Styring av varmesystemet. Automatiske varmeforsyningskontrollsystemer

Som en del av leveransen av tavleutstyr ble det levert strømskap og styreskap til to bygg (ITP). For mottak og distribusjon av elektrisitet i varmepunkter benyttes inngangsfordeler som består av fem paneler hver (totalt 10 paneler). Brytere, overspenningsavledere, amperemeter og voltmetre er installert i inngangspanelene. ATS-paneler i ITP1 og ITP2 implementeres på grunnlag av automatiske overføringsenheter. I distribusjonspanelene til ASU er beskyttelses- og bryterenheter (kontaktorer, mykstartere, knapper og lamper) installert for det teknologiske utstyret til varmepunkter. Alle effektbrytere er utstyrt med statuskontakter som signaliserer en nødstans. Denne informasjonen overføres til kontrollerene som er installert i automatiseringsskapene.

For å kontrollere og administrere utstyret brukes OWEN PLC110 kontrollere. De er koblet til inngangs-/utgangsmodulene ARIES MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, samt operatørberøringspaneler.

Kjølevæsken føres direkte inn i ITP-rommet. Vannforsyning for varmtvannsforsyning, oppvarming og varmeforsyning av luftvarmere til luftventilasjonsanlegg utføres med en korreksjon i henhold til utelufttemperaturen.

Visning av teknologiske parametere, ulykker, utstyrsstatus og ekspedisjonskontroll av ITP utføres fra arbeidsstasjonen til ekspeditører i det integrerte sentrale kontrollrommet i bygningen. På ekspedisjonsserveren lagres arkivet over teknologiske parametere, ulykker og tilstanden til ITP-utstyret.

Automatisering av varmepunkter sørger for:

• opprettholde temperaturen på kjølevæsken som leveres til varme- og ventilasjonssystemene i samsvar med temperaturplanen;
• opprettholde temperaturen på vannet i varmtvannssystemet ved forsyningen til forbrukerne;
• programmering av ulike temperaturregimer etter timer på dagen, ukedager og helligdager;
• kontroll av samsvar med verdiene til parametere bestemt av den teknologiske algoritmen, støtte for grenser for teknologiske og nødparametere;
• temperaturkontroll av varmebæreren returnert til varmenettverket til varmeforsyningssystemet, i henhold til en gitt temperaturplan;
• måling av utelufttemperatur;
• opprettholde et gitt trykkfall mellom tilførsels- og returrørledningene til ventilasjons- og varmesystemer;
• kontroll av sirkulasjonspumper i henhold til en gitt algoritme:
  • på av;
  • styring av pumpeutstyr med frekvensomformere i henhold til signaler fra PLS installert i automasjonsskap;
  • periodisk bytte hoved/reserve for å sikre samme driftstid;
  • automatisk nødoverføring til standby-pumpen ved å overvåke differensialtrykksensoren;
  • automatisk vedlikehold av et gitt differansetrykk i varmeforbrukssystemer.
• kontroll av varmebærerkontrollventiler i primære forbrukerkretser;
• kontroll av pumper og ventiler for matingskretser for oppvarming og ventilasjon;
• angi verdiene for teknologiske parametere og nødparametere gjennom ekspedisjonssystemet;
• kontroll av dreneringspumper;
• kontroll av tilstanden til elektriske innganger etter faser;
• synkronisering av kontrollerens tid med fellestiden for utsendelsessystemet (SOEV);
• oppstart av utstyr etter gjenoppretting av strømforsyning i samsvar med en gitt algoritme;
• sende nødmeldinger til ekspedisjonssystemet.

Informasjonsutveksling mellom automatiseringskontrollere og det øvre nivået (arbeidsstasjon med spesialisert MasterSCADA-sendingsprogramvare) utføres ved hjelp av Modbus/TCP-protokollen.

Artikkel 18. Fordeling av varmebelastning og styring av varmeforsyningssystemer

1. Fordelingen av varmebelastningen til forbrukere av termisk energi i varmeforsyningssystemet mellom de som leverer termisk energi i dette varmeforsyningssystemet utføres av organet som er autorisert i samsvar med denne føderale loven til å godkjenne varmeforsyningsordningen ved å gjøre årlig endringer i varmeforsyningsordningen.

2. For å distribuere varmebelastningen til forbrukere av varmeenergi, er alle varmeforsyningsorganisasjoner som eier varmeenergikilder i dette varmeforsyningssystemet pålagt å sende inn til det organ som er autorisert i samsvar med denne føderale loven for å godkjenne varmeforsyningsordningen, en søknad som inneholder informasjon:

1) på mengden varmeenergi som varmeforsyningsorganisasjonen forplikter seg til å levere til forbrukere og varmeforsyningsorganisasjoner i dette varmeforsyningssystemet;

2) på mengden kapasitet til termiske energikilder, som varmeforsyningsorganisasjonen forplikter seg til å opprettholde;

3) på gjeldende tariffer innen varmeforsyning og predikerte spesifikke variable kostnader for produksjon av termisk energi, varmebærer og kraftvedlikehold.

