V. G. Semenov, Editor en jefe, “Noticias sobre suministro de calor”

Concepto de sistema

Todo el mundo está acostumbrado a las expresiones "sistema de suministro de calor", "sistema de control", "sistemas de control automatizados". Una de las definiciones más simples de cualquier sistema: un conjunto de elementos conectados. elementos activos. Más definición compleja dice el académico P.K. Anokhin: "Un sistema sólo puede llamarse un complejo de componentes selectivamente involucrados, en el que la interacción adquiere el carácter de interacción para obtener un resultado útil enfocado". Obtener tal resultado es el objetivo del sistema y el objetivo se forma en función de la necesidad. EN economía de mercado Los sistemas técnicos, así como sus sistemas de gestión, se forman sobre la base de la demanda, es decir, una necesidad por cuya satisfacción alguien está dispuesto a pagar.

Los sistemas técnicos de suministro de calor están formados por elementos (cogeneración, salas de calderas, redes, servicios de emergencia, etc.) que tienen conexiones tecnológicas muy estrictas. " Ambiente externo» para el sistema técnico de suministro de calor son los consumidores diferentes tipos; redes de suministro de gas, electricidad y agua; clima; nuevos desarrolladores, etc. Intercambian energía, materia e información.

Cualquier sistema existe dentro de los límites de algunas restricciones impuestas, por regla general, por compradores o organismos autorizados. Estos son requisitos para la calidad del suministro de calor, la ecología, la seguridad laboral y las restricciones de precios.

Existen sistemas activos que pueden soportar impactos ambientales negativos (acciones no calificadas de las administraciones niveles diferentes, competencia de otros proyectos...), y los pasivos, que no tienen esta propiedad.

Sistemas operativos manejo tecnico Los sistemas de suministro de calor son sistemas típicos hombre-máquina, no son muy complejos y son bastante fáciles de automatizar. De hecho, son subsistemas del sistema más nivel alto- gestión del suministro de calor en un área limitada.

Sistemas de control

La gestión es el proceso de influencia intencionada sobre el sistema, asegurando un aumento en su organización y logrando uno u otro efecto útil. Cualquier sistema de control se divide en subsistemas de control y controlados. La comunicación del subsistema de control al controlado se denomina comunicación directa. Esta conexión siempre existe. La conexión en la dirección opuesta se llama inversa. El concepto de retroalimentación es fundamental en la tecnología, la naturaleza y la sociedad. Se cree que una gestión sin fuertes circuitos de retroalimentación no es eficaz, porque no tiene la capacidad de autoidentificar errores, formular problemas y no permite el uso de las capacidades de autorregulación del sistema, así como la experiencia y conocimientos de especialistas.

S. A. Optner incluso cree que la gestión es el objetivo de la retroalimentación. “La retroalimentación afecta al sistema. El impacto es un medio de cambiar el estado existente del sistema excitando una fuerza que permita que esto se haga”.

En un sistema adecuadamente organizado, la desviación de sus parámetros de la norma o la desviación de la dirección correcta de desarrollo se convierte en retroalimentación e inicia el proceso de control. “La desviación de la norma en sí misma sirve como incentivo para volver a la norma” (P.K. Anokhin). También es muy importante que tu propia portería sistema de control no contradice el propósito del sistema administrado, es decir, el propósito para el cual fue creado. En general, se acepta que la exigencia de una organización "superior" es incondicional para la "inferior" y se transforma automáticamente en una meta para ella. En ocasiones, esto puede conducir a una sustitución del objetivo.

El objetivo correcto de un sistema de control es desarrollar acciones de control basadas en el análisis de información sobre desviaciones o, en otras palabras, resolver problemas.

Un problema es una situación de discrepancia entre lo que se desea y lo que existe. El cerebro humano está diseñado de tal manera que una persona comienza a pensar en alguna dirección sólo cuando se identifica un problema. Por tanto, la definición correcta del problema predetermina la correcta decisión de gestión. Hay dos categorías de problemas: estabilización y desarrollo.

Los problemas de estabilización son aquellos cuya solución está encaminada a prevenir, eliminar o compensar perturbaciones que perturben el funcionamiento actual del sistema. A nivel de empresa, región o industria, la solución a estos problemas se denomina gestión de la producción.

Los problemas de desarrollo y mejora de sistemas son aquellos cuya solución está encaminada a incrementar la eficiencia operativa cambiando las características del objeto de control o sistema de control.

Desde el punto de vista del enfoque de sistemas, el problema es la diferencia entre el sistema existente y el deseado. El sistema que llena el vacío entre ellos es el objeto de construcción y se denomina solución al problema.

Análisis de los sistemas de gestión del suministro de calor existentes.

Un enfoque de sistemas es un enfoque para el estudio de un objeto (problema, proceso) como un sistema en el que se identifican elementos, conexiones internas y conexiones con el medio ambiente que afectan los resultados de la operación, y se determinan los objetivos de cada elemento en base a el propósito general del sistema.

El propósito de crear cualquier sistema de suministro de calor centralizado es garantizar un suministro de calor confiable y de alta calidad para precio mínimo. Se trata de un objetivo que conviene a los consumidores, a los ciudadanos, a la administración y a los políticos. El sistema de gestión del calor debería tener el mismo objetivo.

hoy hay 2 Principales tipos de sistemas de control de suministro de calor:

1) administración municipio o región y los jefes de las empresas estatales de suministro de calor subordinadas a ella;

2) órganos rectores de empresas de suministro de calor no municipales.

