Число просмотров этой статьи:

Модернизация управления котельной

Автор: | 23.05.2017

В 2010 г. обратились ко мне за помощью. Нужно было модернизировать (усовершенствовать) управление котельной в здании Еврейского  культурного  центра.

Котельная состоит из 3-х газовых котлов производства Ferroli, марки PEGASUS. Два котла все время в работе, один котел резервный.

Схема котельной содержит циркуляционные насосы, гребенки, реле давления, манометры, задвижки, теплообменники,  и многое другое.

С технической точки зрения выполнять модернизацию чего-либо предоставляется несколько сложнее, чем осуществить задуманное "с нуля", поскольку нужно:

  • разобраться в алгоритме работы существующей системы
  • разработать новую подсистему, т.е. модернизацию
  • связать новую подсистему с прежней системой

Суть модернизации

Каждый котел управлялся вот таким прибором (на фото вмонтированный в котел прибор черного цвета с красными и зелеными цифрами на табло). Для специалистов напишу – да, это регулятор температуры "Овен". Не я его туда вмонтировал, кто-то до меня).

Когда недостаточно было мощности одного котла для отопления, оператор вручную запускал второй котел и настраивал его мощность. В результате из-за ручного управления либо недостаточно отапливались помещения, либо, наоборот,  в систему отопления подавалось чересчур много тепла, что несло экономические убытки.

Этапы работ

Для монтажа электропроводки в квартире или сборки щита алгоритм действий понятен и такую работу можно не разбивать на множество этапов. В случае котельной некорректно поставленные задачи могут привести к мягко говоря некачественному результату. Поэтому на данном объекте все дальнейшие действия я разделил на этапы. Кстати, в программировании, тактика идентична: сложную и объемную задачу разбивай на простые и маленькие.

  1. Разработка принципиальной электрической схемы щита
  2. Разработка схемы соединений кабельных линий и электрощита
  3. Разработка программы для контроллера в программной среде "Kongraf"
  4. Разработка системы интернет-диспетчеризации в программе "Kontar-Scada"
  5. Монтажные работы на объекте (ведутся паралельно с другими этапами)
  6. Пусконаладочные работы на объекте

Контроллер

На этот раз применил ПЛК (программируемый логический контроллер) фирмы МЗТА, который входи в программно-технический комплекс Контар. Больше информации о контроллере на сайте МЗТА.

 

Разработал электрическую схему подключения контроллера:

Аварийные ситуации

Газовая котельная – ответственный объект. В аварийных или предаварийных ситуациях автоматика должна отработать со 100% надежностью. Вот список возможных аварий, при которых контроллер управляет исполнительными устройствами для предотвращения дальнейших последствий:

№ п/п

Авария

Действия при аварии

1

Низкое давление газа

Выключить котлы.

2

Высокое давление газа

Выключить котлы.

3

Пожар, загазованность

Общая авария (на DO4 «лог 1»).

4

Низкое давление общего теплоносителя

Выключить котлы.

Выключить все насосы.

5

Низкое давление системы отопления корпуса «А»

Выключить насосы отопления корпуса «А».

Выключить насосы отопления корпуса «Б».

(Т.к. используется один дискретный выход на насосы двух контуров.)

6

Низкое давление системы отопления корпуса «Б»

7

Низкое давление системы вентиляции

Выключить насосы вентиляции.

 

8

Низкое давление системы ГВС

Выключить насосы ГВС.

9

Низкое давление системы ХВС

Только сигнализация.

10

Авария насосов котлового контура

Выключить котлы.

 

11

Авария насоса подпитки

Выключить котлы.

Выключить все насосы.

12

Длительная работа насоса подпитки

> … мин – выключить котлы.

Выключить все насосы.

 

13

Отсутствие питания
380 В

Общая авария (на DO4 «лог 1»).

Выключить все насосы

14

Авария котла 1

Выключить котел 1.

Сделать ведущим котел 2.

15

Авария котла 2

Выключить котел 2.

Сделать ведущим котел 1.

16

Авария котла 3

Только сигнализация.

17

Высокая температура общего теплоносителя (>90)

Выключить котлы.

 

18

Большая разность температур

Тпод-Тобр>35

котлового контура

 

Выключить котлы.