3. I varmeforsyningsordningen må det fastsettes betingelser for at det er mulig å levere termisk energi til forbrukere fra ulike termiske energikilder samtidig som påliteligheten til varmeforsyningen opprettholdes. I nærvær av slike forhold utføres fordelingen av varmebelastningen mellom varmeenergikilder på konkurransedyktig basis i samsvar med kriteriet om minimumsspesifikke variable kostnader for produksjon av varmeenergi fra varmeenergikilder, bestemt på måten etablert av prisprinsippene innen varmeforsyning, godkjent av regjeringen i den russiske føderasjonen, på grunnlag av applikasjonsorganisasjoner som eier kilder til termisk energi, og standarder som tas i betraktning ved regulering av tariffer innen varmeforsyning for tilsvarende reguleringsperiode.

4. Hvis varmeforsyningsorganisasjonen ikke er enig i fordelingen av varmebelastningen utført i varmeforsyningsordningen, har den rett til å klage på avgjørelsen om slik distribusjon, tatt av organet som er autorisert i samsvar med denne føderale loven til å godkjenne varmeforsyningsordningen til det føderale utøvende organet autorisert av regjeringen i Den russiske føderasjonen.

5. Varmeforsyningsorganisasjoner og varmenettorganisasjoner som opererer i samme varmeforsyningssystem, skal årlig før oppvarmingsperiodens begynnelse inngå avtale seg imellom om forvaltning av varmeforsyningssystemet i samsvar med reglene for organisering av varme. forsyning, godkjent av regjeringen i den russiske føderasjonen.

6. Emnet for avtalen spesifisert i del 5 av denne artikkelen er prosedyren for gjensidige handlinger for å sikre at varmeforsyningssystemet fungerer i samsvar med kravene i denne føderale loven. De obligatoriske betingelsene i denne avtalen er:

1) fastsettelse av underordningen av forsendelsestjenester til varmeforsyningsorganisasjoner og varmenettverksorganisasjoner, prosedyren for deres samhandling;

3) prosedyren for å sikre tilgang til avtalepartene eller, etter gjensidig avtale mellom avtalepartene, til en annen organisasjon til varmenett for justering av varmenett og regulering av driften av varmeforsyningssystemet;

4) prosedyre for samhandling mellom varmeforsyningsorganisasjoner og varmenettorganisasjoner i nødssituasjoner og nødsituasjoner.

7. Dersom varmeforsyningsorganisasjonene og varmenettorganisasjonene ikke har inngått avtalen spesifisert i denne artikkelen, bestemmes prosedyren for å administrere varmeforsyningssystemet av avtalen inngått for forrige oppvarmingsperiode, og dersom en slik avtale ikke er inngått tidligere er den spesifiserte prosedyren etablert av organet som er autorisert i samsvar med denne føderale loven for godkjenning av varmeforsyningsordningen.

Siemens er en anerkjent verdensleder innen utvikling av systemer for energisektoren, inkludert varme- og vannforsyningssystemer. Dette gjør en av avdelingene. Siemens - Building Technologies – «Automasjon og sikkerhet for bygninger». Selskapet tilbyr et komplett utvalg av utstyr og algoritmer for automatisering av fyrhus, varmepunkter og pumpestasjoner.

1. Oppbygging av varmesystemet

Siemens tilbyr en omfattende løsning for å lage et enhetlig kontrollsystem for urbane varme- og vannforsyningssystemer. Kompleksiteten i tilnærmingen ligger i det faktum at alt tilbys til kundene, starter med hydrauliske beregninger av varme- og vannforsyningssystemer og slutter med kommunikasjons- og ekspedisjonssystemer. Implementeringen av denne tilnærmingen er sikret av den akkumulerte erfaringen fra selskapets spesialister, anskaffet i forskjellige land i verden under gjennomføringen av forskjellige prosjekter innen varmeforsyningssystemer i store byer i Sentral- og Øst-Europa. Denne artikkelen diskuterer strukturene til varmeforsyningssystemer, prinsippene og kontrollalgoritmene som ble implementert i gjennomføringen av disse prosjektene.

Varmeforsyningssystemer bygges hovedsakelig i henhold til en 3-trinns ordning, hvis deler er:

1. Varmekilder av forskjellige typer, sammenkoblet til et enkelt sløyfesystem

2. Sentralvarmepunkter (CHP) koblet til hovedvarmenettverket med høy varmebærertemperatur (130 ... 150 ° C). I sentralvarmesenteret synker temperaturen gradvis til en maksimal temperatur på 110 ° C, basert på behovene til ITP. For små systemer kan nivået på sentrale varmepunkter være fraværende.

3. Individuelle varmepunkter som mottar termisk energi fra sentralvarmestasjonen og gir varmetilførsel til anlegget.

Hovedtrekket til Siemens-løsninger er at hele systemet er basert på prinsippet om 2-rørsfordeling, som er det beste tekniske og økonomiske kompromisset. Denne løsningen gjør det mulig å redusere varmetap og strømforbruk sammenlignet med 4-rørs- eller 1-rørssystemene med åpent vanninntak, som er mye brukt i Russland, hvor investeringer i modernisering uten å endre strukturen ikke er effektive. Vedlikeholdskostnadene for slike systemer øker stadig. I mellomtiden er det den økonomiske effekten som er hovedkriteriet for hensiktsmessig utvikling og teknisk forbedring av systemet. Ved konstruksjon av nye systemer bør det selvsagt tas i bruk optimale løsninger som er testet i praksis. Hvis vi snakker om en større overhaling av et varmeforsyningssystem med en ikke-optimal struktur, er det økonomisk lønnsomt å bytte til et 2-rørssystem med individuelle varmepunkter i hvert hus.