Arroz. 1. Esquema generalizado del sistema de control de suministro de calor existente.

En la figura se presenta un diagrama generalizado del sistema de control del suministro de calor. 1. Presenta sólo aquellas estructuras ( ambiente), que en realidad pueden influir en los sistemas de control:

Aumentar o disminuir los ingresos;

Obligarlos a incurrir en gastos adicionales;

Cambiar la gestión de las empresas.

Para un análisis real hay que partir de la premisa de que sólo se ejecuta lo que se paga o se puede despedir, y no lo que se declara. Estado

Prácticamente no existe legislación que regule las actividades de las empresas de suministro de calor. Ni siquiera hay procedimientos prescritos regulación gubernamental monopolios naturales locales en el suministro de calor.

El suministro de calor es el principal problema en las reformas de vivienda y servicios comunales y RAO UES de Rusia no se puede solucionar por separado ni en uno ni en otro, por lo que prácticamente no se considera, aunque es a través del suministro de calor que estas reformas deben realizarse; interconectado. Ni siquiera existe un concepto aprobado por el gobierno para el desarrollo del suministro de calor del país, por no hablar de un programa de acción real.

Las autoridades federales no regulan de ninguna manera la calidad del suministro de calor; ni siquiera existen documentos reglamentarios que definan criterios de calidad. La fiabilidad del suministro de calor está regulada únicamente por las autoridades de supervisión técnica. Pero como la interacción entre ellos y las autoridades arancelarias no está especificada en ningún documento reglamentario, a menudo no existe. Las empresas tienen la oportunidad de no cumplir con ningún requisito, justificándolo por falta de financiación.

La supervisión técnica de acuerdo con los documentos reglamentarios existentes se reduce al control de unidades técnicas individuales y de aquellas para las que existen más reglas. No se considera el sistema en la interacción de todos sus elementos y no se identifican las actividades que dan el mayor efecto a todo el sistema.

El coste del suministro de calor sólo está regulado formalmente. La legislación arancelaria es tan general que casi todo queda a discreción de las comisiones de energía federales y, en mayor medida, regionales. Los estándares de consumo de calor están regulados solo para edificios nuevos. EN programas gubernamentales Prácticamente no existe una sección de ahorro de energía en el suministro de calor.

Como resultado, se asignó al Estado el papel de recaudar impuestos y, a través de las autoridades supervisoras, informar a las autoridades locales sobre las deficiencias existentes en el suministro de calor.

El poder ejecutivo es responsable ante el parlamento del funcionamiento de los monopolios naturales, del funcionamiento de las industrias que aseguran la existencia de la nación. El problema no es que los órganos federales funcionen de manera insatisfactoria, sino que prácticamente no existe una estructura en la estructura de los órganos federales, desde

El artículo está dedicado al uso del sistema SCADA Trace Mode para el control remoto y en línea de las instalaciones de calefacción centralizada de la ciudad. El sitio donde se implementó el proyecto descrito se encuentra en el sur Región de Arkhangelsk(ciudad de Velsk). El proyecto prevé el seguimiento operativo y la gestión del proceso de preparación y distribución de calor para calefacción y suministro de agua caliente a las instalaciones de la vida urbana.

CJSC "SpetsTeploStroy", Yaroslavl

Planteamiento del problema y funciones necesarias del sistema.

El objetivo que enfrentó nuestra empresa fue construir una red troncal para el suministro de calor a la mayor parte de la ciudad, utilizando métodos de construcción avanzados, donde se utilizaron tuberías preaisladas para construir la red. Para ello se construyeron quince kilómetros de redes principales de calefacción y siete puntos de calefacción central (CHS). El objetivo de la estación de calefacción central es utilizar agua sobrecalentada del GT-CHP (según el programa 130/70 °C), preparar el refrigerante para las redes de calefacción dentro del bloque (según el programa 95/70 °C) y calentar el agua a 60 °C para las necesidades de suministro de agua caliente sanitaria (suministro de agua caliente). La estación de calefacción central funciona según un esquema cerrado e independiente.

Al plantear el problema, se tuvieron en cuenta muchos requisitos para garantizar el principio de funcionamiento de ahorro de energía de la estación de calefacción central. Aquí hay algunos particularmente importantes:

Realizar un control del sistema de calefacción en función de las condiciones meteorológicas;

Mantener los parámetros de ACS en un nivel determinado (temperatura t, presión P, caudal G);

Mantener los parámetros del fluido de calefacción en un nivel determinado (temperatura t, presión P, caudal G);

Organizar la medición comercial de energía térmica y refrigerante de acuerdo con la normativa vigente. documentos reglamentarios(DAKOTA DEL NORTE);

Proporcionar ATS (entrada de reserva automática) de bombas (red y suministro de agua caliente) con nivelación de recursos del motor;

Corregir parámetros básicos utilizando el calendario y el reloj en tiempo real;

Realizar transferencias periódicas de datos al centro de control;

Realizar diagnósticos de instrumentos de medición y equipos operativos;

Falta de personal de guardia en el punto de calefacción central;

Realizar un seguimiento e informar con prontitud personal de servicio sobre la ocurrencia de situaciones de emergencia.

Como resultado de estos requisitos, se determinaron las funciones del sistema operativo de control remoto creado. Se seleccionaron herramientas básicas y auxiliares de automatización y transmisión de datos. Se seleccionó un sistema SCADA para asegurar la operatividad del sistema en su conjunto.