 

19

Обрыв датчиков

темппера-

туры

наружного воздуха

запретить погодный график для котлов и системы отопления; заданную температуру определять по ручным уставкам оператора

общей подачи

Выключить котлы.

 

общей обратки

Выключить котлы.

 

подачи отопления 1

Закрыть клапан отопления 1

подачи отопления 2

Закрыть клапан отопления 2

подачи ГВС

Закрыть клапан ГВС

20

Обрыв связи

МС 8.1- МЕ4

Общая авария (на DO4 «лог 1»).

Программа

Как и в случае автоматизации фонтана программу разрабатывал на языке FBD, что значит язык функциональных блоков.

Фрагмент программы, реализующий таблицу аварий:

Фрагмент программы, реализующий управление насосами котельной – отопления, котловыми и насосом горячего водоснабжения (ГВС):

Дальше самое интересное – удаленное управления котельной.

Интернет-диспетчеризация котельной

Пускай не обижаются на меня операторы котельной, которые лишились работы после автоматизации (. Правда жизни такова, что роботы заменяют людей. Для мониторинга ситуации на объекте и изменения основных параметров котельной потребовалось разработать т.н. SCADA-систему котельной. Все данные с котельной посредством интернет-технологий передаются на сервер, на котором "крутится" визуализация котельной. Оттуда можно и управлять котельной, например, поменять значение регулятора темпратуры или параметры графика отопления. Подробнее по разработку интернет-диспетчеризации можно ознакомится на сайте МЗТА. (Не реклама, для интересующихся)

Ниже представлены скриншоты реально работающей системы диспетчеризации:

Главное окно системы диспетчеризации:

Отображаемые дискретные параметры:

– котел №1 включен/отключен;

– котел №2 включен/отключен;

– насос отопления корпуса А включен/отключен;

– насос отопления корпуса Б включен/отключен;

– насос циркуляции горячей воды через теплообменник включен/отключен.

Отображаемые аналоговые параметры:

– температура воды на выходе котлов;

– температура воды на входе котлов;

– температура наружного воздуха;

– текущая температура воды на подаче системы отопления корпуса А;

– заданная температура воды на подаче системы отопления корпуса А;

– текущая температура воды на подаче системы отопления корпуса Б;

– заданная температура воды на подаче системы отопления корпуса Б;

– текущая температура на подаче системы горячего водоснабжения;

– время работы котла №1;

– количество включений котла №1;

– время работы котла №2;

– количество включений котла №2.

Окно настройки графика отопления

Настройки системы отопления одинаковы для систем отопления корпуса А и корпуса Б.

В этом окне также предусмотрена настройка ночного снижения температуры отопления. Причинами снижения заданных температур систем отопления являются отсутствие людей в ночное время (нежилое здание), а также необходимость в экономии энергоресурсов (газа). В жилых домах также осуществляется ночные снижения отопления не только в целях экономии, а и для обеспечения более комфортного климата в комнатах (для человека полезнее и комфортнее спать при температуре воздуха не более 20 ºС). 

Окно настроек регуляторов систем отопления

Окно предназначено для наладочного персонала (рис.4). В окне представлены параметры ПИ-регуляторов и индикации работы электроприводов регулирующих клапанов систем отопления.

При движении клапана в сторону открытия или закрытия соответствующий индикатор становится зеленым. Однако, ввиду того, что импульсы, поступающие на элетроприводы кратковременные, а также учитывая скорость передачи данных по сети интернет, индикаторы могут подсвечиваться зеленым цветом редко. Настройки регуляторов устанавливаются один раз при наладке системы и обычно не требуют изменения в дальнейшем.

 

Выгоды от модернизации системы управления котельной

  • благодаря внедрению системы погодного регулирования температура воды в систему отопления поступает в соответствии с графиком отопления. Это значит, что чем холоднее на улице, тем теплее теплоноситель, тем самым температура в помещении поддерживается на одной отметке, несмотря на колебания температуры на улице.
  • благодаря централизованному управлению котлами (т.н. «каскадное» управление котлами)  оператор не вмешивается в процесс, что позволяет добиться точного поддержания температуры в системе отопления, тем самым не нести теплотехнических и экономических потерь.
  • мониторинг процессов осуществлялся посредством внедрения системы визуализации. Тем самым персонал и вышестоящее руководство могли в любой момент через интернет просмотреть текущие параметры котельной и даже выполнить управление

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *