelembe véve az energiaforrások (ES) gazdaságilag megvalósítható képességeit. Ez a megközelítés módszerekkel lehetséges helyzetkezelés fuzzy logikai algoritmusok megvalósításán alapul. A fő tényező, amely jelentősen befolyásolja

A kazánházak hőterhelése az épületek fűtésére és melegvízellátásra használt része. Az épületek fűtéséhez használt átlagos hőáramot (wattban) a képlet határozza meg

ahol /ot egy adott időszak átlagos külső hőmérséklete; g( - a fűtött helyiség belső levegőjének átlaghőmérséklete (az a hőmérséklet, amelyet egy adott szinten kell tartani); /0 - a külső levegő számított hőmérséklete 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 kitűnik, hogy az épületek fűtésének hőterhelését főként a külső levegő hőmérséklete határozza meg.

Az épületek melegvízellátásának átlagos hőáramát (wattban) a kifejezés határozza meg

1,2sh(a + ^)(55 - ^) p

Yt „. "_ -val"

ahol t a fogyasztók száma; a a +55 °C/fő/nap hőmérsékletű melegvízellátáshoz szükséges vízfogyasztás mértéke literben; b - a középületekben elfogyasztott melegvíz-ellátás vízfogyasztásának mértéke +55 ° C hőmérsékleten (napi 25 liter / fő); c a víz hőkapacitása; /x a hideg (csap)víz hőmérséklete a fűtési időszakban (+5 °C-ot feltételezve).

A (7) kifejezés elemzése azt mutatta, hogy számításkor a melegvízellátás átlagos hőterhelése állandónak bizonyul. A hőenergia tényleges kiválasztása (a csapból melegvíz formájában) a számított értéktől eltérően véletlenszerű természetű, ami a reggeli és esti melegvíz-gyűjtés növekedésével, ill. a választék csökkenése nappal és éjszaka. ábrán. A 2, 3 a változások grafikonját mutatja

Olaj 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 215 231 31 3 314 315 316 317

a hónap napjai

Rizs. 2. Az N9 5 központi fűtési állomás 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 melegvíz nyomása és hőmérséklete az 5. számú központi fűtőállomáshoz, amelyeket a murmanszki központi fűtő- és fűtőállomás SDKi archívumából szereztünk be.

A meleg napok beköszöntével, amikor a környezeti hőmérséklet öt napon keresztül nem esik +8 °C alá, a fogyasztók fűtési terhelése lekapcsol, és a fűtési hálózat a melegvíz-ellátás szükségleteit kielégíti. A nem fűtési időszakban a HMV-hez szükséges átlagos hőmennyiség kiszámítása a képlet segítségével történik

hol van a hideg (csap) víz hőmérséklete a fűtési időszakon kívül (+15 °C-ot feltételezve); p olyan együttható, amely figyelembe veszi 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 kiszámításra kerülnek az energiafogyasztók hőterhelésének grafikonjai, amelyek a jármű hőenergia ellátásának központosított szabályozására vonatkozó feladatok megalkotásának alapját képezik.

A város központi fűtési pontjainak és szivattyútelepeinek diszpécservezérlésének és kezelésének automatizált rendszere

Murmanszk városának sajátossága, hogy dombos területen fekszik. A minimális magasság 10 m, a maximum 150 m Ezzel kapcsolatban a fűtési hálózatok nehéz piezometrikus grafikonnal rendelkeznek. A kezdeti szakaszokban megnövekedett víznyomás miatt megnő a baleseti ráta (csőtörések).

A távoli objektumok állapotának operatív megfigyeléséhez és az ellenőrzött pontokon (CP) elhelyezett berendezések vezérléséhez,

Rizs. 3. Az 5. számú központi fűtési állomás víznyomás-változásának grafikonja 2009. február 1. és február 4. között: 1 - melegvíz-ellátáshoz szükséges víz, 2 - közvetlen kazánvíz, 3 - közvetlen negyedévente, 4 - fordított negyedévente ,

5 - hideg, 6 - visszatérő kazánvíz

Murmanszk város ASDKiUTsTPiNS fejlesztése. Az ellenőrzött pontok, ahol a rekonstrukciós munkálatok során telemechanikai berendezéseket telepítettek, a fővállalkozástól legfeljebb 20 km távolságra helyezkednek el. A vezérlőpont telemechanikai berendezéseivel való kommunikáció erre a célra szolgáló telefonvonalon keresztül történik. A központi kazánházak (CHP) és a szivattyútelepek különálló épületek, amelyekben technológiai berendezéseket telepítenek. Az irányítóközpont adatai a TEKOS vállalkozás Szevernaja TS területén található irányítóközpontba (a diszpécser PCARM-jába) és a TS szerverre érkeznek, majd elérhetővé válnak a vállalkozás helyi számítógépes hálózatának felhasználói számára. megoldani a termelési problémáikat.

Az ASDCiUTsTPiNS 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 generálása a vállalkozás ipari vezérlőrendszerében a városi hőközpontok párhuzamos működési módjának kezelésére az általános városi fűtési hálózaton; a vállalati helyi hálózat felhasználóinak hozzáférése a technológiai folyamat adatbázishoz.

2. szint (helyi, helyi) - központ berendezés érzékelőkkel (riasztások, mérések) és a rájuk helyezett végső aktuátorokkal. Ezen a szinten valósul meg az információgyűjtés és az elsődleges feldolgozás, valamint a működtetőelemekre vonatkozó vezérlési műveletek kibocsátása.

A város ASDKiUTsTPiNS által végzett funkciói

Információs funkciók: nyomás-, hőmérséklet-, vízáramlás-érzékelők leolvasásának figyelése és a hajtóművek állapotának figyelése (be/ki, nyitott/zárt).

Vezérlési funkciók: hálózati szivattyúk, melegvíz szivattyúk, és a vezérlőterem egyéb technológiai berendezéseinek vezérlése.

Vizualizációs és regisztrációs funkciók: az összes információs paraméter és riasztási paraméter megjelenik a kezelőállomás trendjein és mnemonikus diagramjain; minden információ

Diszpécser munkaállomás PC

ShV/K8-485 adapter

Dedikált telefonvonalak

Vezérlők

Rizs. 4. A komplexum szerkezeti diagramja

paraméterek, riasztási paraméterek, vezérlőparancsok időszakosan, valamint állapotváltozások esetén rögzítésre kerülnek az adatbázisban.