Når forbrukerne forsynes med varme og varmt vann, bærer forvaltningsselskapet faste kostnader, hvis struktur er som følger:

Varmeproduksjonskostnader for forbruk;

tap i varmekilder på grunn av ufullkomne metoder for varmegenerering;

varmetap i oppvarmingsnettet;

R strømkostnader.

Hver av disse komponentene kan reduseres med optimal styring og bruk av moderne automatiseringsverktøy på hvert nivå.

2. Varmekilder

Det er kjent at store kombinerte varme- og kraftkilder, eller de hvor varme er et sekundært produkt, slik som industrielle prosesser, foretrekkes for varmesystemer. Det var på grunnlag av slike prinsipper at ideen om fjernvarme ble født. Kjeler som opererer på forskjellige typer brensel, gassturbiner osv. brukes som reservevarmekilder. Hvis gassfyrte kjeler tjener som hovedvarmekilde, må de operere med automatisk optimalisering av forbrenningsprosessen. Dette er den eneste måten å oppnå besparelser og redusere utslipp sammenlignet med distribuert varmeproduksjon i hvert hus.

3. Pumpestasjoner

Varme fra varmekilder overføres til hovedvarmenettene. Varmebæreren pumpes over av nettverkspumper som jobber kontinuerlig. Derfor bør spesiell oppmerksomhet rettes mot valg og drift av pumper. Driftsmodusen til pumpen avhenger av modusene til varmepunktene. En reduksjon i strømningshastigheten ved CHP medfører en uønsket økning i pumpehøyden(e). En økning i trykk påvirker alle komponenter i systemet negativt. I beste fall øker bare hydraulisk støy. I begge tilfeller er elektrisk energi bortkastet. Under disse forholdene gis en ubetinget økonomisk effekt med frekvensstyring av pumper. Ulike kontrollalgoritmer brukes. I grunnskjemaet opprettholder kontrolleren et konstant differensialtrykk over pumpen ved å endre hastigheten. På grunn av det faktum at med en reduksjon i strømningshastigheten til kjølevæsken reduseres trykktapene i linjene (kvadratisk avhengighet), er det også mulig å redusere settpunktet (settpunktet) for trykkfallet. Denne styringen av pumper kalles proporsjonal og lar deg redusere kostnadene ved drift av pumpen ytterligere. Mer effektiv kontroll av pumper med korrigering av oppgaven med "fjernpunktet". I dette tilfellet måles trykkfallet ved endepunktene til hovednettene. De nåværende differensialtrykkverdiene kompenserer for trykket ved pumpestasjonen.

4. Sentralvarmepunkter (CHP)

Sentralvarmesystemer spiller en svært viktig rolle i moderne varmesystemer. Et energibesparende varmeforsyningssystem bør fungere med bruk av individuelle varmepunkter. Dette betyr imidlertid ikke at sentralvarmestasjoner vil bli stengt: de fungerer som en hydraulisk stabilisator og deler samtidig varmeforsyningssystemet i separate delsystemer. Ved bruk av ITP er systemer med sentral varmtvannsforsyning ekskludert fra sentralvarmestasjonen. Samtidig går kun 2 rør gjennom sentralvarmestasjonen, adskilt av en varmeveksler, som skiller systemet med hovedruter fra ITP-systemet. Dermed kan ITP-systemet operere med andre kjølevæsketemperaturer, så vel som med lavere dynamiske trykk. Dette garanterer stabil drift av ITP og innebærer samtidig en reduksjon i investeringene i ITP. Tilførselstemperaturen fra kraftvarmeverket korrigeres i henhold til temperaturskjemaet i henhold til utetemperaturen, med hensyn til sommerbegrensningen, som avhenger av behovet til varmtvannsanlegget i kraftvarmeverket. Vi snakker om en foreløpig justering av kjølemiddelparametrene, som gjør det mulig å redusere varmetapene i sekundærrutene, samt øke levetiden til de termiske automatiseringskomponentene i ITP.

5. Individuelle varmepunkter (ITP)

Driften av ITP påvirker effektiviteten til hele varmeforsyningssystemet. ITP er en strategisk viktig del av varmeforsyningssystemet. Overgangen fra et 4-rørssystem til et moderne 2-rørssystem er forbundet med visse vanskeligheter. For det første medfører dette behov for investeringer, og for det andre, uten en viss «knowhow», kan innføringen av ITP tvert imot øke driftskostnadene til forvaltningsselskapet. Prinsippet for drift av ITP er at varmepunktet er plassert direkte i bygningen, som varmes opp og som varmtvann tilberedes for. Samtidig er kun 3 rør koblet til bygget: 2 for kjølevæsken og 1 for kaldtvannsforsyning. Dermed er strukturen til rørledningene til systemet forenklet, og under den planlagte reparasjonen av rutene skjer det umiddelbart besparelser på å legge rør.