Funciones necesarias y suficientes del sistema:

1_Funciones de información:

Medición y control de parámetros tecnológicos;

Alarma y registro de desviaciones de parámetros de los límites establecidos;

Formación y distribución de datos operativos al personal;

Archivar y visualizar el historial de parámetros.

2_Funciones de control:

Regulación automática de importantes parámetros del proceso;

Control remoto de dispositivos periféricos (bombas);

Protección y bloqueo tecnológico.

3_Funciones de servicio:

Autodiagnóstico del complejo de software y hardware en tiempo real;

Transferencia de datos al centro de control según cronograma, previa solicitud y ante la ocurrencia de una situación de emergencia;

Pruebas del rendimiento y correcto funcionamiento de dispositivos informáticos y canales de entrada/salida.

¿Qué influyó en la elección de las herramientas de automatización?

Y software?

La elección de las principales herramientas de automatización se basó principalmente en tres factores: precio, fiabilidad y versatilidad de configuración y programación. Sí para Trabajo independiente Para la central de calefacción central y para la transmisión de datos se eligieron controladores de libre programación de la serie PCD2-PCD3 de Saia-Burgess. Para crear una sala de control se eligió el sistema SCADA doméstico Trace Mode 6. Para la transmisión de datos se decidió utilizar uno convencional. comunicación celular: utilice un canal de voz normal para la transmisión de datos y mensajes SMS para notificar rápidamente al personal sobre la ocurrencia de situaciones de emergencia.

¿Cuál es el principio de funcionamiento del sistema?

y características de la implementación del control en modo Trace?

Como ocurre con muchos sistemas similares, funciones administrativas porque la influencia directa sobre los mecanismos regulatorios se otorga al nivel inferior, y el control de todo el sistema en su conjunto se otorga al nivel superior. Omito deliberadamente la descripción del funcionamiento del nivel inferior (controladores) y el proceso de transferencia de datos y paso directamente a la descripción del nivel superior.

Para facilitar su uso, la sala de control está equipada con una computadora personal (PC) con dos monitores. Los datos de todos los puntos fluyen al controlador de despacho y se transmiten a través de la interfaz RS-232 a un servidor OPC que se ejecuta en una PC. El proyecto se implementa en Trace Mode versión 6 y está diseñado para 2048 canales. Esta es la primera etapa de implementación del sistema descrito.

Una característica especial de la implementación de la tarea en modo Trace es el intento de crear una interfaz de ventanas múltiples con la capacidad de monitorear el proceso de suministro de calor en línea, tanto en el mapa de la ciudad como en los diagramas mnemotécnicos de los puntos de calefacción. El uso de una interfaz multiventana nos permite solucionar los problemas de mostrar una gran cantidad de información en la pantalla del despachador, la cual debe ser suficiente y al mismo tiempo no redundante. El principio de una interfaz de ventanas múltiples le permite tener acceso a cualquier parámetro del proceso de acuerdo con la estructura jerárquica de las ventanas. También simplifica la implementación del sistema en sitio, ya que dicha interfaz apariencia Es muy similar a la ampliamente utilizada familia de productos Microsoft y tiene un hardware de menú y barras de herramientas similares que resultan familiares para cualquier usuario de computadora personal.

En la Fig. 1 muestra la pantalla principal del sistema. Muestra esquemáticamente la red de calefacción principal indicando la fuente de calor (CHP) y los puntos de calefacción central (del primero al séptimo). La pantalla muestra información sobre la ocurrencia de situaciones de emergencia en las instalaciones, la temperatura actual del aire exterior, la fecha y hora de la última transmisión de datos desde cada punto. Los objetos de suministro de calor están equipados con puntas emergentes. Cuando ocurre una situación anormal, el objeto en el diagrama comienza a "parpadear" y aparece un registro del evento y un indicador rojo parpadeante en el informe de alarma junto a la fecha y hora de transmisión de datos. Es posible ver los parámetros térmicos ampliados para las estaciones de calefacción central y para toda la red de calefacción en su conjunto. Para hacer esto, debe desactivar la visualización de la lista de informes de alarmas y advertencias (el botón "OT&P").

Arroz. 1. Pantalla principal del sistema. Disposición de las instalaciones de suministro de calor en Velsk.

Cambiar al diagrama mímico de un punto de calefacción es posible de dos maneras: debe hacer clic en el icono en el mapa de la ciudad o en el botón con la inscripción del punto de calefacción.

En la segunda pantalla se abre el diagrama sinóptico del punto de calefacción. Esto se hace tanto para facilitar el seguimiento de la situación específica en la estación de calefacción central como para controlar el estado general del sistema. En estas pantallas se visualizan en tiempo real todos los parámetros controlados y ajustables, incluidos los parámetros que se leen de los contadores de calor. Todos los equipos tecnológicos e instrumentos de medición están equipados con puntas emergentes de acuerdo con la documentación técnica.

La imagen de los equipos y equipos de automatización en el diagrama mnemotécnico es lo más cercana posible a la apariencia real.

En el siguiente nivel de la interfaz de ventanas múltiples, puede controlar directamente el proceso de transferencia de calor, cambiar la configuración, ver las características del equipo operativo y monitorear los parámetros en tiempo real con un historial de cambios.