Riasztási funkciók: áramszünet a vezérlőponton; az árvízérzékelő kioldása az ellenőrzési ponton és a biztonsági érzékelő kioldása az ellenőrzési ponton; riasztás határérték (magas/alacsony) nyomásérzékelőktől a csővezetékekben és érzékelők a hajtóművek állapotának vészhelyzeti változásaihoz (be/ki, nyitás/zárás).

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-monitortól, és távközlési rendszerek, vezérlők és intelligens aktuátorok segítségével a tőle jelentős távolságra lévő objektumokra hat. Így a diszpécser lesz a főszereplő a vállalkozás technológiai folyamatának kezelésében. A hőenergetikai technológiai folyamatok potenciálisan veszélyesek. Így harminc év alatt körülbelül tízévente megduplázódik a regisztrált balesetek száma. Ismeretes, hogy komplex energiarendszerek állandósult állapotában a kezdeti adatok pontatlanságából adódó hibák 82-84%, a modell pontatlanságából adódóan - 14-15%, a módszer pontatlansága miatt - 2-3%. A kiindulási adatokban előforduló nagy hibaarány miatt a célfüggvény számításánál hiba lép fel, ami jelentős bizonytalansági zónához vezet a rendszer optimális működési módjának megválasztásakor. Ezek a problémák kiküszöbölhetők, ha az automatizálást nem csak a termelésirányításban közvetlenül a kézi munka helyettesítésének, hanem az elemzés, előrejelzés és irányítás eszközének tekintjük. A diszpécserről a döntéstámogató rendszerre való átállás egy új minőség – egy intelligens vállalati információs rendszer – felé való átmenetet jelenti. Minden baleset alapja (kivéve a természeti katasztrófákat) emberi (kezelői) hiba. Ennek egyik oka a komplex vezérlőrendszerek kiépítésének régi, hagyományos megközelítése, a legújabb technológia alkalmazására fókuszálva.

a műszaki és technológiai fejlődés, miközben alábecsülik a szituációs vezérlési módszerek alkalmazásának szükségességét, az irányítási alrendszerek integrálására szolgáló módszereket, valamint egy hatékony ember-gép interfész kiépítését, amely egy személyre (diszpécserre) összpontosít. Ezzel egyidejűleg a diszpécser adatelemzési, helyzet-előrejelzési és megfelelő döntéshozatali funkcióit a tervek szerint az intelligens döntéstámogató rendszerek (DSDS) komponenseibe helyezik át. A SPIR koncepció számos eszközt tartalmaz, amelyeket egy közös cél egyesít – a racionális és hatékony vezetési döntések meghozatalának és végrehajtásának elősegítése. A SPIR egy interaktív automatizált rendszer, amely intelligens közvetítőként működik, amely támogatja a természetes nyelvű felhasználói felületet a SCAOA rendszerrel, és a modellnek és alapnak megfelelő döntéshozatali szabályokat alkalmaz. Ezzel együtt az SPPIR azt a funkciót látja el, hogy automatikusan támogassa a diszpécsert az információelemzés, a helyzetfelismerés és a helyzetek előrejelzése szakaszában. ábrán. Az 5. ábrán látható a SPIR felépítése, melynek segítségével a jármű diszpécser szabályozza a mikrokörzet hőellátását.

A fentiek alapján több fuzzy nyelvi változót azonosíthatunk, amelyek befolyásolják a járműterhelést, így a fűtési hálózatok 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 során felmerülő tüzelőanyag-gazdaságossági problémák megoldását, a főberendezések terhelési fokának növelését, a kazánok optimális hatásfok értékű üzemmódban történő üzemeltetését.

A városi hőellátás elosztott szabályozására szolgáló automatizált rendszer kiépítése a következő feltételek mellett lehetséges:

fűtési kazánházak kazánegységeinek automatizált vezérlőrendszereinek megvalósítása. (Automatikus folyamatirányító rendszer bevezetése a Severnaya TS-ben

Rizs. 5. A mikrokörzet SPIR fűtőkazánházának felépítése

2. táblázat

Nyelvi változók, amelyek meghatározzák a fűtési kazánház terhelését

Megnevezés Név Értéktartomány (univerzális készlet) Feltételek

^hónap Hónap januártól decemberig „január”, „febr.”, „március”, „ápr.”, „május”, „június”, „július”, „aug.”, „szeptember”, „október”, „november” , "dec"

T-hét A hét munkanapja vagy szabadnap „munka”, „szabadnap”

TSug Napszak 00:00 és 24:00 között „éjszaka”, „reggel”, „nappal”, „este”

t 1 n.v Külső levegő hőmérséklete -32 és +32 °C között "alatt", "-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. sz. kazán ventilátorainak és füstelvezetőinek hajtásaira frekvenciavektorok telepítése után a villamosenergia-megtakarítás 36% volt (rekonstrukció előtti fajlagos fogyasztás - 3,91 kWh/Gcal, rekonstrukció után - 2,94 kWh/Gcal, valamint a kazán esetében

14. sz. - 47% (rekonstrukció előtti fajlagos villamosenergia-fogyasztás - 7,87 kWh/Gcal, rekonstrukció után - 4,79 kWh/Gcal));

a város ASDKiUTsTPiNS-ének kidolgozása és megvalósítása;

információs támogatási módszerek megvalósítása a TS üzemeltetők és a város ASDKiUTsTPiNS számára a SPIR koncepció segítségével.

IRODALOM

1. Shubin E.P. A városi hőellátó rendszerek tervezésének alapkérdései. M.: Energia, 1979. 360 p.

2. Prohorenkov A.M. Fűtőkazánházak rekonstrukciója információs és vezérlési komplexumok alapján // Termeléstudomány. 2000. 2. szám P. 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. Mesarovic 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 N.M. Véletlenszerű jelek feldolgozása digitális ipari vezérlőrendszerekben // Digitális jelfeldolgozás. 2008. 3. szám P. 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. Prohorenkov A.M., Kachala N.M. A véletlenszerű folyamatok osztályozási jellemzőinek hatása a mérési eredmények feldolgozási pontosságára // Méréstechnika. 2008. N° 8. P. 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. A robusztus neuro-fuzzy és adaptív szabályozás módszerei / Szerk. N.D. Egupova // M.: MSTU kiadó im. N.E. Bauman, 2002". 658 p.

P. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. A szabályozórendszerek szabályozóinak hangolására szolgáló adaptív algoritmusok hatékonysága a véletlenszerű zavarok hatásától függ // BicrniK: Tudományos és Műszaki. j-l. Különszám. Cherkasy State Technol. Univ.-Cherkassk. 2009. 83-85.o.