5.1. Styring av varmekrets

ITP-kontrolleren styrer varmeeffekten til varmesystemet ved å endre temperaturen på kjølevæsken. Oppvarmingstemperatursettpunktet bestemmes fra utetemperaturen og varmekurven (værkompensert regulering). Varmekurven bestemmes under hensyntagen til bygningens treghet.

5.2. Bygger treghet

Tregheten til bygninger har en betydelig innvirkning på resultatet av værkompensert varmestyring. En moderne ITP-kontroller må ta hensyn til denne påvirkningsfaktoren. Bygningens treghet bestemmes av verdien av bygningens tidskonstanten, som varierer fra 10 timer for panelhus til 35 timer for murhus. Basert på bygningens tidskonstant bestemmer IHS-regulatoren den såkalte «kombinert» utetemperaturen, som brukes som korrigeringssignal i det automatiskeystemet.

5.3. vindstyrke

Vinden påvirker romtemperaturen betydelig, spesielt i høyhus som ligger i åpne områder. Algoritmen for å korrigere vanntemperaturen for oppvarming, med tanke på påvirkning av vind, gir opptil 10% besparelser i termisk energi.

5.4 Returtemperaturbegrensning

Alle typer kontroll beskrevet ovenfor påvirker indirekte reduksjonen av returvannstemperaturen. Denne temperaturen er hovedindikatoren for den økonomiske driften av varmesystemet. Med ulike driftsmoduser for IHS kan returvanntemperaturen reduseres ved hjelp av begrensningsfunksjonene. Alle begrensende funksjoner medfører imidlertid avvik fra komfortforhold, og bruken må støttes av en mulighetsstudie. I uavhengige ordninger for tilkobling av varmekretsen, med økonomisk drift av varmeveksleren, bør temperaturforskjellen mellom returvannet til primærkretsen og varmekretsen ikke overstige 5 ° C. Økonomien sikres ved funksjonen til dynamisk begrensning av returvannstemperaturen ( DRT – differensial av returtemperatur ): når innstilt verdi på temperaturforskjellen mellom returvannet til primærkretsen og varmekretsen overskrides, reduserer regulatoren strømmen av varmemediet i primærkretsen. Samtidig avtar også topplasten (fig. 1).

En viktig nyttetjeneste i moderne byer er varmeforsyning. Varmeforsyningssystemet tjener til å møte befolkningens behov innen oppvarmingstjenester for boliger og offentlige bygninger, varmtvannsforsyning (vannoppvarming) og ventilasjon.

Det moderne urbane varmeforsyningssystemet inkluderer følgende hovedelementer: en varmekilde, varmeoverføringsnettverk og enheter, samt varmeforbrukende utstyr og enheter - varme-, ventilasjons- og varmtvannsforsyningssystemer.

Byvarmesystemer er klassifisert i henhold til følgende kriterier:

• - grad av sentralisering;
• - type kjølevæske;
• - metode for å generere termisk energi;
• - metode for å levere vann til varmtvannsforsyning og oppvarming;
• - antall rørledninger til varmenettverk;
• - en måte å gi forbrukerne termisk energi, etc.

Av grad av sentralisering varmeforsyning skille to hovedtyper:

• 1) sentraliserte varmeforsyningssystemer, som er utviklet i byer og distrikter med overveiende bygninger i flere etasjer. Blant dem er: høyt organisert sentralisert varmeforsyning basert på kombinert produksjon av varme og elektrisitet ved CHP - fjernvarme og fjernvarme fra fjernvarme og industrielle varmekjeler;
• 2) desentralisert varmeforsyning fra små tilstøtende kjeleanlegg (festet, kjeller, tak), individuelle varmeenheter, etc.; samtidig er det ingen varmenett og tilhørende tap av termisk energi.

Av type kjølevæske Skille mellom damp- og vannvarmesystemer. I dampvarmesystemer fungerer overopphetet damp som en varmebærer. Disse systemene brukes hovedsakelig til teknologiske formål innen industri, kraftindustri. For behovene til felles varmeforsyning til befolkningen på grunn av den økte faren under driften, brukes de praktisk talt ikke.

I vannvarmeanlegg er varmebæreren varmtvann. Disse systemene brukes hovedsakelig for å levere termisk energi til urbane forbrukere, for varmtvannsforsyning og oppvarming, og i noen tilfeller for teknologiske prosesser. I vårt land står vannvarmesystemer for mer enn halvparten av alle varmenett.

Av metode for å generere varmeenergi skille:

• - Kombinert produksjon av varme og elektrisitet ved kraftvarmeverk. I dette tilfellet brukes varmen fra den termiske arbeidsdampen til å generere elektrisitet når dampen utvider seg i turbinene, og deretter brukes den gjenværende varmen fra eksosdampen til å varme opp vann i varmevekslerne som utgjør varmeutstyret til CHP. Varmtvann brukes til oppvarming av urbane forbrukere. I et kraftvarmeverk brukes således høypotensialvarme til å generere elektrisitet, og lavpotensialvarme brukes til å levere varme. Dette er energibetydningen av den kombinerte produksjonen av varme og elektrisitet, som gir en betydelig reduksjon i det spesifikke drivstofforbruket ved produksjon av varme og elektrisitet;
• - separat generering av termisk energi, når oppvarming av vann i kjeleanlegg (termiske kraftverk) skilles fra generering av elektrisk energi.