En la Fig. La Figura 2 muestra una interfaz de pantalla para visualizar y controlar los principales equipos de automatización (controlador y calculadora de calor). En la pantalla de control del controlador, es posible cambiar los números de teléfono para enviar mensajes SMS, prohibir o permitir la transmisión de mensajes de emergencia e información, controlar la frecuencia y la cantidad de transmisión de datos y configurar parámetros para el autodiagnóstico de los instrumentos de medición. En la pantalla del medidor de calor, puede ver todas las configuraciones, cambiar las configuraciones disponibles y controlar el modo de intercambio de datos con el controlador.

Arroz. 2. Pantallas de control para el contador de calor “Vzlyot TSVR” y el controlador PCD253

En la Fig. La Figura 3 muestra paneles emergentes para equipos de control (válvulas de control y grupos de bombas). Esto muestra el estado actual de este equipo, información de errores y algunos parámetros necesarios para el autodiagnóstico y las pruebas. Así, para las bombas, parámetros muy importantes son la presión de funcionamiento en seco, el tiempo entre fallos y el retraso en el arranque.

Arroz. 3. Panel de control para grupos de bombas y válvula de control.

En la Fig. La Figura 4 muestra pantallas para monitorear parámetros y bucles de control en forma gráfica con la capacidad de ver el historial de cambios. Todos los parámetros controlados del punto de calefacción se muestran en la pantalla de parámetros. Se agrupan según su significado físico (temperatura, presión, caudal, cantidad de calor, potencia térmica, iluminación). La pantalla de bucles de control muestra todos los bucles de control de parámetros y muestra el valor de parámetro actual establecido teniendo en cuenta la zona muerta, la posición de la válvula y la ley de control seleccionada. Todos estos datos en las pantallas se dividen en páginas, como diseño generalmente aceptado en aplicaciones de Windows.

Arroz. 4. Pantallas para visualización gráfica de parámetros y circuitos de control.

Todas las pantallas se pueden mover por el espacio de dos monitores, realizando simultáneamente múltiples tareas. Todos los parámetros necesarios para el funcionamiento sin problemas del sistema de distribución de calor están disponibles en tiempo real.

¿Cuánto tiempo llevó desarrollar el sistema?¿Cuántos desarrolladores había?

La parte básica del sistema de despacho y control en modo Trace fue desarrollada en un mes por el autor de este artículo y lanzada en la ciudad de Velsk. En la Fig. Se presenta una fotografía desde la sala de control temporal donde está instalado el sistema y en operación de prueba. EN actualmente Nuestra organización está poniendo en funcionamiento otro punto de calefacción y una fuente de calor de emergencia. Es en estas instalaciones donde se está diseñando una sala de control especial. Después de su puesta en funcionamiento, los ocho puntos de calefacción se incluirán en el sistema.

Arroz. 5. Temporario lugar de trabajo despachador

Durante el funcionamiento del sistema automatizado de control de procesos surgen diversos comentarios y sugerencias por parte del servicio de despacho. Por lo tanto, el sistema se actualiza constantemente para mejorar las propiedades operativas y la comodidad del despachador.

¿Cuál es el efecto de implementar un sistema de gestión de este tipo?

Ventajas y desventajas

En este artículo, el autor no se propone evaluar en números el efecto económico de implementar un sistema de gestión. Sin embargo, los ahorros son evidentes debido a la reducción del personal involucrado en el mantenimiento del sistema y una reducción significativa en el número de accidentes. Además, el impacto medioambiental es evidente. También cabe señalar que la implementación de un sistema de este tipo le permite reaccionar rápidamente y eliminar situaciones que podrían tener consecuencias imprevistas. El período de recuperación de todo el complejo de obras (construcción de redes y puntos de calefacción, instalación y puesta en servicio, automatización y despacho) para el cliente será de 5 a 6 años.

Se pueden citar las ventajas de un sistema de control en funcionamiento:

Representación visual de información sobre una imagen gráfica de un objeto;

En cuanto a los elementos de animación, se agregaron especialmente al proyecto para mejorar el efecto visual al ver el programa.

Perspectivas de desarrollo del sistema.

Como parte del suministro de equipos de cuadros eléctricos, se suministraron gabinetes de potencia y gabinetes de control para dos edificios (ITP). Para recibir y distribuir electricidad en los puntos de calefacción se utilizan dispositivos de entrada y distribución, compuestos por cinco paneles cada uno (10 paneles en total). En los paneles de entrada se instalan interruptores, supresores de sobretensiones, amperímetros y voltímetros. Los paneles ATS en ITP1 e ITP2 se implementan sobre la base de unidades de conmutación de transferencia automática. Los paneles de distribución ASU contienen dispositivos de protección y conmutación (contactores, arrancadores suaves, botones y lámparas) de los equipos tecnológicos de los puntos de calefacción. Todos los disyuntores están equipados con contactos de estado que indican un apagado de emergencia. Esta información se transmite a los controladores instalados en armarios de automatización.

Para monitorear y controlar el equipo se utilizan controladores OWEN PLC110. A ellos se conectan los módulos de entrada/salida OWEN MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, así como los paneles táctiles del operador.

El refrigerante se introduce directamente en la sala ITS. El suministro de agua para el suministro de agua caliente, calefacción y suministro de calor a los calentadores de aire de los sistemas de ventilación se realiza con corrección de acuerdo con la temperatura del aire exterior.

La visualización de los parámetros tecnológicos, accidentes, estado de los equipos y control de despacho de ITP se realiza desde el puesto de trabajo de los despachadores en la sala de control central integrada del edificio. El servidor de despacho almacena un archivo de los parámetros del proceso, accidentes y el estado de los equipos ITP.