12. Prohorenkov A.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Adatkarbantartás az ipari irányítás alatt álló döntéshozatali folyamatokhoz // BicrniK: tudományos és műszaki. j-l. Különszám. Cherkasy State Technol. univ. Cserkasszk. 2009. 89-91.

1. A hőellátó rendszerben a hőenergia-fogyasztók hőterhelésének elosztását az ebben a hőellátó rendszerben hőenergiát ellátó hőenergia-források között az e szövetségi törvénynek megfelelően a hőellátási rendszer jóváhagyására felhatalmazott szerv végzi. , a hőellátási konstrukció éves változtatásainak bevezetésével.

2. A hőenergia-fogyasztók hőterhelésének elosztása érdekében minden olyan hőszolgáltató szervezet, amely egy adott hőellátó rendszerben hőenergia-forrással rendelkezik, köteles benyújtani az e szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szervhez a hőellátási rendszer jóváhagyását. információkat tartalmazó alkalmazás:

1) arról a hőenergia-mennyiségről, amelyet a hőszolgáltató egy adott hőszolgáltató rendszerben a fogyasztók és a hőszolgáltató szervezetek ellátására vállal;

2) a hőenergia-források kapacitásának nagyságáról, amelynek fenntartását a hőszolgáltató szervezet vállalja;

3) a hőszolgáltatás területén érvényes tarifákról, valamint a hőenergia-termelés, a hűtőfolyadék és az energia-fenntartás specifikus változó költségeiről.

3. A hőszolgáltatási rendszernek meg kell határoznia azokat a feltételeket, amelyek mellett lehetséges a fogyasztók hőenergiával történő ellátása különböző hőenergia-forrásokból a hőellátás megbízhatóságának megőrzése mellett. Ilyen feltételek fennállása esetén a hőterhelés hőenergia-források közötti megosztása versenyszerűen, az árképzésben meghatározott módon meghatározott minimális fajlagos változó költség hőenergia-termeléshez a hőenergia-forrással történő előállítás kritériuma szerint történik. a hőellátás területén az Orosz Föderáció kormánya által jóváhagyott keretrendszer a hőenergia-forrásokat birtokló szervezetek kérelmei alapján, valamint a hőszolgáltatás területén a megfelelő szabályozási időszakra vonatkozó tarifák szabályozása során figyelembe vett szabványok.

4. Ha a hőszolgáltató szervezet nem ért egyet a hőterhelés hőellátási rendszerben történő elosztásával, jogában áll fellebbezni a jelen szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szerv által az elosztásra vonatkozó határozat ellen. hőellátási rendszert az Orosz Föderáció kormánya által felhatalmazott szövetségi végrehajtó szervnek.

5. Az azonos hőszolgáltató rendszerben működő hőszolgáltató szervezetek és hőhálózati szervezetek évente a fűtési szezon kezdete előtt kötelesek megállapodást kötni egymással a hőszolgáltató rendszer irányításáról a hőszervezés szabályai szerint. az Orosz Föderáció kormánya által jóváhagyott ellátás.

6. Az e cikk 5. részében meghatározott megállapodás tárgya a hőellátó rendszer e szövetségi törvény követelményeinek megfelelő működésének biztosítására irányuló kölcsönös intézkedésekre vonatkozó eljárás. A megállapodás kötelező feltételei a következők:

1) a hőszolgáltató szervezetek és a fűtőhálózati szervezetek diszpécserszolgálatai alárendeltségének, együttműködésük eljárásának meghatározása;

2) a fűtési hálózatok beállításának megszervezésére és a hőellátó rendszer működésének szabályozására vonatkozó eljárás;

3) a megállapodásban részes felek, illetve a megállapodásban részes felek közös megegyezése alapján más szervezet hőhálózatokhoz való hozzáférésének biztosítására vonatkozó eljárás a hőhálózatok kialakítása és a hőellátó rendszer működésének szabályozása céljából;

4) a hőszolgáltató szervezetek és a fűtőhálózati szervezetek vészhelyzetekben és vészhelyzetekben történő interakciójára vonatkozó eljárás.

7. Ha a hőszolgáltató szervezet és a hőhálózati szervezet nem kötötte meg az e cikkben meghatározott megállapodást, a hőszolgáltató rendszer kezelésének rendjét az előző fűtési időszakra kötött megállapodás határozza meg, és ha ilyen megállapodást korábban nem kötöttek, a meghatározott eljárást az e szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szerv állapítja meg a hőellátási rendszer jóváhagyására.

18. cikk A hőterhelés elosztása és a hőellátó rendszerek irányítása

1. A hőellátó rendszerben a hőenergia-fogyasztók hőterhelésének elosztását az ebben a hőellátó rendszerben hőenergiát szolgáltatók között az e szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szerv végzi el a hőellátási rendszer éves változtatásokkal történő jóváhagyását. a hőellátási rendszerhez.

1) arról a hőenergia-mennyiségről, amelyet a hőszolgáltató egy adott hőszolgáltató rendszerben a fogyasztók és a hőszolgáltató szervezetek ellátására vállal;

2) a hőenergia-források kapacitásának nagyságáról, amelynek fenntartását a hőszolgáltató szervezet vállalja;

3) a hőszolgáltatás területén érvényes tarifákról, valamint a hőenergia-termelés, a hűtőfolyadék és az energia-fenntartás specifikus változó költségeiről.

3. A hőellátási konstrukcióban meg kell határozni azokat a feltételeket, amelyek mellett lehetséges a fogyasztók hőenergiával való ellátása különböző hőenergia-forrásokból a hőellátás megbízhatóságának megőrzése mellett. Ilyen feltételek fennállása esetén a hőterhelés hőenergia-források közötti megosztása versenyszerűen, az árképzésben meghatározott módon meghatározott minimális fajlagos változó költség hőenergia-termeléshez a hőenergia-forrással történő előállítás kritériuma szerint történik. a hőellátás területén az Orosz Föderáció kormánya által jóváhagyott keretrendszer a hőenergia-forrásokat birtokló szervezetek kérelmei alapján, valamint a hőszolgáltatás területén a megfelelő szabályozási időszakra vonatkozó tarifák szabályozása során figyelembe vett szabványok.

1) a hőszolgáltató szervezetek és a fűtőhálózati szervezetek diszpécserszolgálatai alárendeltségének, együttműködésük eljárásának meghatározása;

4) a hőszolgáltató szervezetek és a fűtőhálózati szervezetek vészhelyzetekben és vészhelyzetekben történő interakciójára vonatkozó eljárás.