Av vannforsyningsmetode for varmtvannsforsyning er vannvarmesystemer delt inn i åpne og lukkede. I åpent vannvarmeanlegg tilføres varmtvann til kranene til det lokale varmtvannssystemet direkte fra varmenettene. I lukkede vannvarmesystemer brukes vann fra varmenett kun som varmemedium for oppvarming i varmtvannsberedere - varmevekslere (kjeler) av tappevann, som deretter kommer inn i det lokale varmtvannsforsyningssystemet.

Av antall rørledninger Det finnes enkeltrørs, torørs og flerrørs varmeforsyningssystemer.

Av måte å tilby forbrukerne med termisk energi skilles enkelt- og flertrinns varmeforsyningssystemer - avhengig av ordningene for å koble abonnenter (forbrukere) til varmenettverk. Nodene for å koble varmeforbrukere til varmenett kalles abonnentinnganger. Ved abonnentinngangen til hver bygning er varmtvannsberedere, heiser, pumper, beslag, instrumentering installert for å regulere parametrene og flyten til kjølevæsken i henhold til lokal varme- og vannbeslag. Derfor kalles ofte en abonnentinngang et lokalt varmepunkt (MTP). Hvis en abonnentinngang bygges for et eget anlegg, kalles det et individuelt varmepunkt (ITP).

Ved organisering av ett-trinns varmeforsyningssystemer kobles varmeforbrukere direkte til varmenett. En slik direkte tilkobling av varmeanordninger begrenser grensene for tillatt trykk i varmenettverk, siden det høye trykket som kreves for å transportere kjølevæsken til sluttforbrukere, er farlig for oppvarming av radiatorer. På grunn av dette brukes entrinnssystemer til å levere varme til et begrenset antall forbrukere fra fyrhus med kort lengde på varmenett.

I flertrinnssystemer, mellom varmekilden og forbrukerne, plasseres sentralvarmesentre (CHP) eller kontroll- og distribusjonspunkter (CDP), der parametrene til kjølevæsken kan endres på forespørsel fra lokale forbrukere. Sentralvarme- og distribusjonssentralene er utstyrt med pumpe- og vannvarmeenheter, kontroll- og sikkerhetsutstyr, instrumentering designet for å gi en gruppe forbrukere i et kvartal eller distrikt termisk energi med de nødvendige parameterne. Ved hjelp av pumpe- eller vannvarmeinstallasjoner er hovedrørledninger (første trinn) delvis eller fullstendig hydraulisk isolert fra distribusjonsnett (andre trinn). Fra CHP eller KRP leveres en varmebærer med akseptable eller etablerte parametere gjennom felles eller separate rørledninger i andre trinn til MTP for hver bygning for lokale forbrukere. Samtidig utføres kun heisblanding av returvann fra lokale varmeinstallasjoner, lokal regulering av vannforbruk til varmtvannsforsyning og regnskap for varmeforbruk i MTP.

Organiseringen av fullstendig hydraulisk isolasjon av varmenettverk i første og andre trinn er det viktigste tiltaket for å forbedre påliteligheten til varmeforsyningen og øke rekkevidden av varmetransport. Flertrinns varmeforsyningssystemer med sentralvarme- og distribusjonssentre gjør det mulig å redusere antall lokale varmtvannsberedere, sirkulasjonspumper og temperaturkontrollere installert i MTP med et ett-trinnssystem med titalls ganger. I sentralvarmesentralen er det mulig å organisere behandling av lokalt tappevann for å forhindre korrosjon av varmtvannsforsyningssystem. Til slutt, under byggingen av sentralvarme- og distribusjonssentrene, reduseres enhetsdriftskostnadene og kostnadene for vedlikehold av personell for serviceutstyr i MTP betydelig.

Termisk energi i form av varmt vann eller damp transporteres fra et termisk kraftverk eller kjelehus til forbrukere (til boligbygg, offentlige bygninger og industribedrifter) gjennom spesielle rørledninger - varmenettverk. Ruten for varmenett i byer og andre tettsteder bør gis i de tekniske banene som er tildelt for ingeniørnettverk.

Moderne oppvarmingsnettverk av urbane systemer er komplekse ingeniørstrukturer. Lengden deres fra kilden til forbrukerne er titalls kilometer, og diameteren på strømnettet når 1400 mm. Strukturen til termiske nettverk inkluderer varmerørledninger; kompensatorer som oppfatter temperaturforlengelser; frakobling, regulering og sikkerhetsutstyr installert i spesielle kamre eller paviljonger; pumpestasjoner; fjernvarmepunkt (RTP) og varmepunkt (TP).

Varmenett er delt inn i hoved, lagt på hovedretningene til bebyggelsen, distribusjon - innen kvartalet, mikrodistrikt - og grener til enkeltbygg og abonnenter.

Ordninger av termiske nettverk brukes, som regel, stråle. For å unngå avbrudd i tilførselen av varme til forbrukeren er individuelle hovednett koblet til hverandre, samt installasjon av jumpere mellom grener. I store byer, i nærvær av flere store varmekilder, bygges mer komplekse varmenettverk i henhold til ringskjemaet.