La automatización de los puntos de calefacción prevé:

• mantener la temperatura del refrigerante suministrado a los sistemas de calefacción y ventilación de acuerdo con el programa de temperatura;
• mantener la temperatura del agua en el sistema de ACS cuando se suministra a los consumidores;
• programacion varios condiciones de temperatura por horas del día, días de la semana y vacaciones;
• monitorear el cumplimiento de los valores de los parámetros determinados por el algoritmo tecnológico, apoyando los límites de los parámetros tecnológicos y de emergencia;
• control de la temperatura del refrigerante que regresa a la red de calefacción del sistema de suministro de calefacción de acuerdo con un programa de temperatura determinado;
• medición de la temperatura del aire exterior;
• mantener una determinada diferencia de presión entre las tuberías de suministro y retorno de los sistemas de ventilación y calefacción;
• control de bombas de circulación según un algoritmo determinado:
  • encendido apagado;
  • control de equipos de bombeo con variadores de frecuencia mediante señales de un PLC instalado en gabinetes de automatización;
  • conmutación periódica principal/de respaldo para garantizar la igualdad de horas de funcionamiento;
  • conmutación automática de emergencia a una bomba de respaldo basada en el control de un sensor de presión diferencial;
  • Mantenimiento automático de una determinada caída de presión en los sistemas de consumo de calor.
• control de válvulas de control de refrigerante en los circuitos primarios de consumidores;
• control de bombas y válvulas para alimentar circuitos de calefacción y ventilación;
• fijación de los valores de los parámetros tecnológicos y de emergencia a través del sistema de despacho;
• control de bombas de drenaje;
• monitorear el estado de las entradas eléctricas por fase;
• sincronización del tiempo del controlador con el tiempo unificado del sistema de despacho (SOEV);
• puesta en marcha del equipo después de restablecer el suministro de energía de acuerdo con un algoritmo determinado;
• enviar mensajes de emergencia al sistema de despacho.

El intercambio de información entre los controladores de automatización y el nivel superior (estación de trabajo con software de despacho especializado MasterSCADA) se realiza mediante el protocolo Modbus/TCP.

Importante servicio público en las ciudades modernas es el suministro de calor. El sistema de suministro de calor sirve para satisfacer las necesidades de la población en materia de servicios de calefacción en edificios residenciales y públicos, suministro de agua caliente (calentamiento de agua) y ventilación.

Un sistema moderno de suministro de calor urbano incluye los siguientes elementos principales: una fuente de calor, redes y dispositivos de transferencia de calor, así como equipos y dispositivos que consumen calor: sistemas de calefacción, ventilación y suministro de agua caliente.

Los sistemas de suministro de calor urbano se clasifican según los siguientes criterios:

• - grado de centralización;
• - tipo de refrigerante;
• - método de generación de energía térmica;
• - método de suministro de agua para suministro de agua caliente y calefacción;
• - número de tuberías de la red de calefacción;
• - un método para proporcionar energía térmica a los consumidores, etc.

Por grado de centralización Se distinguen los suministros de calefacción. dos tipos principales:

• 1) sistemas centralizados suministro de calor, que se han desarrollado en ciudades y áreas con edificios predominantemente de varios pisos. Entre ellos podemos destacar: suministro de calor centralizado altamente organizado basado en la producción combinada de calor y electricidad en centrales térmicas: calefacción urbana y suministro de calor centralizado desde salas de calderas de calefacción urbana y calefacción industrial;
• 2) suministro de calor descentralizado desde pequeñas instalaciones de calderas domésticas (adjuntas, sótanos, tejados), dispositivos de calefacción individuales, etc.; Al mismo tiempo, no existen redes de calefacción ni pérdidas de energía térmica asociadas.

Por tipo de refrigerante Hay sistemas de suministro de calor de vapor y agua. En los sistemas de calentamiento a vapor, el vapor sobrecalentado actúa como refrigerante. Estos sistemas se utilizan principalmente con fines tecnológicos en la industria y generación de energía. Debido al mayor peligro durante su funcionamiento, prácticamente no se utilizan para las necesidades de suministro de calor municipal a la población.

En los sistemas de calentamiento de agua, el refrigerante es agua caliente. Estos sistemas se utilizan principalmente para suministrar energía térmica a consumidores urbanos, para suministro de agua caliente y calefacción y, en algunos casos, para procesos tecnológicos. En nuestro país, los sistemas de calentamiento de agua representan más de la mitad de todas las redes de calefacción.

Por método de generación de energía térmica distinguir:

• - generación combinada de calor y electricidad en centrales térmicas. En este caso, el calor del vapor de agua térmica de trabajo se utiliza para generar electricidad cuando el vapor se expande en las turbinas, y luego el calor remanente del vapor de escape se utiliza para calentar agua en los intercambiadores de calor que componen los equipos de calefacción del Planta de cogeneración. El agua caliente se utiliza para suministrar calor a los consumidores urbanos. Por tanto, en una central térmica, el calor de alto potencial se utiliza para generar electricidad y el calor de bajo potencial se utiliza para el suministro de calor. Este es el significado energético de la generación combinada de calor y electricidad, que proporciona una reducción significativa del consumo específico de combustible a la hora de obtener energía térmica y energía eléctrica;
• - generación separada de energía térmica, cuando el calentamiento de agua en plantas de calderas (estaciones térmicas) se separa de la producción de energía eléctrica.

Por método de suministro de agua Para el suministro de agua caliente, los sistemas de calentamiento de agua se dividen en abiertos y cerrados. En los sistemas abiertos de calefacción de agua, el agua caliente se suministra a los grifos del sistema local de suministro de agua caliente directamente desde las redes de calefacción. En los sistemas cerrados de calentamiento de agua, el agua de las redes de calefacción se utiliza únicamente como medio de calentamiento para calentar el agua del grifo en calentadores de agua: intercambiadores de calor (calderas), que luego ingresan al sistema de suministro de agua caliente local.

Por número de tuberías Hay sistemas de suministro de calor monotubo, bitubo y multitubo.

Por forma de ofrecer a los consumidores La energía térmica difiere entre los sistemas de suministro de calor de una sola etapa y de varias etapas, según los esquemas para conectar a los suscriptores (consumidores) a las redes de calefacción. Los nodos para conectar consumidores de calor a redes de calefacción se denominan entradas de abonado. En la entrada del abonado de cada edificio, se instalan calentadores de agua, ascensores, bombas, accesorios e instrumentación para regular los parámetros y el flujo de refrigerante para los dispositivos locales de calefacción y distribución de agua. Por lo tanto, la entrada del abonado a menudo se denomina punto de calefacción local (MTP). Si se construye una entrada de abonado para una instalación separada, se denomina punto de calefacción individual (IHP).

Al organizar sistemas de suministro de calor de una sola etapa, los consumidores de calor se conectan directamente a las redes de calefacción. Esta conexión directa de dispositivos de calefacción limita los límites de presión permitidos en las redes de calefacción, ya que alta presión, necesario para transportar refrigerante a consumidores finales, peligroso para calentar radiadores. Debido a esto, los sistemas de una sola etapa se utilizan para suministrar calor a un número limitado de consumidores desde salas de calderas con una red de calefacción de corta longitud.

En los sistemas de múltiples etapas, entre la fuente de calor y los consumidores se colocan puntos de calefacción central (CHP) o de control y distribución (CDP), en los que los parámetros del refrigerante se pueden cambiar a petición de los consumidores locales. Los centros de distribución y calefacción central están equipados con unidades de bombeo y calentamiento de agua, válvulas de control y seguridad e instrumentación diseñadas para proporcionar a un grupo de consumidores en un bloque o región energía térmica de los parámetros requeridos. Uso de unidades de bombeo o calentamiento de agua. tuberías principales(primera etapa) están parcial o totalmente aislados hidráulicamente de las redes de distribución (segunda etapa). Desde el punto de calefacción central o centro de distribución, el refrigerante con parámetros aceptables o establecidos se suministra a través de tuberías comunes o separadas de la segunda etapa al MTP de cada edificio para los consumidores locales. Al mismo tiempo, en el MTP solo se realiza la mezcla por ascensor del agua de retorno de las instalaciones de calefacción locales, la regulación local del flujo de agua para el suministro de agua caliente y la medición del consumo de calor.

La organización del aislamiento hidráulico completo de las redes de calefacción de la primera y segunda etapa es la medida más importante para aumentar la confiabilidad del suministro de calor y aumentar la distancia del transporte de calor. Los sistemas de suministro de calor de múltiples etapas con estaciones de calefacción central e intercambiadores de calor permiten reducir decenas de veces el número de calentadores de agua locales, bombas de circulación y controladores de temperatura instalados en la MTP con un sistema de una sola etapa. En la estación de calefacción central es posible organizar el tratamiento del agua del grifo local para evitar la corrosión de los sistemas de suministro de agua caliente. Finalmente, al construir una subestación de calefacción central y un centro de distribución, los costos operativos unitarios y los costos de personal para mantener los equipos en la subestación de transporte se reducen significativamente.

La energía térmica en forma de agua caliente o vapor se transporta desde la central térmica o la sala de calderas hasta los consumidores (edificios residenciales, edificios públicos y empresas industriales) a través de tuberías especiales: redes de calefacción. El recorrido de las redes de calefacción en ciudades y otros asentamientos debe realizarse en los carriles técnicos asignados para las redes de ingeniería.

Las redes de calefacción modernas de los sistemas urbanos son estructuras de ingeniería complejas. Su longitud desde la fuente hasta los consumidores es de decenas de kilómetros y el diámetro de la red alcanza los 1400 mm. Las redes de calor incluyen tuberías de calor; compensadores que perciben extensiones de temperatura; equipos de parada, control y seguridad instalados en cámaras o pabellones especiales; estaciones de bombeo; distrito puntos de calentamiento(RTP) y puntos de calefacción (TP).

Las redes de calefacción se dividen en líneas principales, tendidas en las direcciones principales de un asentamiento, redes de distribución (dentro de un bloque, microdistrito) y ramales a edificios y suscriptores individuales.

Los diagramas de redes de calor se suelen utilizar radiales. Para evitar interrupciones en el suministro de calor al consumidor, se prevé la conexión de redes principales individuales entre sí, así como la instalación de puentes entre ramas. EN grandes ciudades En presencia de varias fuentes de calor grandes, se construyen redes de calefacción más complejas según un diagrama de anillo.

