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 СР2432 (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 «газвоздух» (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.