For å sikre pålitelig funksjon av slike systemer, er deres hierarkiske konstruksjon nødvendig, der hele systemet er delt inn i en rekke nivåer, som hver har sin egen oppgave, og synker i verdi fra toppnivå til bunn. Det øvre hierarkiske nivået består av varmekilder, det neste nivået er hovedvarmenett med RTP, det nedre er distribusjonsnett med abonnentinnganger fra forbrukere. Varmekilder leverer varmt vann med en gitt temperatur og et gitt trykk til varmenettene, sikrer sirkulasjon av vann i systemet og opprettholder riktig hydrodynamisk og statisk trykk i det. De har spesielle vannbehandlingsanlegg, hvor det utføres kjemisk rensing og avlufting av vann. Hovedvarmebærerstrømmene transporteres gjennom hovedvarmenettene til varmeforbruksnodene. I RTP er kjølevæsken fordelt mellom distriktene, autonome hydrauliske og termiske regimer opprettholdes i distriktenes nettverk. Organiseringen av den hierarkiske konstruksjonen av varmeforsyningssystemer sikrer deres kontrollerbarhet under drift.

For å kontrollere de hydrauliske og termiske modusene til varmeforsyningssystemet, er det automatisert, og mengden varme som tilføres reguleres i henhold til forbruksstandarder og abonnentkrav. Den største mengden varme brukes på oppvarming av bygninger. Varmebelastningen endres med utetemperaturen. For å opprettholde samsvar med varmeforsyningen til forbrukerne, bruker den sentral regulering av varmekilder. Det er ikke mulig å oppnå høy kvalitet på varmeforsyningen ved kun å bruke sentral regulering, derfor benyttes ekstra automatisk regulering ved varmepunkter og forbrukere. Vannforbruket for varmtvannsforsyning er i konstant endring, og for å opprettholde en stabil varmeforsyning, reguleres den hydrauliske modusen til varmenettverk automatisk, og temperaturen på varmtvann holdes konstant og lik 65 ° C.

De viktigste systemiske problemene som kompliserer organiseringen av en effektiv mekanisme for funksjon av varmeforsyning i moderne byer inkluderer følgende:

• - betydelig fysisk og moralsk slitasje på utstyr til varmeforsyningssystemer;
• - høyt nivå av tap i varmenettverk;
• - massiv mangel på varmeenergimålere og varmeforsyningsregulatorer blant innbyggerne;
• - overvurdert termisk belastning av forbrukere;
• - ufullkommenhet av normativt-juridisk og lovgivningsmessig grunnlag.

Utstyret til termiske kraftverk og varmenettverk har en høy grad av slitasje i gjennomsnitt i Russland, og når 70%. Det totale antallet varmekjelehus domineres av små, ineffektive, prosessen med gjenoppbygging og avvikling går veldig sakte. Økningen i termisk kapasitet ligger årlig etter de økende belastningene med 2 ganger eller mer. På grunn av systematiske avbrudd i leveringen av kjelebrensel i mange byer, oppstår det årlig alvorlige vanskeligheter med tilførsel av varme til boligområder og hus. Oppstart av varmesystemer om høsten strekker seg i flere måneder, "undervarmede" boliglokaler om vinteren har blitt normen, ikke unntaket; frekvensen av utstyrsutskifting synker, antallet utstyr i nødstilfelle øker. Dette forhåndsbestemt de siste årene en kraftig økning i ulykkesraten for varmeforsyningssystemer.

Artikkelen er viet bruken av Trace Mode SCADA-systemet for operativ fjernstyring av fjernvarmeanlegg i byen. Anlegget der det beskrevne prosjektet ble gjennomført ligger sør i Arkhangelsk-regionen (byen Velsk). Prosjektet sørger for driftsovervåking og styring av prosessen med å forberede og distribuere varme for oppvarming og tilførsel av varmt vann til byens vitale anlegg.

CJSC SpetsTeploStroy, Yaroslavl

Redegjørelse av problemet og de nødvendige funksjonene til systemet

Målet vårt selskap stod overfor var å bygge et hovednett for oppvarming av en stor del av byen, ved bruk av avanserte konstruksjonsmetoder, hvor det ble brukt preisolerte rør for å bygge nettet. Til dette ble det bygget femten kilometer med hovedvarmenett og syv sentralvarmepunkter (CHP). Hensikten med sentralvarmestasjonen - ved å bruke overopphetet vann fra GT-CHP (i henhold til planen 130/70 °С), forbereder den varmebæreren for varmenettverk innen kvartalet (i henhold til planen 95/70 °С) og varmer vannet opp til 60 °С for behovene til varmtvannsforsyning (varmtvannsforsyning), TsTP opererer på en uavhengig, lukket ordning.

Når oppgaven ble satt, ble det tatt hensyn til mange krav som sikrer energisparingsprinsippet for drift av kraftvarmeverket. Her er noen av de viktigste:

For å utføre væravhengig kontroll av varmesystemet;

Oppretthold varmtvannsparametrene på et gitt nivå (temperatur t, trykk P, flow G);

Oppretthold på et gitt nivå parametrene til kjølevæsken for oppvarming (temperatur t, trykk P, strømning G);

Organisere kommersiell regnskap for termisk energi og varmebærer i samsvar med gjeldende forskriftsdokumenter (RD);

Gi ATS (automatisk overføring av reserve) pumper (nettverk og varmtvannsforsyning) med motorressursutjevning;

Utfør korrigering av hovedparametrene i henhold til kalenderen og sanntidsklokken;

Utfør periodisk dataoverføring til kontrollrommet;

Utføre diagnostikk av måleinstrumenter og driftsutstyr;

Mangel på personale på vakt ved sentralfyringsstasjonen;

Overvåk og rapporter omgående til vedlikeholdspersonell om forekomsten av nødsituasjoner.

Som et resultat av disse kravene ble funksjonene til det operative fjernkontrollsystemet som ble opprettet bestemt. Hoved- og hjelpemidler for automatisering og dataoverføring ble valgt. Et valg av SCADA-system ble gjort for å sikre driften av systemet som helhet.

Nødvendige og tilstrekkelige funksjoner til systemet:

1_Informasjonsfunksjoner:

Måling og kontroll av teknologiske parametere;

Signalering og registrering av parameteravvik fra fastsatte grenser;

Dannelse og utstedelse av driftsdata til personell;

Arkivering og visning av parameterhistorikk.

2_Kontrollfunksjoner:

Automatisk regulering av viktige prosessparametere;

Fjernkontroll av perifere enheter (pumper);

Teknologisk beskyttelse og blokkering.

3_Tjenestefunksjoner:

Selvdiagnostikk av programvare- og maskinvarekompleks i sanntid;

Dataoverføring til kontrollrommet etter planen, på forespørsel og i nødstilfeller;

Testing av drift og korrekt funksjon av dataenheter og inngangs-/utgangskanaler.

Hva påvirket valget av automatiseringsverktøy

og programvare?

Valget av grunnleggende automatiseringsverktøy var hovedsakelig basert på tre faktorer - dette er prisen, påliteligheten og allsidigheten til innstillinger og programmering. Dermed ble gratis programmerbare kontrollere i PCD2-PCD3-serien av Saia-Burgess valgt for selvstendig arbeid i sentralvarmestasjonen og for dataoverføring. Det innenlandske Trace Mode 6 SCADA-systemet ble valgt for å lage et kontrollrom. For dataoverføring ble det besluttet å bruke konvensjonell mobilkommunikasjon: bruk en konvensjonell talekanal for dataoverføring og SMS-meldinger for raskt å varsle personell om nødsituasjoner.

Hva er arbeidsprinsippet til systemet

og funksjoner ved implementering av kontroll i sporingsmodus?

Som i mange lignende systemer er styringsfunksjoner for direkte innvirkning på reguleringsmekanismer gitt til det lavere nivået, og allerede er styringen av hele systemet som helhet overført til det øvre. Jeg utelater bevisst beskrivelsen av arbeidet til det nedre nivået (kontrollere) og prosessen med dataoverføring og vil gå rett til beskrivelsen av det øvre.

For enkel bruk er kontrollrommet utstyrt med en personlig datamaskin (PC) med to skjermer. Data fra alle punkter samles inn på ekspedisjonskontrolleren og overføres via RS-232-grensesnittet til OPC-serveren som kjører på en PC. Prosjektet er implementert i Trace Mode versjon 6 og er designet for 2048 kanaler. Dette er den første fasen av implementeringen av det beskrevne systemet.

Et trekk ved implementeringen av oppgaven i sporingsmodus er et forsøk på å lage et flervindusgrensesnitt med muligheten til å overvåke prosessen med varmeforsyning i online-modus, både på bydiagrammet og på mnemoniske diagrammer av varmepunkter . Bruken av et flervindusgrensesnitt gjør det mulig å løse problemene med å vise en stor mengde informasjon på ekspeditørens skjerm, som skal være tilstrekkelig og samtidig ikke-overflødig. Prinsippet om et flervindusgrensesnitt gir tilgang til alle prosessparametere i samsvar med den hierarkiske strukturen til vinduer. Det forenkler også implementeringen av systemet ved anlegget, siden et slikt grensesnitt ligner veldig på de utbredte produktene til Microsoft-familien og har lignende menyutstyr og verktøylinjer som er kjent for enhver bruker av en personlig datamaskin.

På fig. 1 viser hovedskjermen til systemet. Den viser skjematisk hovedvarmenettverket med en indikasjon på varmekilden (CHP) og sentralvarmepunkter (fra den første til den syvende). Skjermen viser informasjon om forekomsten av nødsituasjoner ved anleggene, gjeldende utelufttemperatur, dato og klokkeslett for siste dataoverføring fra hvert punkt. Varmeforsyningsobjekter er utstyrt med popup-tips. Når en unormal situasjon oppstår, begynner objektet på diagrammet å "blinke", og en hendelsespost og en rød blinkende indikator vises i alarmrapporten ved siden av dato og klokkeslett for dataoverføring. Det er mulig å se de forstørrede termiske parameterne for kraftvarmeverket og for hele varmenettet som helhet. For å gjøre dette, deaktiver visningen av listen over alarmer og advarsler (knapp "OTiP").