Para garantizar un funcionamiento fiable de dichos sistemas, es necesario construirlos jerárquicamente, en los que todo el sistema se divide en una serie de niveles, cada uno de los cuales tiene su propia tarea, cuya importancia disminuye desde el nivel superior hacia el inferior. El nivel jerárquico superior consta de fuentes de calor, el siguiente nivel, redes de calefacción principales con RTP, el inferior, redes de distribución con entradas de consumidores. Las fuentes de calor suministran agua caliente a una temperatura y presión determinadas a las redes de calefacción, garantizan la circulación del agua en el sistema y mantienen una presión hidrodinámica y estática adecuada en el mismo. Cuentan con plantas especiales de tratamiento de agua donde se realiza la depuración química y desaireación del agua. Los principales flujos de portadores de calor se transportan a través de las principales redes de calefacción hasta las unidades de consumo de calor. En el RTP, el refrigerante se distribuye entre las regiones y en las redes distritales se mantienen regímenes hidráulicos y térmicos autónomos. La organización de una estructura jerárquica de los sistemas de suministro de calor garantiza su control durante el funcionamiento.

Para controlar los modos hidráulico y térmico del sistema de suministro de calor, está automatizado y la cantidad de calor suministrado se regula de acuerdo con los estándares de consumo y los requisitos de los suscriptores. La mayor cantidad de calor se gasta en calentar edificios. La carga de calefacción cambia con la temperatura exterior. Para mantener el suministro de calor acorde con los consumidores, utiliza una regulación central en las fuentes de calor. Lograr Alta calidad El suministro de calor utilizando únicamente una regulación central no es posible, por lo que se utiliza una regulación automática adicional en los puntos de calefacción y en los consumidores. El consumo de agua para el suministro de agua caliente cambia constantemente y, para mantener un suministro de calor estable, el modo hidráulico de las redes de calefacción se ajusta automáticamente y la temperatura del agua caliente se mantiene constante e igual a 65 ° C.

Los principales problemas sistémicos que complican la organización de un mecanismo eficaz para el funcionamiento del suministro de calor en las ciudades modernas incluyen los siguientes:

• - desgaste físico y moral significativo de los equipos del sistema de suministro de calor;
• - alto nivel de pérdidas en las redes de calefacción;
• - una gran falta de dispositivos de medición de calor y reguladores del suministro de calor entre los residentes;
• - cargas de calor sobreestimadas entre los consumidores;
• - imperfección del marco regulatorio y legislativo.

El equipamiento de las empresas de ingeniería térmica y de redes de calefacción es medio en Rusia. alto grado desgaste, alcanzando el 70%. En el número total de salas de calderas de calefacción predominan las pequeñas e ineficientes; el proceso de reconstrucción y liquidación avanza muy lentamente. El aumento de la capacidad térmica anualmente va por detrás del aumento de cargas 2 veces o más. Debido a las interrupciones sistemáticas en el suministro de combustible para calderas en muchas ciudades, cada año surgen serias dificultades en el suministro de calor a zonas residenciales y casas. La puesta en marcha de los sistemas de calefacción en otoño dura varios meses, el "calentamiento insuficiente" de las viviendas en periodo de invierno se han convertido en la norma, no en la excepción; La tasa de reemplazo de equipos está disminuyendo y la cantidad de equipos en mal estado está aumentando. Este predeterminado últimos años un fuerte aumento en la tasa de accidentes de los sistemas de suministro de calor.

Experiencia en modernización y automatización del sistema de suministro de calor en Minsk

VIRGINIA. Sednín, Consultor Científico, Doctor en Ingeniería, Profesor,
AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO. Gutkovskiy, Ingeniero jefe, Universidad Técnica Nacional de Bielorrusia, Centro de Investigación Científica e Innovaciones de Sistemas de Control Automatizados en la industria de energía térmica

Palabras clave: sistema de suministro de calor, sistemas de control automatizados, fiabilidad y mejora de la calidad, regulación del suministro de calor, archivo de datos

El suministro de calor a las grandes ciudades de Bielorrusia, como en Rusia, se realiza mediante sistemas de cogeneración y suministro de calor urbano (en adelante, DHSS), donde las instalaciones se combinan en un solo sistema. Sin embargo, a menudo las decisiones tomadas sobre elementos individuales de sistemas complejos de suministro de calor no cumplen con los criterios sistemáticos, la confiabilidad, la controlabilidad y los requisitos de protección ambiental. Por lo tanto, la tarea más urgente es la modernización de los sistemas de suministro de calor y la creación de sistemas automatizados de control de procesos.

Descripción:

V. A. Sednin, A. A. Gutkovski

El suministro de calor a las grandes ciudades de Bielorrusia, como en Rusia, se realiza mediante sistemas de calefacción centralizados (en adelante, DHS), cuyas instalaciones están vinculadas en un solo esquema. Sin embargo, a menudo las decisiones tomadas sobre elementos individuales de sistemas complejos de suministro de calor no satisfacen los criterios del sistema, la confiabilidad, la controlabilidad y los requisitos de respeto al medio ambiente. Por tanto, modernización de los sistemas de suministro de calor y creación de sistemas de control automatizados. procesos tecnológicos es la tarea más apremiante.

