V. G. Semenov, Hlavní editor, “Novinky o zásobování teplem”

Systémový koncept

Každý je zvyklý na výrazy „systém zásobování teplem“, „systém řízení“, „systémy automatického řízení“. Jedna z nejjednodušších definic jakéhokoli systému: množina připojených aktivní prvky. Více komplexní definiceříká akademik P.K. Anokhin: "Systém lze nazvat pouze takovým komplexem selektivně zapojených složek, ve kterém interakce nabývá charakteru interakce, aby se dosáhlo cíleného užitečného výsledku." Získání takového výsledku je cílem systému a cíl je tvořen na základě potřeby. V tržní hospodářství technické systémy, stejně jako systémy jejich řízení, se tvoří na základě poptávky, tedy potřeby, za jejíž uspokojení je někdo ochoten zaplatit.

Technické systémy zásobování teplem se skládají z prvků (KVET, kotelny, sítě, havarijní služby atd.), které mají velmi přísné technologické vazby. " Vnější prostředí» pro systém technického zásobování teplem jsou spotřebitelé odlišné typy; plynové, elektrické, vodovodní sítě; počasí; noví vývojáři atd. Vyměňují si energii, hmotu a informace.

Jakýkoli systém existuje v mezích některých omezení uložených zpravidla kupujícími resp oprávněné orgány. Jde o požadavky na kvalitu dodávek tepla, ekologii, bezpečnost práce a cenová omezení.

Existují aktivní systémy, které dokážou odolat negativním dopadům na životní prostředí (nekvalifikované jednání správních orgánů různé úrovně, konkurence jiných projektů...), a pasivní, které tuto vlastnost nemají.

Operační systémy technické řízení systémy zásobování teplem jsou typické systémy člověk-stroj, nejsou příliš složité a lze je poměrně snadno automatizovat. Ve skutečnosti jsou to spíše subsystémy systému vysoká úroveň- řízení zásobování teplem v omezené oblasti.

Řídící systémy

Řízení je proces cílevědomého ovlivňování systému, který zajišťuje zvýšení jeho organizace a dosažení jednoho nebo druhého užitečného účinku. Jakýkoli řídicí systém se dělí na řídicí a řízené podsystémy. Komunikace z řídicího subsystému do řízeného se nazývá přímá komunikace. Toto spojení vždy existuje. Spojení v opačném směru se nazývá reverzní. Koncept zpětné vazby je zásadní v technologii, přírodě a společnosti. Má se za to, že řízení bez silných zpětnovazebních smyček není efektivní, protože nemá schopnost sebeidentifikovat chyby, formulovat problémy a neumožňuje využívat samoregulační schopnosti systému, stejně jako zkušenosti a znalosti specialistů.

S. A. Optner dokonce věří, že management je cílem zpětné vazby. „Zpětná vazba ovlivňuje systém. Dopad je prostředek ke změně stávajícího stavu systému vybuzením síly, která to umožňuje.“

Ve správně organizovaném systému se odchylka jeho parametrů od normy nebo odchylka od správného směru vývoje vyvíjí ve zpětnou vazbu a iniciuje proces řízení. „Samotná odchylka od normy slouží jako pobídka k návratu k normě“ (P.K. Anokhin). Je také velmi důležité, aby váš vlastní cíl kontrolní systém neodporovalo účelu spravovaného systému, tedy účelu, pro který byl vytvořen. Obecně se uznává, že požadavek „nadřazené“ organizace je pro „nižší“ bezpodmínečný a automaticky se pro ni proměňuje v cíl. To může někdy vést k záměně cíle.

Správným cílem řídicího systému je vyvíjet řídicí akce na základě analýzy informací o odchylkách nebo jinými slovy řešit problémy.

Problém je situace nesouladu mezi tím, co je žádoucí, a tím, co existuje. Lidský mozek je navržen tak, že člověk začne myslet nějakým směrem, až když je identifikován problém. Správná definice problému tedy předurčuje správný manažerské rozhodnutí. Existují dvě kategorie problémů: stabilizace a rozvoj.

Stabilizační problémy jsou takové, jejichž řešení je zaměřeno na prevenci, eliminaci nebo kompenzaci poruch, které narušují aktuální provoz systému. Na úrovni podniku, regionu nebo odvětví se řešení těchto problémů označuje jako řízení výroby.

Problémy vývoje a zlepšování systémů jsou ty, jejichž řešení je zaměřeno na zvýšení provozní efektivity změnou charakteristik řídicího objektu nebo řídicího systému.

Z hlediska systémového přístupu je problémem rozdíl mezi stávajícím a požadovaným systémem. Systém, který vyplňuje mezeru mezi nimi, je předmětem konstrukce a nazývá se řešením problému.

Analýza stávajících systémů řízení zásobování teplem

Systémový přístup je přístup ke studiu objektu (problému, procesu) jako systému, ve kterém jsou identifikovány prvky, vnitřní vazby a souvislosti s prostředím, které ovlivňují výsledky provozu, a cíle každého prvku jsou stanoveny na základě obecný účel systému.

Účelem vytvoření jakéhokoli systému centralizovaného zásobování teplem je zajistit kvalitní a spolehlivé zásobování teplem pro minimální cena. To je cíl, který vyhovuje spotřebitelům, občanům, správě a politikům. Stejný cíl by měl mít i systém tepelného hospodářství.

Dnes existuje 2 hlavní typy systémů řízení dodávky tepla:

1) administrativa obec nebo kraj a jemu podřízení vedoucí státních teplárenských podniků;

2) správní orgány neměstských podniků zásobování teplem.

Rýže. 1. Zobecněné schéma stávajícího systému řízení zásobování teplem.

Zobecněné schéma řídicího systému dodávky tepla je uvedeno na Obr. 1. Představuje pouze ty struktury ( životní prostředí), které mohou skutečně ovlivnit řídicí systémy:

Zvýšit nebo snížit příjem;

Přinutit je vynaložit další výdaje;

Změnit řízení podniků.

Pro skutečný rozbor musíme vycházet z premisy, že se plní jen to, co je zaplaceno nebo za co lze propustit, a ne to, co se deklaruje. Stát

Činnost podniků zásobujících teplo prakticky neexistuje žádná legislativa. Nejsou ani předepsány postupy vládní regulace místní přirozené monopoly v zásobování teplem.

Zásobování teplem je hlavním problémem reforem bydlení a komunálních služeb a RAO UES Ruska, nelze jej řešit samostatně ani v jednom, ani v druhém, proto se s ním prakticky neuvažuje, i když by tyto reformy měly být řešeny prostřednictvím dodávek tepla; vzájemně propojeny. Neexistuje ani vládou schválená koncepce rozvoje zásobování teplem země, o reálném akčním programu ani nemluvě.

Federální úřady kvalitu dodávek tepla nijak neregulují, neexistují ani regulační dokumenty definující kritéria kvality. Spolehlivost dodávky tepla je regulována pouze prostřednictvím orgánů technického dozoru. Ale protože interakce mezi nimi a celními úřady není specifikována v žádném regulačním dokumentu, často chybí. Podniky mají možnost nedodržet žádné požadavky, což odůvodňují nedostatkem finančních prostředků.