A cikk a Trace Mode SCADA rendszer használatával foglalkozik a városi központi fűtési létesítmények online és távvezérlésére. A létesítmény, ahol a leírt projektet megvalósították, az Arhangelszk régió déli részén (Velszk városa) található. A projekt biztosítja a fűtési és a városi létesítmények melegvíz-ellátásának előállítási és elosztási folyamatának operatív nyomon követését és irányítását.

CJSC "SpetsTeploStroy", Jaroszlavl

A probléma megfogalmazása és a rendszer szükséges funkciói

Célunk az volt, hogy a város nagy részének hőellátását biztosító gerinchálózatot építsünk ki korszerű építési módszerekkel, ahol a hálózat kiépítéséhez előszigetelt csöveket használtunk. Erre a célra tizenöt kilométernyi főhőhálózat és hét központi hőpont (CHS) épült. A központi fűtőállomás célja a GT-CHP túlhevített víz felhasználása (130/70 °C ütemterv szerint), a hűtőközeg előkészítése blokkon belüli fűtési hálózatokhoz (95/70 °C ütemterv szerint), ill. melegítse fel a vizet 60 °C-ra a használati melegvíz ellátás (melegvíz ellátás) szükségleteihez, A központi fűtőállomás önálló, zárt séma szerint működik.

A probléma felállításakor számos követelményt figyelembe vettek a központi fűtőállomás energiatakarékos működési elvének biztosítása érdekében. Íme néhány különösen fontos:

Végezze el a fűtési rendszer időjárásfüggő szabályozását;

A HMV paraméterek adott szinten tartása (t hőmérséklet, P nyomás, G átfolyás);

A fűtőfolyadék paramétereinek adott szinten tartása (t hőmérséklet, P nyomás, G áramlás);

A hőenergia és a hűtőfolyadék kereskedelmi elszámolásának megszervezése a hatályos szabályozási dokumentumoknak (ND) megfelelően;

A szivattyúk (hálózati és melegvízellátás) ATS (automatikus tartalék bemenet) biztosítása a motor élettartamának kiegyenlítésével;

Az alapvető paraméterek helyesbítése a naptár és a valós idejű óra használatával;

Időszakos adatátvitel végrehajtása a vezérlőközpontba;

Mérőműszerek és üzemi berendezések diagnosztikájának elvégzése;

A központi fűtési ponton ügyeletes személyzet hiánya;

Kövesse figyelemmel és azonnal tájékoztassa a szervizszemélyzetet a vészhelyzetek előfordulásáról.

Ezen követelmények eredményeként került meghatározásra a kialakított üzemi távirányító rendszer funkciói. Alap- és kiegészítő automatizálási és adatátviteli eszközök kerültek kiválasztásra. A rendszer egészének működőképességének biztosítására SCADA rendszer került kiválasztásra.

Szükséges és elegendő rendszerfunkciók:

1_Információs funkciók:

Technológiai paraméterek mérése, ellenőrzése;

A meghatározott határértékektől való eltérések riasztása és regisztrálása;

Működési adatok formálása és terjesztése 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:

A szoftver- és hardverkomplexum valós idejű öndiagnosztikája;

Adatok továbbítása az irányító központba ütemezetten, kérésre és vészhelyzet esetén;

Számítástechnikai eszközök és bemeneti/kimeneti csatornák teljesítményének és megfelelő működésének tesztelése.

Mi befolyásolta az automatizálási eszközök kiválasztását

és szoftver?

A fő automatizálási eszközök kiválasztása elsősorban három tényezőn alapult - az ár, a megbízhatóság és a konfiguráció és programozás sokoldalúsága. Így a központi fűtési központban történő független működéshez és az adatátvitelhez a Saia-Burgess PCD2-PCD3 sorozatú szabadon programozható vezérlőit választották. A vezérlőterem kialakításához a hazai SCADA Trace Mode 6 rendszert választották az adatátvitelhez a rendszeres mobilkommunikáció alkalmazása mellett döntöttek: rendszeres hangcsatornát kell használni az adatátvitelhez és az SMS-üzenetekhez, hogy azonnal értesítsék a személyzetet a vészhelyzetek előfordulásáról. .

Mi a rendszer működési elve

és a nyomkövetési módban történő vezérlés megvalósításának jellemzői?

Mint sok hasonló rendszerben, a szabályozási mechanizmusok közvetlen befolyásolására szolgáló irányítási funkciókat az alsó szint, a teljes rendszer egészének irányítását pedig a felső szint kapja. Szándékosan kihagyom az alsó szint (vezérlők) működésének és az adatátvitel folyamatának leírását és egyenesen a felső leírására térek rá.

A könnyebb használat érdekében a vezérlőterem egy személyi számítógéppel (PC) van felszerelve, két monitorral. Az adatok minden pontról a diszpécser vezérlőhöz áramlanak, és az RS-232 interfészen keresztül egy PC-n futó OPC szerverre kerülnek. 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 való megvalósításának sajátossága, hogy több ablakos interfész létrehozására tesznek kísérletet a hőszolgáltatás folyamatának on-line nyomon követésére, mind a várostérképen, mind a hőpontok mnemonikus diagramjain. A többablakos interfész használata lehetővé teszi a nagy mennyiségű információ diszpécser kijelzőn való megjelenítésének problémáit, aminek elegendőnek és egyben nem redundánsnak kell lennie. A többablakos interfész elve lehetővé teszi, hogy az ablakok hierarchikus szerkezetének megfelelően bármilyen folyamatparaméterhez hozzáférjen. Leegyszerűsíti a rendszer helyszíni megvalósítását is, mivel egy ilyen interfész megjelenésében nagyon hasonlít a Microsoft család széles körben elterjedt termékeihez, és hasonló menürendszerrel és eszköztárral rendelkezik, amelyet a személyi számítógép bármely felhasználója ismer.

ábrán. Az 1. ábra a rendszer fő képernyőjét mutatja. Sematikusan mutatja a fő fűtési hálózatot, feltüntetve a hőforrást (CHP) és a központi fűtési pontokat (az elsőtől a hetedikig). A képernyőn információk jelennek meg a létesítményekben bekövetkezett vészhelyzetekről, az aktuális külső levegő hőmérsékletről, az egyes pontokról az utolsó adatátvitel dátuma és időpontja. A hőellátó objektumok felugró csúcsokkal vannak felszerelve. Rendellenes szituáció esetén a diagramon látható objektum villogni kezd, és a riasztási jelentésben az adatátvitel dátuma és időpontja mellett megjelenik az esemény feljegyzése és egy pirosan villogó jelzőfény. Lehetőség van a központi fűtési állomások és a teljes fűtési hálózat egészének termikus paramétereinek megtekintésére. Ehhez le kell tiltani a riasztási és figyelmeztető jelentéslista megjelenítését (az „OT&P” gomb).

