Реферат: Система автоматического управления котельной

Система автоматического управления котельной



Заказчик:

ОАО «Мясокомбинат Клинский»

Московская обл., г.Клин,

ул. Дурыманова,12.

Тел. (09624) 2-04-08,

E-mail: energy@klinmk.ru


Описание технологического процесса:

В состав технологического оборудования котельной входят:

четыре котла ДЕ-10-14;

химводоочистка (ХВО);

деаэрационно-питательная установка (ДПУ);

система горячего водоснабжения (ГВС);

газораспределительное устройство (ГРУ);

сетевая установка (СУ);

редукционная установка(РУ);



редукционно-охладительная установка (РОУ);

оборудование подачи резервного топлива (печное-бытовое топливо ПБТ).


Требования к системе автоматизации:

Система автоматизации должна быть настраиваемой, отображать контролируемые параметры (в том числе и в виде трендов) и обеспечивать выполнение следующих функций:

Для каждого из котлов :

розжиг и останов котла в автоматическом режиме;

регулирование нагрузки;

поддержание соотношения «газ-воздух»;

регулирование разрежения в топке;

регулирование уровня воды в барабане;

контроль и настройка параметров розжига, контуров регулирования и автоматики безопасности;

функции автоматики безопасности: защиту и блокировку процессов горения с запоминанием в энергонезависимую память причины останова котла.

Для общекотельного оборудования:

На ХВО:

поддержание температуры воды подаваемой на фильтры;

контроль уровня воды в баках.

На СУ:

поддержание температуры воды, подаваемой в теплосеть;

контроль давления воды из теплосети.

На РУ, РОУ:

контроль давления пара после РУ и РОУ;

поддержание температуры пара после РОУ.

На ДПУ:

контроль давления питательной воды в рабочей линии;

контроль давления питательной воды в резервной линии;

контроль давления в деаэраторе;

поддержание уровня в деаэраторе.

На ГВС:

Поддержание температуры ГВС;

Поддержания уровня в деаэраторе ГВС.


Решение и характеристики системы автоматизации:

В состав системы автоматизации котельной входят четыре программируемых логических контроллера (ПЛК) SIMATIC S7-200 и два SIMATIC S7-300 фирмы SIEMENS.

Управление котлом осуществляется ПЛК S7-200 на базе CPU224.

ПЛК S7-300 на базе CPU315-2DP управляют общекотельным оборудованием, координируют работу системы, а также выполняют функцию резервирования.

Управление и графическое отображение работы системы (в виде мнемосхем, таблиц, сообщений и т.п.) осуществляется на сенсорных панелях оператора - SIMATIC TP27-10, 10.4" и SIMATIC TP37, 10.4".

Контроллеры и панели объединены в сеть по интерфейсу PROFIBUS DP (рис.1)

Связь контроллеров с периферией (датчиками и исполнительными механизиами) осуществляется с помощью AS-интерфейса (AS-i). Взаимодействие с AS-i производится через устройства связи DP/AS-интерфейса (для CPU315-2DP) и коммутационные модули СР243-2 (для CPU224).

К каждому котлу отходит по одному лучу AS-i, а общекотельное оборудование подключается двумя лучами (первый луч последовательно соединяет ЩУП.ХВО, ЩУП.СУ и щит управления оборудованием ХВО; второй – ЩУП.ГРУ/РОУ/РУ, ЩУП.ГУ и ЩУП.ДПУ).

При выходе из строя одного из лучей, система продолжает работать (рис.2).


Применение AS-интерфейса позволило:

Сэкономить кабельную продукцию, так как питание и информация передаётся по одной паре проводов.

Уменьшить количество входов и выходов для контроллера.

Упростить монтаж.

Увеличить надёжность.












^ Рис.1 Связь компонентов сети.



Существенный вклад в сокращение электропотребления оборудованием котельной дало применение частотных преобразователей (ЧП) MIDIMASTER ECO фирмы SIEMENS.

Использование ЧП для управления скоростью вращения электродвигателей насосов и вентиляторов также позволило отказаться от электрофицированных задвижек и шиберов в следующих контурах регулирования:

Контур регулирования соотношения «газ-воздух» (управление скоростью вентилятора подачи воздуха в зависимости от количества подаваемого газа).

Контур регулирования разрежения в топке (управление скоростью дымососа в зависимости от разрежения в котле).

Контур регулирования давления воды из теплосети в сетевой установке (управление подпиточными насосами).

Контур регулирования давления питательной воды.





^ Рис.5 . Применение ЧП


Пульт управления:

Пульт управления предназначен для дистанционного контроля состояния основного технологического оборудования и значений параметров технологических процессов в котельной, дистанционного изменения режимов работы и автоматической оптимизации загрузки оборудования.

Конструктивно пульт состоит из двух пультов управления котлами (с двумя операторскими панелями ТР27 в каждом) и одного пульта управления общекотельным оборудованием с операторской панелью ТР37(рис.2).






^ Рис.2 Пульт управления.



Операторские панели отображают в виде мнемосхем (примеры на рис. 6 и рис. 7) состояние оборудования котельной и позволяют просматривать и редактировать:

значения контролируемых параметров;

положение и состояние исполнительных механизмов (открыт, закрыт, степень открытия заслонок, скорость вращения приводов);

параметры розжига (времена вентиляции, продувки, опрессовки; розжига запальника, скорость движения и степень открытия газовой заслонки, значения параметров разрежения и давления воздуха при розжиге и т. п.);

параметры автоматики безопасности (уставки срабатывания датчиков АБ, времена задержек) и причины ее срабатывания;

настроечные параметры ПИД-регуляторов;

тренды (графики изменения во времени контролируемых параметров и управляющих сигналов);

параметры аналоговых датчиков и преобразователей (верхний/нижний предел аналогового входа/выхода, верхний/нижний предел физической величины, верхний/нижний аварийный предел, коэффициент фильтрации).

С пульта управления оператор выполняет пуск и останов котлов, включение и выключение насосов, блокирует работу агрегатов в случае ремонта, выбирает ручной или автоматический режим работы отдельных ПИД-регуляторов и управляет исполнительными механизмами в ручном режиме регуляторов.




^ Рис.5 Мнемосхема управления котлом.





Рис.7 Мнемосхема ДПУ.



^ Верхний уровень АСУ (ВУ):

Верхний уровень (ВУ) предназначен для дистанционного контроля за работой котельной, автоматизации документирования данных технологического и экономического характера, поступающих от системы управления котельной и приборов учёта расхода газа и тепла.

В состав оборудования ВУ входит персональный компьютер с сетевым адаптером PROFIBUS С5611 и принтер.





Рис.6 . Верхний уровень.




































































Эффект от внедрения:

Внедрение АСУ котельной позволило:

снизить затраты на энергоносители при оптимальном регулировании поддерживаемых параметров;, снижения эксплуатационных затрат и сокращения обслуживающего персонала;

повысить качество продукции из-за возможности устанавливать и поддерживать с необходимой точностью параметры воды и пара.

Сроки реализации проекта:

Срок реализации 4 мес

Год ввода в эксплуатацию: 2004





Краткие сведения об инжиниринговой фирме:





ООО «Интерпромавтоматика» является партнёром фирмы «Siemens», выполняет проектирование, программирование,

монтаж, пусконаладочные работы и инженерное сопровождение систем АСУТП, АСУ, КИПиА.

Адрес: 170036, г.Тверь, С-Петербургское ш, д53-а

Тел./Факс:(0822) 55-93-52, 55-54-87

E-mail: ipas@tvcom.ru

В интернете: ipa.delo.tver.ru

Контактное лицо: Мырзабеков Б.С.