Technický dozor podle stávajících regulačních dokumentů spadá do řízení jednotlivých technických celků a těch, pro které existuje více pravidel. Systém v interakci všech jeho prvků není uvažován a činnosti, které mají největší celosystémový efekt, nejsou identifikovány.

Náklady na dodávku tepla jsou regulovány pouze formálně. Tarifní legislativa je natolik obecná, že téměř vše je ponecháno na uvážení federálních a ve větší míře krajských energetických komisí. Normy spotřeby tepla jsou regulovány pouze pro novostavby. V vládní programy O dodávce tepla prakticky neexistuje sekce úspory energie.

Role státu tak byla svěřena výběru daní a prostřednictvím dozorových orgánů informování samospráv o nedostatcích v zásobování teplem.

Výkonná moc je zodpovědná parlamentu za fungování přirozených monopolů, za fungování odvětví, která zajišťují existenci národa. Problém nespočívá v tom, že by federální orgány fungovaly neuspokojivě, ale v tom, že ve struktuře federálních orgánů prakticky neexistuje žádná struktura, od r.

Článek je věnován využití SCADA systému Trace Mode pro online a dálkové ovládání městských centralizovaných topenišť. Lokalita, kde byl popsaný projekt realizován, se nachází na jihu Archangelská oblast(město Velsk). Projekt zajišťuje provozní sledování a řízení procesu přípravy a distribuce tepla pro vytápění a zásobování zařízeními městského života teplou vodou.

CJSC "SpetsTeploStroy", Jaroslavl

Stanovení problému a potřebné funkce systému

Cílem naší společnosti bylo vybudování páteřní sítě pro zásobování teplem většiny města za použití pokročilých stavebních metod, kdy pro výstavbu sítě bylo použito předizolovaného potrubí. Za tímto účelem bylo vybudováno patnáct kilometrů hlavních tepelných sítí a sedm ústředních topenišť (CZT). Ústřední výtopna má za úkol využívat přehřátou vodu z GT-CHP (podle harmonogramu 130/70 °C), připravit chladivo pro vnitroblokové topné sítě (podle harmonogramu 95/70 °C) a ohřívat vodu na 60 °C pro potřeby zásobování teplou užitkovou vodou (zásobování teplou vodou), Stanice ústředního topení pracuje podle samostatného uzavřeného schématu.

Při nastavování problému bylo zohledněno mnoho požadavků na zajištění energeticky úsporného principu provozu centrální výtopny. Zde jsou některé zvláště důležité:

Proveďte regulaci topného systému v závislosti na počasí;

Udržovat parametry TUV na dané úrovni (teplota t, tlak P, průtok G);

Udržovat parametry topné kapaliny na dané úrovni (teplota t, tlak P, průtok G);

Organizovat obchodní měření tepelné energie a chladiva v souladu s platnými předpisy regulační dokumenty(ND);

Zajistit ATS (automatický rezervní vstup) čerpadel (síť a zásobování teplou vodou) s vyrovnáním životnosti motoru;

Opravte základní parametry pomocí kalendáře a hodin reálného času;

Provádějte pravidelný přenos dat do řídicího centra;

Provádět diagnostiku měřicích přístrojů a provozních zařízení;

Nedostatek personálu ve službě v místě ústředního vytápění;

Sledujte a okamžitě nahlaste servisní personál o vzniku mimořádných situací.

V důsledku těchto požadavků byly stanoveny funkce vytvořeného provozního systému dálkového ovládání. Byly vybrány základní a pomocné nástroje automatizace a přenosu dat. Pro zajištění provozuschopnosti systému jako celku byl vybrán SCADA systém.

Nezbytné a dostatečné funkce systému:

1_Informační funkce:

Měření a kontrola technologických parametrů;

Alarm a registrace odchylek parametrů od stanovených limitů;

Tvorba a distribuce provozních dat personálu;

Archivace a prohlížení historie parametrů.

2_Ovládací funkce:

Automatická regulace důležitých parametrů procesu;

Dálkové ovládání periferních zařízení (čerpadla);

Technologická ochrana a blokování.

3_Servisní funkce:

Vlastní diagnostika softwarového a hardwarového komplexu v reálném čase;

Předávání dat do dispečinku podle harmonogramu, na vyžádání a při vzniku mimořádné situace;

Testování výkonu a správné funkce výpočetních zařízení a vstupních/výstupních kanálů.

Co ovlivnilo výběr automatizačních nástrojů

A software?

Výběr hlavních automatizačních nástrojů byl založen především na třech faktorech – ceně, spolehlivosti a všestrannosti konfigurace a programování. Ano, pro samostatná práce Pro centrálu ústředního vytápění a pro přenos dat byly zvoleny volně programovatelné regulátory řady PCD2-PCD3 od Saia-Burgess. Pro vytvoření dispečinku byl zvolen domácí SCADA systém Trace Mode 6 Pro přenos dat bylo rozhodnuto použít konvenční mobilní komunikace: používat běžný hlasový kanál pro přenos dat a SMS zprávy k okamžitému informování personálu o vzniku mimořádných situací.

Jaký je princip fungování systému

a vlastnosti implementace kontroly v režimu sledování?

Stejně jako u mnoha podobných systémů, řídící funkce pro přímý vliv na regulační mechanismy jsou dány nižší úrovni a řízení celého systému jako celku je svěřeno vyšší úrovni. Záměrně vynechávám popis činnosti spodní úrovně (řadičů) a procesu přenosu dat a přejdu rovnou k popisu té horní.

Pro snadné použití je dispečink vybaven osobním počítačem (PC) se dvěma monitory. Data ze všech bodů proudí do dispečerského kontroléru a jsou přenášena přes rozhraní RS-232 na OPC server běžící na PC. Projekt je implementován v Trace Mode verze 6 a je navržen pro 2048 kanálů. Jedná se o první fázi implementace popsaného systému.

Zvláštností implementace úlohy v Trace Mode je pokus o vytvoření víceokenního rozhraní s možností on-line sledování procesu dodávky tepla, a to jak na mapě města, tak na mnemotechnických diagramech topných bodů. Využití víceokenního rozhraní nám umožňuje řešit problémy se zobrazováním velkého množství informací na dispečerském displeji, které musí být dostatečné a zároveň neredundantní. Princip víceokenního rozhraní umožňuje přístup k libovolným procesním parametrům v souladu s hierarchickou strukturou oken. To také zjednodušuje implementaci systému na místě, protože takové rozhraní vzhled Je velmi podobný široce používané rodině produktů Microsoft a má podobný hardware nabídek a panely nástrojů, které zná každý uživatel osobního počítače.

Na Obr. 1 ukazuje hlavní obrazovku systému. Schematicky znázorňuje hlavní topnou síť s vyznačením zdroje tepla (KVET) a bodů ústředního vytápění (od prvního do sedmého). Na obrazovce jsou zobrazeny informace o vzniku mimořádných situací na zařízeních, aktuální venkovní teplotě vzduchu, datum a čas posledního přenosu dat z každého bodu. Objekty zásobující teplo jsou vybaveny výsuvnými hroty. Když nastane abnormální situace, objekt na diagramu začne „blikat“ a v poplachové zprávě se vedle data a času přenosu dat objeví záznam o události a červený blikající indikátor. Je možné zobrazit zvětšené tepelné parametry pro stanice ústředního vytápění a pro celou tepelnou síť jako celek. Chcete-li to provést, musíte deaktivovat zobrazení seznamu hlášení alarmů a varování (tlačítko „OT&P“).