Ris. en. Hovedskjermen til systemet. Ordning for plassering av varmeforsyningsanlegg i byen Velsk

Det er to måter å bytte til mnemonisk diagram av et varmepunkt - du må klikke på ikonet på bykartet eller på knappen med varmepunktinskripsjonen.

Mnemondiagrammet til transformatorstasjonen åpnes på den andre skjermen. Dette gjøres både for å overvåke en spesifikk situasjon ved sentralvarmestasjonen, og for å overvåke den generelle tilstanden til systemet. På disse skjermene blir alle kontrollerte og justerbare parametere visualisert i sanntid, inkludert parametere som leses av varmemålere. Alt teknologisk utstyr og måleinstrumenter er utstyrt med popup-tips i henhold til den tekniske dokumentasjonen.

Bildet av utstyr og automatiseringsmidler på mnemonic-diagrammet er så nært som mulig den virkelige visningen.

På neste nivå av flervindusgrensesnittet kan du direkte kontrollere varmeoverføringsprosessen, endre innstillinger, se egenskapene til driftsutstyret og overvåke parametrene i sanntid med en endringshistorikk.

På fig. 2 viser et skjermgrensesnitt for visning og styring av de viktigste automasjonsverktøyene (kontrollkontroller og varmemåler). På skjermbildet for kontrollerstyring er det mulig å endre telefonnumre for sending av SMS-meldinger, forby eller tillate overføring av nød- og informasjonsmeldinger, kontrollere frekvensen og mengden av dataoverføring, og sette parametere for selvdiagnostikk av måleinstrumenter. På skjermen til varmemåleren kan du se alle innstillinger, endre tilgjengelige innstillinger og kontrollere modusen for datautveksling med kontrolleren.

Ris. 2. Kontrollskjermer for Vzlet TSRV varmekalkulator og PCD253 kontroller

På fig. 3 viser pop-up paneler for reguleringsutstyr (reguleringsventil og pumpegrupper). Den viser gjeldende status for dette utstyret, feildetaljer og noen parametere som er nødvendige for selvdiagnose og verifisering. Så for pumper er tørrløpstrykk, MTBF og oppstartsforsinkelse svært viktige parametere.

Ris. 3. Betjeningspanel for pumpegrupper og reguleringsventil

På fig. 4 viser skjermer for overvåking av parametere og kontrollsløyfer i grafisk form med mulighet for å se endringshistorikk. Alle kontrollerte parametere for varmetransformatorstasjonen vises på parameterskjermen. De er gruppert i henhold til deres fysiske betydning (temperatur, trykk, strømning, varmemengde, varmeeffekt, belysning). Alle kontrollsløyfer med parametere vises på skjermen til kontrollsløyfer og gjeldende verdi for parameteren vises, gitt dødsonen, ventilens posisjon og valgt kontrolllov. Alle disse dataene på skjermene er delt inn i sider, lik det generelt aksepterte designet i Windows-applikasjoner.

Ris. 4. Skjermer for grafisk visning av parametere og kontrollsløyfer

Alle skjermer kan flyttes over plass til to skjermer mens du utfører flere oppgaver samtidig. Alle nødvendige parametere for problemfri drift av varmefordelingssystemet er tilgjengelig i sanntid.

Hvor lenge har systemet vært i utvikling?hvor mange utviklere var det?

Den grunnleggende delen av forsendelses- og kontrollsystemet i sporingsmodus ble utviklet innen en måned av forfatteren av denne artikkelen og lansert i byen Velsk. På fig. et fotografi presenteres fra det midlertidige kontrollrommet, hvor systemet er installert og er under prøvedrift. For øyeblikket setter vår organisasjon i drift enda et varmepunkt og en nødvarmekilde. Det er ved disse anleggene et spesielt kontrollrom blir utformet. Etter idriftsettelse vil alle åtte varmepunktene inkluderes i systemet.

Ris. 5. Midlertidig ekspeditørs arbeidsplass

Under driften av det automatiserte prosesskontrollsystemet dukker det opp ulike kommentarer og ønsker fra ekspedisjonstjenesten. Dermed er prosessen med å oppdatere systemet hele tiden i gang for å forbedre driftsegenskapene og bekvemmeligheten til avsenderen.

Hva er effekten av å innføre et slikt styringssystem?

Fordeler og ulemper

I denne artikkelen setter forfatteren ikke i oppgave å vurdere den økonomiske effekten av innføringen av et styringssystem i tall. Besparelsene er imidlertid åpenbare på grunn av reduksjonen av personell involvert i vedlikehold av systemet, en betydelig reduksjon i antall ulykker. I tillegg er miljøpåvirkningen åpenbar. Det bør også bemerkes at innføringen av et slikt system lar deg raskt reagere og eliminere situasjoner som kan føre til uforutsette konsekvenser. Tilbakebetalingsperioden for hele komplekset av arbeid (konstruksjon av hovedoppvarming og varmepunkter, installasjon og igangkjøring, automatisering og utsendelse) for kunden vil være 5-6 år.

Fordelene med et fungerende kontrollsystem kan gis:

Visuell presentasjon av informasjon om det grafiske bildet av objektet;

Når det gjelder animasjonselementene, ble de lagt til prosjektet på en spesiell måte for å forbedre den visuelle effekten av å se programmet.

Utsikter for utvikling av systemet