Rizs. 1. A rendszer fő képernyője. A hőellátó létesítmények elrendezése Velskben

A fűtőpont mnemonikus diagramjára kétféleképpen lehet átváltani - kattintson a várostérkép ikonjára vagy a hőpont feliratával ellátott gombra.

A második képernyőn megnyílik a hőpont mimikai diagramja. Ez mind a központi fűtési állomás konkrét helyzetének kényelmesebb megfigyelése, mind a rendszer általános állapotának ellenőrzése érdekében történik. Ezeken a képernyőkön minden vezérelt és beállítható paraméter valós időben jelenik meg, beleértve a hőmennyiségmérőkről leolvasott paramétereket is. Minden technológiai berendezés és mérőműszer a műszaki dokumentációnak megfelelően felugró csúcsokkal van felszerelve.

A berendezések és automatizálási berendezések képe az emlékező diagramon a lehető legközelebb áll a valós megjelenéshez.

A többablakos interfész következő szintjén közvetlenül vezérelheti a hőátadási folyamatot, módosíthatja a beállításokat, megtekintheti a működő berendezések jellemzőit, és valós időben monitorozhatja a paramétereket a változástörténettel együtt.

ábrán. A 2. ábra a fő automatizálási berendezések (vezérlő és hőkalkulátor) megtekintésére és vezérlésére szolgáló képernyőfelületet mutat be. A vezérlő vezérlő képernyőjén 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 képernyőn megtekintheti az összes beállítást, módosíthatja az elérhető beállításokat és szabályozhatja az adatcsere módját a vezérlővel.

Rizs. 2. Vezérlőképernyők a „Vzlyot TSriv” hőmennyiségmérőhöz és a PCD253 vezérlőhöz

ábrán. A 3. ábra a vezérlőberendezések (vezérlőszelep- és szivattyúcsoportok) előugró paneleit mutatja. Ez megjeleníti a berendezés aktuális állapotát, a hibainformációkat és néhány, az öndiagnosztikához és teszteléshez szükséges paramétert. Így a szivattyúknál nagyon fontos paraméterek a szárazonfutási nyomás, a meghibásodások közötti idő és az indítási késleltetés.

Rizs. 3. Kezelőpanel szivattyúcsoportokhoz és vezérlőszelephez

ábrán. A 4. ábra a paraméterek és a vezérlőhurkok monitorozására szolgáló képernyőket mutatja grafikus formában, a változások előzményeinek megtekintésével. A fűtési pont összes szabályozott paramétere megjelenik a paraméter képernyőn. Fizikai jelentésük (hőmérséklet, nyomás, áramlás, hőmennyiség, hőteljesítmény, világítás) szerint csoportosítják őket. A szabályozási hurkok képernyője megjeleníti az összes paraméter-szabályozó hurkot, és megjeleníti az aktuális paraméter-értéket, figyelembe véve a holtzónát, a szelephelyzetet és a kiválasztott szabályozási törvényt. Mindezek az adatok a képernyőkön oldalakra vannak osztva, hasonlóan a Windows alkalmazásokban általánosan elfogadott kialakításhoz.

Rizs. 4. Képernyők a paraméterek és vezérlőáramkörök grafikus megjelenítéséhez

Minden képernyő mozgatható két monitor területén, egyszerre több feladatot is végrehajtva. A hőelosztó rendszer zavartalan működéséhez szükséges összes paraméter valós időben elérhető.

Mennyi ideig tartott a rendszer fejlesztése?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. Egy fényképet mutatnak be az ideiglenes vezérlőteremből, ahol a rendszer telepítve van és próbaüzem alatt áll. Szervezetünk jelenleg egy újabb hőpontot és egy szükséghőforrást helyez üzembe. Ezekben a létesítményekben speciális irányítótermet terveznek. Üzembe helyezése után mind a nyolc fűtési pont bekerül a rendszerbe.

Rizs. 5. Ideiglenes diszpécser munkahely

Az automatizált folyamatirányító rendszer működése során különféle észrevételek, javaslatok merülnek fel a diszpécserszolgálat részéről. Így a rendszert folyamatosan frissítik 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 szándékozik számokban értékelni egy irányítási rendszer bevezetésének gazdasági hatását. A megtakarítás azonban nyilvánvaló a rendszer szervizelésében részt vevő létszámcsökkenés és 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 (fűtővezetékek és hőpontok építése, szerelés és üzembe helyezés, automatizálás és diszpécser) megtérülési ideje a megrendelő számára 5-6 év.

A működő vezérlőrendszer előnyei a következők:

Információk vizuális megjelenítése egy objektum grafikus képén;

Ami az animációs elemeket illeti, azokat kifejezetten a projekthez adták hozzá, hogy javítsák a program megtekintésének vizuális hatását.

A rendszer fejlesztésének kilátásai

A hőellátó rendszer modernizálása és automatizálása Minszk tapasztalatai

V.A. Szednin, Tudományos tanácsadó, mérnök doktor, professzor,
A.A. Gutkovszkij, Főmérnök, Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem, Hőenergia-ipari Automatizált Vezérlőrendszerek Tudományos Kutatási és Innovációs Központja

Kulcsszavak: hőellátó rendszer, automatizált vezérlőrendszerek, megbízhatóság és minőségfejlesztés, hőszállítás szabályozás, adatarchiválás

A fehéroroszországi nagyvárosok hőellátását, csakúgy, mint Oroszországban, a kapcsolt energiatermelés és a 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 kritériumoknak, a megbízhatóságnak, az irányíthatóságnak és a környezetvédelmi követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legfontosabb feladat.

Leírás:

V. A. Sednin, A. A. Gutkovszkij

A fehéroroszországi nagyvárosok hőellátását, akárcsak Oroszországban, fűtési és központi fűtési rendszerek (a továbbiakban: DHS) biztosítják, amelyek létesítményei egyetlen rendszerbe kapcsolódnak. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a rendszerkritériumoknak, a megbízhatósági, szabályozhatósági és környezetbarát követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legsürgetőbb feladat.