Rýže. 1. Hlavní obrazovka systému. Uspořádání objektů zásobování teplem ve Velsku

Přechod na mnemotechnický diagram topného bodu je možný dvěma způsoby - je třeba kliknout na ikonu na mapě města nebo na tlačítko s nápisem topného bodu.

Na druhé obrazovce se otevře mimický diagram topného bodu. To se provádí jak pro pohodlí monitorování konkrétní situace na stanici ústředního vytápění, tak pro monitorování celkového stavu systému. Na těchto obrazovkách jsou v reálném čase vizualizovány všechny ovládané a nastavitelné parametry, včetně parametrů, které jsou odečítány z měřičů tepla. Všechna technologická zařízení a měřicí přístroje jsou vybaveny výsuvnými hroty v souladu s technickou dokumentací.

Obrázek zařízení a automatizačního zařízení na mnemotechnickém diagramu se co nejvíce blíží skutečnému vzhledu.

Na další úrovni rozhraní pro více oken můžete přímo řídit proces přenosu tepla, měnit nastavení, prohlížet charakteristiky provozního zařízení a sledovat parametry v reálném čase s historií změn.

Na Obr. Obrázek 2 ukazuje rozhraní obrazovky pro prohlížení a ovládání hlavního automatizačního zařízení (regulátor a tepelný kalkulátor). Na obrazovce ovládání ovladače je možné měnit telefonní čísla pro zasílání SMS zpráv, zakázat nebo povolit přenos nouzových a informačních zpráv, ovládat frekvenci a množství přenosů dat a nastavovat parametry pro vlastní diagnostiku měřicích přístrojů. Na obrazovce měřiče tepla můžete prohlížet všechna nastavení, měnit dostupná nastavení a ovládat režim výměny dat s regulátorem.

Rýže. 2. Ovládací obrazovky pro měřič tepla „Vzlyot TSriv“ a ovladač PCD253

Na Obr. Obrázek 3 ukazuje vyskakovací panely pro řídicí zařízení (regulační ventil a skupiny čerpadel). Zobrazuje aktuální stav tohoto zařízení, informace o chybách a některé parametry nezbytné pro vlastní diagnostiku a ověření. Pro čerpadla jsou tedy velmi důležité parametry tlak při chodu nasucho, doba mezi poruchami a zpoždění rozběhu.

Rýže. 3. Ovládací panel pro skupiny čerpadel a regulační ventil

Na Obr. Obrázek 4 zobrazuje obrazovky pro sledování parametrů a regulačních smyček v grafické podobě s možností zobrazení historie změn. Všechny řízené parametry topného bodu jsou zobrazeny na obrazovce parametrů. Jsou seskupeny podle fyzikálního významu (teplota, tlak, průtok, množství tepla, tepelný výkon, osvětlení). Obrazovka regulačních smyček zobrazuje všechny regulační smyčky parametrů a zobrazuje aktuální nastavenou hodnotu parametru s ohledem na mrtvou zónu, polohu ventilu a zvolený regulační zákon. Všechna tato data na obrazovkách jsou rozdělena do stránek, jako obecně uznávaný design v aplikacích Windows.

Rýže. 4. Obrazovky pro grafické zobrazení parametrů a regulačních obvodů

Všechny obrazovky lze přesouvat po prostoru dvou monitorů a provádět více úkolů současně. Všechny potřebné parametry pro bezproblémový provoz tepelného rozvodu jsou dostupné v reálném čase.

Jak dlouho trval vývoj systému?kolik tam bylo vývojářů?

Základní část dispečerského a řídicího systému v Trace Mode byla vyvinuta během jednoho měsíce autorem tohoto článku a spuštěna ve městě Velsk. Na Obr. Je prezentována fotografie z dočasného dispečinku, kde je systém instalován a prochází zkušebním provozem. V v současné době Naše organizace uvádí do provozu další výtopnu a nouzový zdroj tepla. Právě na těchto zařízeních je projektován speciální dispečink. Po jeho zprovoznění bude do systému zařazeno všech osm topných bodů.

Rýže. 5. Dočasný pracoviště odesílatel

Při provozu automatizovaného systému řízení procesů vznikají různé připomínky a náměty ze strany dispečerské služby. Systém je tedy neustále aktualizován, aby se zlepšily provozní vlastnosti a pohodlí dispečera.

Jaký je efekt zavedení takového systému řízení?

Výhody a nevýhody

V tomto článku si autor neklade za cíl hodnotit ekonomický efekt zavedení systému managementu v číslech. Úspora je však zřejmá díky snížení počtu pracovníků zapojených do servisu systému a výraznému snížení počtu nehod. Navíc je zřejmý dopad na životní prostředí. Je třeba také poznamenat, že implementace takového systému umožňuje rychle reagovat a eliminovat situace, které by mohly vést k nepředvídatelným následkům. Doba návratnosti celého komplexu prací (výstavba topných sítí a topných bodů, instalace a uvedení do provozu, automatizace a dispečink) pro zákazníka bude 5-6 let.

Výhody fungujícího řídicího systému lze uvést:

Vizuální reprezentace informací na grafickém obrázku předmětu;

Co se týče animačních prvků, ty byly do projektu speciálně přidány pro zlepšení vizuálního efektu sledování programu.

Perspektivy rozvoje systému

V rámci dodávky elektropanelového vybavení byly dodány silové skříně a rozvaděče pro dva objekty (ITP). Pro příjem a distribuci elektřiny v topných bodech slouží vstupní a distribuční zařízení, každé z pěti panelů (celkem 10 panelů). Ve vstupních panelech jsou instalovány spínací spínače, tlumiče přepětí, ampérmetry a voltmetry. Panely ATS v ITP1 a ITP2 jsou realizovány na bázi automatických přepínacích jednotek. Rozváděče ASU obsahují ochranná a spínací zařízení (stykače, softstartéry, tlačítka a kontrolky) technologického vybavení topných bodů. Všechny jističe jsou vybaveny stavovými kontakty, které indikují nouzové vypnutí. Tyto informace jsou přenášeny do řídicích jednotek instalovaných v automatizačních skříních.

Pro monitorování a ovládání zařízení se používají ovladače OWEN PLC110. Jsou k nim připojeny vstupně/výstupní moduly OWEN MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U a také dotykové panely operátora.

Chladivo je přiváděno přímo do místnosti ITS. Dodávka vody pro zásobování teplou vodou, vytápění a zásobování teplem ohřívačů vzduchu vzduchotechnických systémů se provádí s korekcí podle teploty venkovního vzduchu.

Zobrazení technologických parametrů, havárií, stavu zařízení a dispečerské řízení ITP se provádí z pracoviště dispečerů v integrovaném centrálním dispečinku budovy. Dispečerský server uchovává archiv parametrů procesu, nehod a stavu zařízení ITP.

Automatizace topných bodů zajišťuje:

• udržování teploty chladicí kapaliny dodávané do topných a ventilačních systémů v souladu s teplotním rozvrhem;
• udržování teploty vody v systému TV při dodávání spotřebitelům;
• programování různé teplotní podmínky podle hodin dne, dnů v týdnu a dovolená;
• sledování dodržování hodnot parametrů stanovených technologickým algoritmem, podporujících technologické a havarijní limity parametrů;
• řízení teploty chladicí kapaliny vrácené do topné sítě systému zásobování teplem podle daného teplotního plánu;
• měření venkovní teploty vzduchu;
• udržování daného tlakového rozdílu mezi přívodním a vratným potrubím ventilačních a topných systémů;
• řízení oběhových čerpadel podle daného algoritmu:
  • zapnuto vypnuto;
  • řízení čerpacího zařízení s frekvenčními pohony pomocí signálů z PLC instalovaného v automatizačních skříních;
  • pravidelné přepínání hlavní/záložní k zajištění stejných provozních hodin;
  • automatické nouzové přepnutí na záložní čerpadlo na základě ovládání snímače diferenčního tlaku;
  • automatické udržování daného tlakového spádu v systémech spotřeby tepla.
• ovládání regulačních ventilů chladicí kapaliny v primárních okruzích spotřebitelů;
• ovládání čerpadel a ventilů pro napájení topných a ventilačních okruhů;
• nastavení hodnot technologických a havarijních parametrů prostřednictvím systému expedice;
• ovládání drenážních čerpadel;
• sledování stavu elektrických vstupů podle fáze;
• synchronizace času řadiče s jednotným časem dispečerského systému (SOEV);
• spuštění zařízení po obnovení napájení v souladu s daným algoritmem;
• odesílání nouzových zpráv do dispečerského systému.

Výměna informací mezi automatizačními automaty a vyšší úrovní (pracovní stanice se specializovaným dispečerským softwarem MasterSCADA) probíhá prostřednictvím protokolu Modbus/TCP.

Důležité veřejná služba v moderních městech je zásobování teplem. Systém zásobování teplem slouží k uspokojování potřeb obyvatelstva na služby vytápění v bytových a veřejných budovách, zásobování teplou vodou (ohřev vody) a větrání.

Moderní městský systém zásobování teplem zahrnuje následující hlavní prvky: zdroj tepla, sítě a zařízení pro přenos tepla, jakož i zařízení a zařízení spotřebovávající teplo - systémy vytápění, větrání a zásobování teplou vodou.

Městské systémy zásobování teplem jsou klasifikovány podle následujících kritérií:

• - stupeň centralizace;
• - typ chladicí kapaliny;
• - způsob výroby tepelné energie;
• - způsob dodávky vody pro zásobování teplou vodou a vytápění;
• - počet potrubí topné sítě;
• - způsob zásobování spotřebitelů tepelnou energií atd.

Podle stupeň centralizace se rozlišují dodávky vytápění dva hlavní typy:

• 1) centralizované systémy zásobování teplem, které byly rozvinuty ve městech a oblastech s převážně vícepodlažními budovami. Mezi ně můžeme vyzdvihnout: vysoce organizované centralizované zásobování teplem založené na kombinované výrobě tepla a elektřiny v tepelných elektrárnách - dálkové vytápění a centralizované zásobování teplem z tepláren a průmyslových kotelen;
• 2) decentralizované zásobování teplem z malých domovních kotelen (přístavba, sklep, střecha), jednotlivých topných zařízení atd.; Zároveň zde nejsou žádné topné sítě a s tím spojené ztráty tepelné energie.

Podle druh chladicí kapaliny Existují parní a vodní systémy zásobování teplem. V parních topných systémech působí přehřátá pára jako chladivo. Tyto systémy se používají především pro technologické účely v průmyslu a energetice. Z důvodu zvýšeného nebezpečí při jejich provozu se pro potřeby obecního zásobování obyvatel teplem prakticky nevyužívají.

V systémech ohřevu vody je chladicí kapalinou horká voda. Tyto systémy se používají především pro zásobování tepelnou energií městských spotřebitelů, pro zásobování teplou vodou a vytápěním a v některých případech pro technologické procesy. Systémy ohřevu vody u nás tvoří více než polovinu všech tepelných sítí.

Podle způsob výroby tepelné energie rozlišovat:

• - kombinovaná výroba tepla a elektřiny v tepelných elektrárnách. V tomto případě se teplo pracovní páry termální vody využívá k výrobě elektřiny, když pára expanduje v turbínách, a poté se zbývající teplo odpadní páry používá k ohřevu vody ve výměnících tepla, které tvoří topné zařízení tepelného čerpadla. CHP závod. Teplá voda se používá k zásobování městských spotřebitelů teplem. V tepelné elektrárně se tedy teplo o vysokém potenciálu využívá k výrobě elektřiny a teplo o nízkém potenciálu se využívá k zásobování teplem. To je energetický význam kombinované výroby tepla a elektřiny, který zajišťuje výrazné snížení měrné spotřeby paliva při získávání tepelných a elektrická energie;
• - oddělená výroba tepelné energie, kdy je otopná voda v kotelnách (tepelných stanicích) oddělena od výroby elektrické energie.

Podle způsob zásobování vodou Pro zásobování teplou vodou jsou systémy ohřevu vody rozděleny na otevřené a uzavřené. V systémech otevřeného ohřevu vody je teplá voda dodávána do vodovodních kohoutků místního systému zásobování teplou vodou přímo z topných sítí. V uzavřených systémech ohřevu vody se voda z topných sítí používá pouze jako topné médium pro ohřev vody z vodovodu v ohřívačích vody - výměnících tepla (bojlích), která pak vstupuje do místního systému zásobování teplou vodou.

Podle počet potrubí Existují jednotrubkové, dvoutrubkové a vícetrubkové systémy zásobování teplem.

Podle způsob, jak poskytnout spotřebitelům tepelná energie se liší mezi jednostupňovými a vícestupňovými systémy zásobování teplem - v závislosti na schématech připojení účastníků (spotřebitelů) k tepelným sítím. Uzly pro připojení spotřebitelů tepla k topným sítím se nazývají účastnické vstupy. Na účastnickém vstupu každé budovy jsou instalovány ohřívače teplé vody, výtahy, čerpadla, armatury a přístrojové vybavení pro regulaci parametrů a průtoku chladiva pro místní vytápění a rozvody vody. Proto se předplatitelský vstup často nazývá lokální topný bod (MTP). Pokud je účastnický vstup konstruován pro samostatné zařízení, pak se nazývá individuální topný bod (IHP).

Při organizaci jednostupňových systémů zásobování teplem jsou spotřebitelé tepla připojeni přímo k topným sítím. Takové přímé připojení topných zařízení omezuje přípustné tlakové limity v topných sítích, protože vysoký tlak, nezbytné pro přepravu chladicí kapaliny do koncoví spotřebitelé, nebezpečné pro topná tělesa. Z tohoto důvodu se jednostupňové systémy používají k zásobování tepla omezeným počtem spotřebitelů z kotelen s krátkou délkou topné sítě.

Ve vícestupňových systémech jsou mezi zdroj tepla a spotřebiče umístěny ústřední topení (KVET) nebo řídicí a distribuční body (CDP), ve kterých lze na žádost místních spotřebitelů měnit parametry chladicí kapaliny. Centrální topeniště a rozvody jsou vybaveny čerpacími a ohřívacími jednotkami, regulačními a pojistnými ventily a přístrojovým vybavením určeným k zásobování skupiny spotřebitelů v bloku nebo regionu tepelnou energií požadovaných parametrů. Použití čerpacích nebo vodních topných jednotek hlavní potrubí(první stupeň) jsou částečně nebo zcela hydraulicky izolovány od distribučních sítí (druhý stupeň). Z místa ústředního vytápění nebo distribučního centra je chladivo s přijatelnými nebo stanovenými parametry dodáváno společným nebo samostatným potrubím 2. stupně do MTP každého objektu pro místní spotřebitele. V MTP se přitom provádí pouze výtahové směšování vratné vody z lokálních topenářských instalací, místní regulace průtoku vody pro dodávku teplé vody a měření spotřeby tepla.

Organizace kompletní hydraulické izolace tepelných sítí první a druhé etapy je nejdůležitějším opatřením pro zvýšení spolehlivosti dodávek tepla a zvýšení vzdálenosti transportu tepla. Vícestupňové systémy zásobování teplem se stanicemi centrálního vytápění a výměníky umožňují desetinásobně snížit počet lokálních ohřívačů teplé vody, oběhových čerpadel a regulátorů teploty instalovaných v MTP s jednostupňovým systémem. Ve stanici ústředního vytápění je možné organizovat úpravu místní vodovodní vody, aby se zabránilo korozi systémů zásobování teplou vodou. Konečně, při výstavbě předávací stanice ústředního vytápění a distribučního centra se výrazně snižují jednotkové provozní náklady a náklady na údržbu personálu pro údržbu zařízení v MTP.

Tepelná energie ve formě horké vody nebo páry je dopravována z tepelné elektrárny nebo kotelny ke spotřebitelům (obytné budovy, veřejné budovy a průmyslové podniky) přes speciální potrubí - topné sítě. Trasa tepelných sítí ve městech a jiných sídlech by měla být vedena v technických pruzích vyhrazených pro inženýrské sítě.

Moderní tepelné sítě městských systémů jsou složité inženýrské stavby. Jejich délka od zdroje ke spotřebitelům je desítky kilometrů a průměr sítě dosahuje 1400 mm. Tepelné sítě zahrnují teplovody; kompenzátory, které vnímají teplotní prodloužení; vypínací, kontrolní a bezpečnostní zařízení instalovaná ve speciálních komorách nebo pavilonech; čerpací stanice; okres topné body(RTP) a topné body (TP).

Tepelné sítě se dělí na hlavní vedení, vedené v hlavních směrech sídla, rozvodné sítě - v rámci bloku, mikrookresu - a odbočky k jednotlivým objektům a odběratelům.

Schémata tepelné sítě se obvykle používají jako radiální. Aby nedocházelo k přerušení dodávky tepla ke spotřebiteli, je zajištěno vzájemné propojení jednotlivých hlavních sítí a také instalace propojek mezi větvemi. V velká města v přítomnosti několika velkých zdrojů tepla jsou pomocí kruhového diagramu konstruovány složitější topné sítě.

Aby bylo zajištěno spolehlivé fungování takových systémů, je nutné je konstruovat hierarchicky, kdy je celý systém rozdělen do několika úrovní, z nichž každá má svůj vlastní úkol, jehož význam klesá od nejvyšší úrovně ke spodní. Horní hierarchickou úroveň tvoří zdroje tepla, další úroveň - hlavní tepelné sítě s RTP, spodní - distribuční sítě se spotřebitelskými vstupy. Zdroje tepla dodávají teplou vodu o dané teplotě a daném tlaku do tepelných sítí, zajišťují cirkulaci vody v systému a udržují v něm správný hydrodynamický a statický tlak. Mají speciální úpravny vody, kde se provádí chemické čištění a odvzdušňování vody. Hlavní toky nosiče tepla jsou dopravovány hlavními topnými sítěmi do jednotek spotřeby tepla. V RTP je chladivo distribuováno mezi regiony a v okresních sítích jsou udržovány autonomní hydraulické a tepelné režimy. Uspořádání hierarchické struktury soustav zásobování teplem zajišťuje jejich ovladatelnost za provozu.

Pro řízení hydraulického a tepelného režimu systému zásobování teplem je automatizován a množství dodávaného tepla je regulováno v souladu s normami spotřeby a požadavky odběratelů. Největší množství tepla se spotřebuje na vytápění budov. Topná zátěž se mění s venkovní teplotou. Aby dodávky tepla odpovídaly spotřebitelům, využívá centrální regulaci u zdrojů tepla. Dosáhnout Vysoká kvalita zásobování teplem pouze pomocí centrální regulace není možné, proto je použita doplňková automatická regulace v topných bodech a u spotřebitelů. Spotřeba vody pro dodávku teplé vody se neustále mění a pro udržení stabilní dodávky tepla se automaticky upravuje hydraulický režim topných sítí a teplota teplé vody je udržována konstantní a rovná 65 ° C.

Mezi hlavní systémové problémy, které komplikují organizaci efektivního mechanismu pro fungování zásobování teplem v moderních městech, patří:

• - značné fyzické a morální opotřebení zařízení soustavy zásobování teplem;
• - vysoká úroveň ztrát v topných sítích;
• - masivní nedostatek zařízení pro měření tepla a regulátorů dodávek tepla mezi obyvateli;
• - nadhodnocené tepelné zátěže mezi spotřebiteli;
• - nedokonalost regulačního a legislativního rámce.

Vybavení podniků tepelné energetiky a tepelných sítí je v Rusku v průměru vysoký stupeň opotřebení, dosahující 70 %. V celkovém počtu vytápěcích kotelen převažují malé, neefektivní, proces jejich rekonstrukcí a likvidace probíhá velmi pomalu. Růst tepelné kapacity ročně zaostává za zvyšujícím se zatížením 2krát nebo více. V důsledku systematického přerušování dodávek kotlového paliva v mnoha městech vznikají každoročně vážné potíže při zásobování obytných oblastí a domů teplem. Spouštění topných systémů na podzim trvá několik měsíců, „nedotápění“ obytných prostor v zimní období se staly normou, nikoli výjimkou; Míra obměny zařízení se snižuje a množství zařízení v havarijním stavu se zvyšuje. Toto je předem určeno minulé roky prudký nárůst nehodovosti soustav zásobování teplem.

Zkušenosti s modernizací a automatizací systému zásobování teplem v Minsku

V.A. Sednin, vědecký konzultant, doktor inženýrství, profesor,
A.A. Gutkovský, Hlavní inženýr Běloruské národní technické univerzity, Centrum vědeckého výzkumu a inovací automatizovaných řídicích systémů v tepelné energetice

Klíčová slova: systém zásobování teplem, automatizované řídicí systémy, zvyšování spolehlivosti a kvality, regulace dodávky tepla, archivace dat

Zásobování teplem velkých měst v Bělorusku, stejně jako v Rusku, je zajištěno kogenerací a systémy dálkového zásobování teplem (dále - DHSS), kde jsou zařízení sloučena do jednoho systému. Rozhodování o jednotlivých prvcích komplexních systémů zásobování teplem však často nesplňují systematická kritéria, spolehlivost, regulovatelnost a požadavky na ochranu životního prostředí. Modernizace systémů zásobování teplem a vytvoření automatizovaných systémů řízení procesů je proto nejdůležitějším úkolem.

Popis:

V. A. Sednin, A. A. Gutkovský

Zásobování teplem velkých měst v Bělorusku, stejně jako v Rusku, je zajištěno topnými a centralizovanými topnými systémy (dále jen DHS), jejichž zařízení jsou propojena do jednoho schématu. Rozhodování o jednotlivých prvcích komplexních systémů zásobování teplem však často nesplňují systémová kritéria, požadavky na spolehlivost, ovladatelnost a ekologičnost. Proto modernizace systémů zásobování teplem a vytvoření automatizovaných řídicích systémů technologické procesy je nejnaléhavější úkol.

V. A. Sednin, vědecký konzultant, doktor technických věd. věd, profesor

A. A. Gutkovského, Hlavní inženýr, Běloruská národní technická univerzita, Výzkumné a inovační centrum pro automatizované řídicí systémy v tepelné energetice a průmyslu

Zásobování teplem velkých měst v Bělorusku, stejně jako v Rusku, je zajištěno topnými a centralizovanými topnými systémy (dále jen DHS), jejichž zařízení jsou propojena do jednoho schématu. Rozhodování o jednotlivých prvcích komplexních systémů zásobování teplem však často nesplňují systémová kritéria, požadavky na spolehlivost, ovladatelnost a ekologičnost. Nejnaléhavějším úkolem je proto modernizace systémů zásobování teplem a vytvoření automatizovaných systémů řízení procesů.

Vlastnosti systémů dálkového vytápění

Vzhledem k hlavním rysům DHS v Bělorusku lze poznamenat, že se vyznačují:

• kontinuita a setrvačnost jejího vývoje;
• územní rozložení, hierarchie, rozmanitost používaných technických prostředků;
• dynamika výrobních procesů a stochasticita spotřeby energie;
• neúplnost a nízká míra spolehlivosti informací o parametrech a způsobech jejich provozu.

Je důležité si uvědomit, že v sítích ústředního vytápění slouží topné sítě na rozdíl od jiných potrubních systémů k přepravě nikoli produktu, ale energie chladicí kapaliny, jejíž parametry musí splňovat požadavky různých spotřebitelských systémů.

Tyto vlastnosti zdůrazňují nezbytnou potřebu vytvářet automatizované systémy řízení procesů (dále jen automatizované systémy řízení procesů), jejichž implementací lze zlepšit energetickou a environmentální účinnost, spolehlivost a kvalitu provozu systémů zásobování teplem. Zavádění automatizovaných systémů řízení procesů dnes není poctou módě, ale vyplývá ze základních zákonitostí vývoje technologií a je ekonomicky odůvodněné na základě moderní jeviště rozvoj technosféry.

ODKAZ

Centrální systém vytápění v Minsku je strukturálně složitý komplex. Z hlediska výroby a přepravy tepelné energie zahrnuje zařízení RUE Minskenergo (Minské tepelné sítě, teplárenské komplexy CHPP-3 a CHPP-4) a zařízení UE Minskkommunteploset - kotelny, sítě vytápění a ústřední vytápění. Vytváření automatizovaného systému řízení procesů pro Minskkommunteploset UE bylo zahájeno v roce 1999 a v současné době funguje a pokrývá téměř všechny zdroje tepla (přes 20) a řadu oblastí tepelných sítí. Vývoj projektu APCS pro Minsk Heating Networks začal v roce 2010, realizace projektu začala v roce 2012 a v současné době probíhá.

Vývoj automatizovaného systému řízení procesu pro systém zásobování teplem v Minsku

Na příkladu Minsku uvádíme hlavní přístupy, které byly implementovány v řadě měst v Bělorusku a Rusku při navrhování a vývoji automatizovaných systémů řízení procesů pro systémy zásobování teplem.

S přihlédnutím k rozsáhlosti problémů pokrývajících předmětnou oblast zásobování teplem a nashromážděným zkušenostem v oblasti automatizace systémů zásobování teplem byl ve fázi předběžného návrhu vyvinut koncept vytvoření automatizovaného systému řízení procesů pro Minsk. topné sítě. Koncepce definuje základní principy organizace automatizovaného systému řízení procesů pro zásobování teplem v Minsku (viz odkaz) jako proces vytváření počítačové sítě (systému) zaměřeného na automatizaci technologických procesů topologicky distribuovaného podniku centralizovaného zásobování teplem.

Technologické informační úlohy automatizovaných systémů řízení procesů

Zaváděný automatizovaný řídicí systém zajišťuje především zvýšení spolehlivosti a kvality provozního řízení provozních režimů jednotlivých prvků a soustavy zásobování teplem jako celku. Proto je tento automatizovaný systém řízení procesů navržen tak, aby řešil následující technologické informační problémy:

• zajištění centralizovaného funkčního skupinového řízení hydraulických režimů zdrojů tepla, hlavních tepelných sítí a čerpacích stanic s ohledem na denní a sezónní změny oběhové náklady s úpravou ( zpětná vazba) podle skutečných hydraulických poměrů v tepelných rozvodech města;
• implementace metody dynamické centrální regulace zásobování teplem s optimalizací teplot chladiva v přívodním a vratném potrubí topných sítí;
• zajištění sběru a archivace dat o tepelných a hydraulických provozních stavech zdrojů tepla, hlavních tepelných sítí, předávacích čerpacích stanic a rozvodných tepelných sítí města pro sledování, provozní řízení a analýzu fungování sítí centrálního zásobování teplem Minských teplárenských sítí ;
• Stvoření efektivní systém ochrana zařízení zdrojů tepla a tepelných sítí v havarijních situacích;

Stvoření informační základnařešit optimalizační problémy vzniklé při provozu a modernizaci objektů soustavy zásobování teplem Minsk.

POMOC 1

Minské teplárenské sítě zahrnují 8 síťových obvodů (RTS), 1 CHPP, 9 kotelen s kapacitou několik set až tisíc megawattů. Kromě toho jsou teplárenské sítě v Minsku obsluhovány 12 snižovacími čerpacími stanicemi a 209 stanicemi ústředního vytápění. Organizační a výrobní struktura topných sítí Minsk podle schématu „zdola nahoru“: první (nižší) úroveň – zařízení tepelné sítě, včetně předávacích stanic ústředního vytápění, předávací stanice, topných komor a pavilonů; druhá úroveň – dílenské prostory tepelných čtvrtí; třetí úroveň - zdroje tepla, které zahrnují okresní kotelny (Kedyshko, Stepnyaka, Shabany), špičkové kotelny (Orlovskaya, Komsomolka, Charkovskaya, Masyukovshchina, Kurasovshchina, Zapadnaya) a čerpací stanice; čtvrtou (vyšší) úrovní je expediční služba podniku.

Struktura automatizovaných systémů řízení procesů minských tepelných sítí

V souladu s výrobní a organizační strukturou Minsk Heat Networks (viz odkaz 1) byla vybrána čtyřúrovňová struktura průmyslového řídicího systému Minsk Heat Networks:

• první (horní) úroveň je centrální dispečink podniku;
• druhá úroveň – operátorské stanice sítí CZT;
• třetí úroveň – operátorské stanice zdrojů tepla (obslužné stanice dílen úseků teplárenské sítě);
• čtvrtá (nižší) úroveň – stanice automatické ovládání instalace (kotelny) a procesy dopravy a rozvodu tepelné energie (technologické schéma zdroje tepla, topná místa, topné sítě atd.).

Vývoj (vytvoření automatizovaného systému řízení procesu pro zásobování teplem celého města Minsk) zahrnuje začlenění do systému na druhé konstrukční úrovni operátorských stanic teplárenských komplexů Minsk CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4 a operátorské stanoviště (centrální velín) Minskkommunteploset Unitary Enterprise. Všechny úrovně řízení se plánují sloučit do jedné počítačové sítě.

Architektura automatizovaného systému řízení procesu pro systém zásobování teplem v Minsku

Analýza řídicího objektu jako celku a stavu jeho jednotlivých prvků, stejně jako perspektivy rozvoje řídicího systému, umožnily navrhnout architekturu distribuovaného automatizovaného systému pro řízení technologických procesů soustavy zásobování teplem Minsk. v rámci zařízení RUE Minskenergo. Podniková síť integruje výpočetní prostředky centrály a vzdálených strukturních jednotek, včetně automatických řídicích stanic (ACS) objektů v síťových oblastech. Všechna samohybná děla (TsTP, ITP, PNS) a snímací stanice jsou připojeny přímo k operátorským stanicím odpovídajících síťových oblastí, pravděpodobně instalovaných v dílenských prostorách.

Na vzdálené konstrukční jednotce (např. RTS-6) (obr. 1) jsou instalovány následující stanice: operátorská stanice „RTS-6“ (OPS RTS-6) - je to řídicí centrum oblasti sítě a je instalováno na hlavním místě RTS-6. Operačnímu personálu poskytuje OpS RTS-6 přístup ke všem informačním a řídicím zdrojům automatických řídicích systémů všech typů bez výjimky a také přístup k autorizovaným informační zdrojeústředí. OpS RTS-6 zajišťuje pravidelné skenování všech podřízených řídicích stanic.

Provozní a komerční informace odeslány k uložení na vyhrazený databázový server (instalovaný v těsné blízkosti systému RTS-6 ops).

S přihlédnutím k rozsahu a topologii řídicího objektu a stávající organizační a výrobní struktuře podniku je tedy průmyslový řídicí systém minských tepelných sítí postaven podle vícečlánkového schématu využívajícího hierarchickou strukturu softwaru a hardwaru a počítačové sítě, které řeší různé problémy řízení na každé úrovni.

Úrovně řídicího systému

Na nižší úrovni řídicí systém provádí:

• předběžné zpracování a přenos informací;
• regulace základních technologických parametrů, funkce optimalizace řízení, ochrana technologických zařízení.

NA technické prostředky nižší úroveň má zvýšené požadavky na spolehlivost, včetně schopnosti autonomního provozu v případě ztráty spojení s počítačovou sítí vyšší úrovně.

Navazující úrovně řídicího systému jsou budovány podle hierarchie systému zásobování teplem a řeší problémy na odpovídající úrovni a poskytují také operátorské rozhraní.

Řídicí zařízení instalovaná na stanovištích musí kromě svých přímých odpovědností také poskytovat možnost je agregovat do distribuovaných řídicích systémů. Kontrolní zařízení musí zajistit provozuschopnost a bezpečnost objektivních informací primární účetnictví při dlouhém přerušení komunikace.

Hlavními prvky takového schématu jsou technologické a operátorské stanice vzájemně propojené komunikačními kanály. Jádrem technologické stanice by měl být průmyslový počítač vybavený prostředky komunikace s řídicím objektem a kanálovými adaptéry pro organizaci meziprocesorové komunikace. Hlavním účelem technologické stanice je implementace přímých digitálních řídicích algoritmů. V technicky odůvodněných případech lze některé funkce provádět v supervizním režimu: procesor procesní stanice může řídit vzdálené inteligentní regulátory nebo programovat logické moduly pomocí moderních protokolů provozního rozhraní.

Informační aspekt výstavby automatizovaného systému řízení procesu pro zásobování teplem

Při vývoji byla zvláštní pozornost věnována informačnímu aspektu výstavby automatizovaného systému řízení procesu zásobování teplem. Nejdůležitější částí je úplnost popisu výrobní technologie a dokonalost algoritmů konverze informací informační podpora Systém řízení procesů postavený na technologii přímého digitálního řízení. Informační schopnosti automatizovaných systémů řízení procesů pro zásobování teplem poskytují schopnost řešit soubor inženýrských problémů, které jsou klasifikovány jako:

• po etapách hlavní technologie (výroba, doprava a spotřeba tepelné energie);
• pro zamýšlený účel (identifikace, prognózování a diagnostika, optimalizace a řízení).

Při vytváření automatizovaného systému řízení procesů pro teplárenské sítě Minsk je plánováno vytvoření informačního pole, které umožní rychle vyřešit celý komplex výše uvedených problémů identifikace, prognózování, diagnostiky, optimalizace a řízení. Informace zároveň poskytují možnost řešit systémové problémy vyšší úrovně řízení, když další vývoj a rozšíření automatizovaných systémů řízení procesů jako vhodných technických služeb pro podporu hlavního technologického procesu.

Týká se to zejména optimalizačních problémů, tj. optimalizace výroby tepelné a elektrické energie, režimů dodávky tepelné energie, distribuce proudění v tepelných sítích, režimů provozu hlavních technologických zařízení zdrojů tepla, jakož i výpočtu přidělování paliv a energetických zdrojů, energetické účetnictví a provoz, plánování a prognózování rozvoje soustavy zásobování teplem. V praxi je řešení některých problémů tohoto typu realizováno v rámci podnikového automatizovaného řídicího systému. V každém případě musí brát v úvahu informace získané v průběhu řešení problémů přímého řízení technologických procesů a vytvořený automatizovaný systém řízení procesů musí být informačně integrován s ostatními informační systémy podniky.

Metodika softwarového objektového programování

Konstrukce softwaru řídicího systému, který je originálním vývojem týmu centra, je založena na metodice softwarově-objektového programování: v paměti řídicích a operátorských stanic jsou vytvářeny softwarové objekty, které zobrazují reálné procesy, jednotky a měřicí kanály automatizovaný technologický objekt. Interakce těchto softwarových objektů (procesů, jednotek a kanálů) mezi sebou navzájem, stejně jako s provozním personálem a s technologické vybavení, ve skutečnosti zajišťuje fungování prvků topné sítě podle předem definovaných pravidel nebo algoritmů. Popis algoritmů tedy směřuje k popisu nejpodstatnějších vlastností těchto softwarových objektů a způsobů jejich interakce.