V. A. Szednin, tudományos tanácsadó, a műszaki tudományok doktora. tudományok, professzor

A. A. Gutkovszkij, főmérnök, Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem, Hőenergia-mérnöki és Ipari Automatizált Vezérlőrendszerek Kutató és Innovációs Központja

A távhőrendszerek jellemzői

Figyelembe véve a fehéroroszországi DHS főbb jellemzőit, megjegyezhető, hogy a következők jellemzik őket:

fejlődésének folytonossága és tehetetlensége;
területi megoszlás, hierarchia, alkalmazott technikai eszközök sokfélesége;
a termelési folyamatok dinamizmusa és az energiafelhasználás sztochaszticitása;
a paraméterekre és működési módokra vonatkozó információk hiányossága és alacsony fokú megbízhatósága.

Fontos megjegyezni, hogy a központi távhőhálózatokban a többi vezetékes rendszertől eltérően nem termék, hanem hűtőközeg energia szállítására szolgálnak, melynek paramétereinek meg kell felelniük a különböző fogyasztói rendszerek követelményeinek.

Ezek a jellemzők hangsúlyozzák az automatizált folyamatirányító rendszerek (a továbbiakban: automatizált folyamatirányító rendszerek) létrehozásának elengedhetetlen szükségességét, amelyek megvalósítása javíthatja a hőellátó rendszerek energia- és környezeti hatékonyságát, megbízhatóságát és működési minőségét. Az automatizált folyamatirányító rendszerek mai bevezetése nem tisztelgés a divat előtt, hanem a technológiai fejlődés alapvető törvényszerűségeiből következik, és a technoszféra fejlődésének jelenlegi szakaszában gazdaságilag indokolt.

REFERENCIA

Minszk központi fűtési rendszere szerkezetileg összetett komplexum. A hőenergia termelése és szállítása tekintetében magában foglalja a RUE Minskenergo létesítményeit (Minsk Heat Networks, CHPP-3 és CHPP-4 fűtési komplexumok), valamint az UE Minskkommunteploset létesítményeit - kazánházakat, fűtési hálózatokat és központi fűtési pontokat.

A Minskkommunteploset UE automatizált folyamatirányító rendszerének létrehozását 1999-ben kezdték meg, és jelenleg is működik, szinte minden hőforrásra (több mint 20) és számos fűtési hálózatra kiterjed. A Minsk Heating Networks APCS projektjének fejlesztése 2010-ben kezdődött, 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 alkalmaztak a hőellátó rendszerek automatizált folyamatvezérlő rendszereinek tervezése és fejlesztése során.

Figyelembe véve a hőellátás témakörét lefedő kérdések hatalmasságát és a hőellátó rendszerek automatizálása terén felhalmozott tapasztalatokat, a tervezés előtti szakaszban koncepciót dolgoztak ki egy automatizált folyamatirányító rendszer létrehozására Minszk számára. fűtési hálózatok. A koncepció meghatározza a minszki hőellátás automatizált folyamatvezérlő rendszerének megszervezésének alapelveit (lásd a hivatkozást), mint egy számítógépes hálózat (rendszer) létrehozásának folyamatát, amelynek célja egy topológiai elosztású központosított hőszolgáltató vállalat technológiai folyamatainak automatizálása.

Automatizált folyamatirányító rendszerek technológiai információs feladatai

A bevezetésre kerülő automatizált vezérlőrendszer elsősorban az egyes elemek és a hőellátó rendszer egészének működési módjaira vonatkozó üzemszabályozás megbízhatóságának és minőségének javítását szolgálja. Ezért ezt az automatizált folyamatvezérlő rendszert a következő technológiai információs problémák megoldására tervezték:

hőforrások, főfűtőhálózatok és szivattyútelepek hidraulikus üzemmódjainak központosított funkcionális csoportvezérlésének biztosítása, a cirkulációs áramlási sebességek napi és szezonális változásainak figyelembevételével a város elosztó hőhálózataiban az aktuális hidraulikus üzemmódok szerinti beállítással (visszacsatolással);
a hőellátás dinamikus központi szabályozásának módszerének megvalósítása a hűtőközeg hőmérsékletének optimalizálásával a fűtési hálózatok betápláló és visszatérő vezetékeiben;
a város hőforrásainak, fő fűtési hálózatainak, szivattyútelepeinek és elosztó hőhálózatainak termikus és hidraulikus működési módjaira vonatkozó adatok gyűjtésének és archiválásának biztosítása a minszki fűtési hálózatok központi fűtési hálózatai működésének nyomon követése, üzemeltetése és elemzése céljából;
hatékony rendszer létrehozása a hőforrások berendezéseinek és a fűtési hálózatok védelmére vészhelyzetekben;

információs bázis létrehozása a minszki hőellátó rendszer létesítményeinek üzemeltetése és korszerűsítése során felmerülő optimalizálási problémák megoldására.

SEGÍTSÉG 1

A minszki fűtési hálózatok 8 hálózati körzetet (RTS), 1 CHPP-t, 9 kazánházat foglalnak magukban, több száz és ezer megawatt közötti kapacitással. Ezen túlmenően Minszk fűtési hálózatait 12 leépített szivattyútelep és 209 központi fűtőállomás szolgálja ki.

A minszki fűtési hálózatok szervezeti és termelési felépítése az „alulról felfelé irányuló” séma szerint:

első (alsó) szint – fűtőhálózati létesítmények, beleértve a központi fűtőállomásokat, fűtőállomásokat, fűtőkamrákat és pavilonokat;
második szint – termálnegyedek műhelyterületei;
harmadik szint - hőforrások, amelyek magukban foglalják a körzeti kazánházakat (Kedyshko, Stepnyaka, Shabany), a csúcskazánházakat (Orlovskaya, Komsomolka, Harkovskaya, Masyukovshchina, Kurasovshchina, Zapadnaya) és a szivattyúállomásokat;
a negyedik (felső) szint a vállalkozás diszpécserszolgálata.

Minszki hőhálózatok automatizált folyamatirányító rendszereinek felépítése

A Minsk Heat Networks termelési és szervezeti felépítésével összhangban (lásd az 1. hivatkozást) a Minsk Heat Networks folyamatirányítási rendszerének négyszintű struktúráját választották ki:

az első (felső) szint a vállalkozás központi irányítóterme;
második szint – távhőhálózatok kezelőállomásai;
harmadik szint – hőforrások kezelőállomásai (fűtőhálózati szakaszok műhelyeinek kezelőállomásai);
negyedik (alsó) szint – a létesítmények (kazánegységek) és a hőenergia szállítási és elosztási folyamatainak automatikus vezérlésére szolgáló állomások (a hőforrás technológiai diagramja, fűtőpontok, fűtési hálózatok stb.).