Syntéza struktury řídicího systému technických objektů je založena na analýze technologického schématu řídicího objektu a Detailní popis technologie základních procesů a fungování tohoto objektu jako celku.

Vhodným nástrojem pro sestavení tohoto typu popisu pro teplárenská zařízení je metodika matematického modelování na makroúrovni. V průběhu sestavování popisu technologických procesů je sestaven matematický model, provedena parametrická analýza a stanoven seznam regulovaných a sledovaných parametrů a regulačních orgánů.

Upřesňují se režimové požadavky technologických procesů, na základě kterých jsou stanoveny hranice přípustných rozsahů změn regulovaných a řízených parametrů a požadavky na výběr akčních členů a regulačních orgánů. Na základě zobecněných informací je syntetizován automatizovaný systém řízení objektů, který je při použití metody přímého digitálního řízení postaven na hierarchickém principu v souladu s hierarchií řídícího objektu.

ACS okresní kotelny

Pro okresní kotelnu (obr. 2) je tedy automatizovaný řídicí systém postaven na základě dvou tříd.

Horní úrovní je operátorská stanice „Kotelnaya“ (OPS „Kotelnaya“) - hlavní stanice, která koordinuje a řídí podřízené stanice. OPS „Boiler backup“ je horká pohotovostní stanice, která je neustále v režimu poslechu a záznamu provozu z hlavního OPS a jemu podřízeného ACS. Jeho databáze obsahuje aktuální parametry a kompletní historická výkonnostní data pracovní systémřízení. Záložní stanici lze kdykoli přiřadit jako primární s plným přenosem provozu na ni a povolením funkcí dohledového řízení.

Nižší úroveň je komplex automatických řídicích stanic spojených s operátorskou stanicí v počítačové síti:

• ACS "Kotloagregat" zajišťuje řízení kotlové jednotky. Zpravidla není rezervován, protože tepelný výkon kotelny je rezervován na úrovni kotelny.
• ACS "Network Group" zodpovídá za tepelně-hydraulický provozní režim kotelny (ovládání skupiny čerpadel sítě, obtokového potrubí na výstupu z kotelny, obtokového potrubí, vstupních a výstupních ventilů kotlů, individuální recirkulace kotlů čerpadla atd.).
• ACS "Water Treatment" zajišťuje ovládání všech pomocných zařízení kotelny nezbytných pro napájení sítě.

Pro jednodušší objekty soustavy zásobování teplem, např. výtopny a blokové kotelny, je řídicí systém budován jako jednoúrovňový na bázi automatické regulační stanice (ACS TsTP, ACS BMK). V souladu se strukturou teplárenských sítí jsou regulační stanice výtopen sloučeny do lokální počítačové sítě okruhu teplárenské sítě a jsou propojeny s operátorskou stanicí okruhu teplárenské sítě, která má zase informační spojení s teplárenskou sítí. operátorská stanice vyšší úrovně integrace.

Operátorské stanice

Software operátorské stanice poskytuje uživatelsky přívětivé rozhraní pro obsluhující personál řídící provoz automatizovaného technologického komplexu. Operátorské stanice mají vyvinuty prostředky operativního dispečerského řízení a také velkokapacitní paměťová zařízení pro organizování krátkodobých i dlouhodobých archivů stavu parametrů objektu technologického řízení a úkonů obsluhujícího personálu.

V případech velkých informačních toků omezených na provozní personál je vhodné organizovat několik operátorských stanic se samostatným databázovým serverem a případně komunikačním serverem.

Operátorská stanice zpravidla přímo neovlivňuje objekt řízení - přijímá informace z technologických stanic a předává jim pokyny provozního personálu nebo úkoly (nastavené hodnoty) dozorového řízení, generované automaticky nebo poloautomaticky. Tvoří pracoviště obsluhy komplexního zařízení, například kotelny.

Vznikající automatizovaný řídicí systém zahrnuje vybudování inteligentní nadstavby, která by měla nejen sledovat poruchy vznikající v systému a reagovat na ně, ale také předvídat vznik havarijních situací a blokovat jejich vznik. Při změně topologie sítě zásobování teplem a dynamiky jejích procesů je možné adekvátně změnit strukturu distribuovaného řídicího systému přidáním nových regulačních stanic a (nebo) změnou softwarových objektů bez změny konfigurace zařízení stávajících regulačních stanic. stanic.

Efektivita automatického řízení procesu systému zásobování teplem

Analýza provozních zkušeností automatizovaných systémů řízení procesů teplárenských podniků 1 v řadě měst v Bělorusku a Rusku, provedená za posledních dvacet let, jim ukázala ekonomická účinnost a potvrdila životaschopnost přijatá rozhodnutí v architektuře, softwaru a hardwaru.

Tyto systémy svými vlastnostmi a charakteristikami splňují požadavky ideologie smart grid. Přesto se neustále pracuje na zdokonalování a rozvoji vyvíjených automatizovaných řídicích systémů. Zavedení automatizovaných systémů řízení procesů pro zásobování teplem zvyšuje spolehlivost a účinnost systémů ústředního vytápění. Hlavní úspory palivových a energetických zdrojů jsou dány optimalizací tepelně-hydraulických režimů tepelných sítí, provozních režimů hlavních a pomocné vybavení zdroje tepla, čerpací stanice a výtopny.

Literatura

1. Gromov N.K. Městské topné systémy. M.: Energie, 1974. 256 s.
2. Popyrin L. S. Výzkum systémů zásobování teplem. M.: Nauka, 1989. 215 s.
3. Ionin A. A. Spolehlivost systémů topných sítí. M.: Stroyizdat, 1989. 302 s.
4. Monakhov G.V. Modelování režimů tepelných sítí Moskva: Energoatomizdat, 1995. 224 s.
5. Sednin V. A. Teorie a praxe vytváření automatizovaných systémů řízení dodávek tepla. Minsk: BNTU, 2005. 192 s.
6. Sednin V. A. Zavedení automatizovaných systémů řízení procesů jako základního faktoru zvyšování spolehlivosti a účinnosti systémů zásobování teplem // Technologie, zařízení, kvalita. So. mater. Běloruské průmyslové fórum 2007, Minsk, 15.–18. května 2007 / Expoforum - Minsk, 2007. s. 121–122.
7. Sednin V. A. Optimalizace parametrů teplotního plánu dodávky tepla v otopných soustavách // Energetika. Zprávy Nejvyššího vzdělávací instituce a energetických sdružení SNS. 2009. č. 4. S. 55–61.
8. Sednin V. A. Koncepce vytvoření automatizovaného řídicího systému pro technologické procesy minských tepelných sítí / V. A. Sednin, A. V. Sednin, E. O. Voronov // Zvyšování účinnosti energetických zařízení: Materiály vědecko-praktické konference, ve 2. T. T. 2. 2012. pp 481–500.

1 Vytvořeno týmem Výzkumného a inovačního centra pro automatizované řídicí systémy v tepelné energetice a průmyslu Běloruské národní technické univerzity.