A fejlesztés (automatizált folyamatvezérlő rendszer létrehozása Minszk teljes városának hőellátására) magában foglalja a minszki CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4 fűtőkomplexum üzemeltetői állomásainak második szerkezeti szintjén történő beépítését a rendszerbe. és a Minskkommunteploset Unitary Enterprise kezelői állomása (központi vezérlőterem). A tervek szerint az összes vezetési szintet egyetlen számítógépes hálózatba vonják össze.

A minszki hőellátó rendszer automatizált folyamatvezérlő rendszerének felépítése

A vezérlési objektum egészének és egyes elemeinek állapotának elemzése, valamint a vezérlőrendszer fejlesztési kilátásai lehetővé tették a hőellátó rendszer technológiai folyamatainak vezérlésére szolgáló elosztott automatizált rendszer felépítését. Minszk a RUE Minskenergo létesítményeiben. A vállalati hálózat integrálja a központi iroda és a távoli szerkezeti egységek számítási erőforrásait, beleértve a hálózati területeken lévő objektumok automatikus vezérlőállomásait (ACS). Minden önjáró löveg (TsTP, ITP, PNS) és letapogató állomás közvetlenül kapcsolódik a megfelelő hálózati területek kezelői állomásaihoz, feltehetően műhelyterületeken telepítve.

A következő állomások vannak telepítve egy távoli szerkezeti egységre (például RTS-6) (1. ábra): „RTS-6” kezelőállomás (OPS RTS-6) - ez a hálózati terület vezérlőközpontja, és telepítve van az RTS-6 mestertelepén. Az operatív személyzet számára az OpS RTS-6 kivétel nélkül hozzáférést biztosít minden típusú automatikus vezérlőrendszer összes információs és vezérlő erőforrásához, valamint hozzáférést biztosít a központi iroda engedélyezett információs erőforrásaihoz. Az OpS RTS-6 rendszeres pásztázást biztosít az összes slave vezérlőállomáson.

Az összes központi feldolgozóközpontból összegyűjtött működési és kereskedelmi információkat egy dedikált adatbázis-kiszolgálóra küldik (az RTS-6 műveleti rendszer közvetlen közelében telepítve).

Így, figyelembe véve a vezérlési objektum léptékét és topológiáját, valamint a vállalat meglévő szervezeti és termelési struktúráját, a minszki hőhálózatok ipari vezérlőrendszere egy többlinkes séma szerint épül fel, a szoftver és a hardver hierarchikus struktúráját használva. számítógépes hálózatok, amelyek minden szinten különféle vezérlési problémákat oldanak meg.

Vezérlési rendszerszintek

Az alsó szinten a vezérlőrendszer a következőket hajtja végre:

információk előzetes feldolgozása és továbbítása;
alapvető technológiai paraméterek szabályozása, vezérlés optimalizálási funkciók, technológiai berendezések védelme.

Az alsóbb szintű műszaki eszközökre fokozott megbízhatósági követelmények vonatkoznak, ideértve az önálló működést a felső szintű számítógépes hálózattal való kapcsolat megszakadása esetén is.

A vezérlőrendszer további szintjei a hőellátó rendszer hierarchiája szerint épülnek fel, és a megfelelő szinten oldják meg a problémákat, valamint kezelői felületet is biztosítanak.

A telephelyeken telepített vezérlőberendezéseknek a közvetlen feladatkörükön túl biztosítaniuk kell az elosztott irányítási rendszerekbe történő aggregálás lehetőségét is. A vezérlőberendezésnek biztosítania kell az objektív elsődleges elszámolási információk működőképességét és biztonságát hosszú kommunikációs megszakítások esetén.

Egy ilyen rendszer fő elemei a technológiai és kezelői állomások, amelyek kommunikációs csatornákon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. 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 programlogikai modulokat vezérelhet modern terepi interfész protokollok segítségével.

Hőellátás automatizált folyamatirányító rendszerének felépítésének információs szempontja

A fejlesztés során kiemelt figyelmet fordítottak a hőszolgáltatás automatizált folyamatirányító rendszerének kiépítésének információs aspektusára. A direkt digitális vezérlési technológiára épülő automatizált folyamatirányító rendszerek információs támogatásának legfontosabb eleme a gyártástechnológia leírásának teljessége és az információkonverziós algoritmusok tökéletesítése. A hőellátás automatizált folyamatvezérlő rendszereinek információs képességei lehetővé teszik egy sor mérnöki probléma megoldását, amelyek a következők:

a fő technológia szakaszai szerint (hőenergia előállítása, szállítása és fogyasztása);
rendeltetésének megfelelően (azonosítás, előrejelzés és diagnosztika, optimalizálás és kezelés).

A minszki fűtési hálózatok automatizált folyamatvezérlő rendszerének létrehozásakor a tervek szerint olyan információs mezőt alakítanak ki, amely lehetővé teszi a fenti azonosítási, előrejelzési, diagnosztikai, optimalizálási és kezelési problémák teljes komplexének gyors megoldását. Az információ ugyanakkor lehetőséget ad a vezetés felső szintjének rendszerproblémáinak megoldására a folyamatirányító rendszer továbbfejlesztésével, bővítésével, mivel a megfelelő műszaki szolgáltatások a fő technológiai folyamatot támogatják.

Ez különösen vonatkozik az optimalizálási problémákra, azaz a hő- és villamosenergia-termelés optimalizálására, a hőenergia-ellátási módokra, az áramlás elosztására a fűtési hálózatokban, a hőforrások fő technológiai berendezéseinek működési módjaira, valamint a hőforrások kiszámítására. 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 folyamatirányítás közvetlen problémáinak megoldása során megszerzett információkat, és a létrehozott folyamatirányítási rendszerinformációkat integrálni kell a vállalkozás egyéb információs rendszereivel.

Szoftverobjektum programozási módszertan

A központ csapatának eredeti fejlesztéseként létrejött vezérlőrendszer szoftver felépítése a szoftver-objektum programozási módszertanon alapul: a vezérlő és kezelő állomások memóriájában szoftverobjektumok jönnek létre, amelyek megjelenítik a valós folyamatokat, egységeket és mérési csatornákat. az automatizált technológiai objektum. Ezen szoftverobjektumok (folyamatok, egységek és csatornák) egymással, valamint az üzemeltető személyzettel és technológiai berendezésekkel való interakciója valójában biztosítja a fűtési hálózati elemek előre meghatározott szabályok vagy algoritmusok szerinti működését. Így az algoritmusok leírása e szoftverobjektumok leglényegesebb tulajdonságainak és interakciójuk módszereinek leírásában merül ki.

A műszaki objektumok vezérlési rendszerének felépítésének szintézise a vezérlési objektum technológiai diagramjának elemzésén és az objektum egészében rejlő fő folyamatok és működés technológiájának részletes leírásán alapul.

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 a szabályozott és ellenőrzött paraméterek és szabályozó szervek listáját.

Meghatározzák a technológiai folyamatok rezsimkövetelményeit, 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 rendszert szintetizálnak, amely a közvetlen digitális vezérlési módszer alkalmazásakor a vezérlőobjektum hierarchiájának megfelelően hierarchikus elven épül fel.

kerületi kazánház ACS

Így egy körzeti kazánháznál (2. ábra) az automatizált vezérlőrendszer két osztályra épül.

A felső szint a „Kotelnaya” kezelő állomás (OPS „Kotelnaya”) - a fő állomás, amely koordinálja és irányítja az alárendelt állomásokat. Az OPS „Boiler backup” egy forró készenléti állomás, amely folyamatosan a fő OPS és az alárendelt ACS forgalmának hallgatási és rögzítési módban van. Adatbázisa aktuális paramétereket és teljes történeti adatokat tartalmaz a működő vezérlőrendszer működéséről. A tartalék állomás bármikor kijelölhető elsődleges állomásként, teljes forgalomátvitellel és felügyeleti vezérlési funkciók engedélyezésével.

Az alsó szint az automata vezérlőállomások komplexuma, amelyek a kezelői állomással egy számítógépes hálózatban egyesülnek:

Az ACS "Kotloagregat" biztosítja a kazánegység vezérlését. Általában nincs fenntartva, mivel a kazánház hőteljesítménye a kazánegység szintjén van fenntartva.
Az ACS "Network 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-visszavezetés szivattyúk stb.).
Az ACS "Vízkezelés" biztosítja a kazánház összes segédberendezésének vezérlését, amely a hálózat táplálásához szükséges.

A hőellátó rendszer egyszerűbb objektumaihoz, például fűtőpontokhoz és blokk-kazánházakhoz a vezérlőrendszer egyszintű, automata vezérlőállomáson (ACS TsTP, ACS BMK) alapul. A fűtési hálózatok felépítésének megfelelően a hőpontok vezérlőállomásai a hőhálózati körzet helyi számítógépes hálózatába kapcsolódnak, és a hőhálózati körzet üzemeltetői állomásához kapcsolódnak, amely viszont információs kapcsolattal rendelkezik a fűtési hálózattal. magasabb szintű integrációjú kezelőállomás.

Kezelői állomások

A kezelőállomás szoftver felhasználóbarát felületet biztosít az automatizált technológiai komplexum üzemeltetését irányító kezelőszemélyzet számára. A kezelő állomások kifejlesztették az operatív diszpécser vezérlés eszközeit, valamint tömegmemória eszközöket a technológiai vezérlő objektum paramétereinek állapotáról és az üzemeltető személyzet tevékenységéről szóló rövid és hosszú távú archívumok szervezésére.

Az operatív személyzetre korlátozódó nagy információáramlás esetén célszerű több kezelői állomást külön adatbázis-szerverrel, esetleg kommunikációs szerverrel kialakítani.

A kezelő állomás általában nem befolyásolja közvetlenül a vezérlő objektumot - információkat kap a technológiai állomásoktól, és továbbítja nekik az üzemeltető személyzet utasításait vagy a felügyeleti vezérlés feladatait (alapjeleit), automatikusan vagy félautomatikusan generálva. Egy komplex létesítmény, például kazánház üzemeltetőjének munkahelyét képezi.

A létrejövő automatizált vezérlőrendszer egy intelligens felépítmény megépítését foglalja magában, amelynek nemcsak a rendszerben fellépő zavarokat kell figyelnie 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 berendezések konfigurációjának megváltoztatása nélkül. állomások.

A hőellátó rendszer automatizált folyamatirányító rendszerének hatékonysága

Fehéroroszország és Oroszország számos városában a hőszolgáltató vállalatoknál 1 végzett automatizált folyamatirányító rendszerek üzemeltetési tapasztalatainak az elmúlt húsz évben elvégzett elemzése kimutatta azok gazdasági hatékonyságát, és megerősítette az architektúrával, szoftverrel kapcsolatos döntések életképességét. és hardver.

Ezek a rendszerek tulajdonságaikat és jellemzőiket tekintve megfelelnek az intelligens hálózat ideológia követelményeinek. Ennek ellenére folyamatosan folyik a munka a fejlesztés alatt álló automatizált vezérlőrendszerek fejlesztésén és fejlesztésén. Az automatizált folyamatvezérlő rendszerek bevezetése a hőellátásban növeli a központi fűtési rendszerek megbízhatóságát és hatékonyságát. Az üzemanyag- és energiaforrások fő megtakarítását a fűtési hálózatok termikus-hidraulikus üzemmódjainak, a hőforrások fő- és segédberendezéseinek, a szivattyútelepek és a fűtési pontok működési módjának 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. Fűtési hálózati rendszerek megbízhatósága. M.: Stroyizdat, 1989. 302 p.
Monakhov G.V. A fűtési hálózatok szabályozásának modellezése Moszkva: Energoatomizdat, 1995. 224 p.
Sednin V. A. Az automatizált hőellátás-szabályozó rendszerek létrehozásának elmélete és gyakorlata. Minszk: BNTU, 2005. 192 p.
Sednin V. A. Az automatizált folyamatvezérlő rendszerek bevezetése, mint alapvető tényező a hőellátó rendszerek megbízhatóságának és hatékonyságának növelésében // 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 ütemtervének paramétereinek optimalizálása // Energetika. A FÁK felsőoktatási intézményeinek és energetikai egyesületeinek hírei. 2009. No. 4. P. 55–61.
Sednin V. A. Koncepció egy automatizált vezérlőrendszer létrehozásának technológiai folyamataihoz minszki hőhálózatokhoz / V. A. Sednin, A. V. Sednin, E. O. Voronov // Erőműi berendezések hatékonyságának növelése: Tudományos-gyakorlati konferencia anyagai, in 2 T. T. 2. 2012. pp. 481–500.

1 A Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem Hőenergia-mérnöki és Ipari Automatizált Vezérlőrendszerek Kutatási és Innovációs Központjának csapata készítette.