V. A. Sednin, consultor científico, doctor en ciencias técnicas. ciencias, profesor

A. A. Gutkovsky, Ingeniero jefe, Universidad Técnica Nacional de Bielorrusia, Centro de Investigación e Innovación para Sistemas de Control Automatizados en Ingeniería e Industria de Energía Térmica

El suministro de calor a las grandes ciudades de Bielorrusia, como en Rusia, se realiza mediante sistemas de calefacción centralizados (en adelante, DHS), cuyas instalaciones están vinculadas en un solo esquema. Sin embargo, a menudo las decisiones tomadas sobre elementos individuales de sistemas complejos de suministro de calor no satisfacen los criterios del sistema, la confiabilidad, la controlabilidad y los requisitos de respeto al medio ambiente. Por tanto, la modernización de los sistemas de suministro de calor y la creación de sistemas automatizados de control de procesos es la tarea más urgente.

Características de los sistemas de calefacción urbana.

Teniendo en cuenta las principales características del DHS en Bielorrusia, cabe señalar que se caracterizan por:

• continuidad e inercia de su desarrollo;
• distribución territorial, jerarquía, variedad de medios técnicos utilizados;
• el dinamismo de los procesos productivos y la estocasticidad del consumo energético;
• información incompleta y bajo grado de confiabilidad de la información sobre los parámetros y modos de su operación.

Es importante señalar que en las redes de calefacción central, las redes de calefacción, a diferencia de otros sistemas de tuberías, sirven para transportar no un producto, sino energía refrigerante, cuyos parámetros deben cumplir con los requisitos de varios sistemas de consumo.

Estas características enfatizan la necesidad esencial de crear sistemas automatizados de control de procesos (en lo sucesivo, sistemas automatizados de control de procesos), cuya implementación puede mejorar la eficiencia energética y ambiental, la confiabilidad y la calidad de operación de los sistemas de suministro de calor. La introducción de sistemas automatizados de control de procesos en la actualidad no es un homenaje a la moda, sino que se deriva de las leyes básicas del desarrollo tecnológico y está justificada económicamente en función de escenario moderno desarrollo de la tecnosfera.

REFERENCIA

El sistema de calefacción centralizado de Minsk es un complejo estructuralmente complejo. En términos de producción y transporte de energía térmica, incluye las instalaciones de RUE Minskenergo (Minsk Heat Networks, complejos de calefacción CHPP-3 y CHPP-4) y las instalaciones de UE Minskkommunteploset: salas de calderas, redes de calefacción y puntos de calefacción central. La creación de un sistema automatizado de control de procesos para Minskkommunteploset UE se inició en 1999 y actualmente funciona, cubriendo casi todas las fuentes de calor (más de 20) y varios distritos de redes de calefacción. El desarrollo del proyecto APCS para Minsk Heating Networks comenzó en 2010, su implementación comenzó en 2012 y actualmente continúa.

Desarrollo de un sistema automatizado de control de procesos para el sistema de suministro de calor en Minsk

Utilizando el ejemplo de Minsk, presentamos los principales enfoques que se implementaron en varias ciudades de Bielorrusia y Rusia al diseñar y desarrollar sistemas automatizados de control de procesos para sistemas de suministro de calor.

Teniendo en cuenta la gran variedad de temas que cubren el área temática del suministro de calor y la experiencia acumulada en el campo de la automatización de sistemas de suministro de calor, en la etapa de prediseño se desarrolló un concepto para la creación de un sistema automatizado de control de procesos para Minsk. Redes de calefacción. El concepto define los principios fundamentales de la organización de un sistema automatizado de control de procesos para el suministro de calor en Minsk (ver referencia) como un proceso de creación de una red (sistema) informático destinado a automatizar los procesos tecnológicos de una empresa de suministro de calor centralizado topológicamente distribuido.

Tareas de información tecnológica de los sistemas automatizados de control de procesos.

El sistema de control automatizado que se está introduciendo proporciona principalmente mejorar la confiabilidad y la calidad del control operativo de los modos de funcionamiento de los elementos individuales y del sistema de suministro de calor en su conjunto. Por tanto, este sistema automatizado de control de procesos está diseñado para resolver los siguientes problemas tecnológicos de información:

• provisión de control centralizado de grupos funcionales de modos hidráulicos de fuentes de calor, principales redes de calefacción y estaciones de bombeo, teniendo en cuenta diariamente y cambios estacionales costos de circulación con ajuste ( comentario) según las condiciones hidráulicas reales de las redes de distribución de calor de la ciudad;
• implementación del método de regulación central dinámica del suministro de calor con optimización de la temperatura del refrigerante en las tuberías de suministro y retorno de la red de calefacción;
• garantizar la recopilación y el archivo de datos sobre las condiciones de funcionamiento térmico e hidráulico de las fuentes de calor, las principales redes de calefacción, las estaciones de bombeo de transferencia y las redes de distribución de calor de la ciudad para el seguimiento, la gestión operativa y el análisis del funcionamiento de las redes de calefacción central de las redes de calefacción de Minsk. ;
• Creación sistema efectivo protección de equipos de fuentes de calor y redes de calefacción en situaciones de emergencia;

Creación base de información Resolver los problemas de optimización que surgen durante el funcionamiento y la modernización de las instalaciones del sistema de suministro de calor de Minsk.

AYUDA 1

Las redes de calefacción de Minsk incluyen 8 distritos de red (RTS), 1 central termoeléctrica y 9 salas de calderas con una capacidad de varios cientos a mil megavatios. Además, las redes de calefacción de Minsk cuentan con 12 estaciones de bombeo reductoras y 209 estaciones de calefacción central. Estructura organizativa y de producción de las redes de calefacción de Minsk según el esquema "abajo hacia arriba": primer nivel (inferior): instalaciones de la red de calefacción, incluidas subestaciones de calefacción central, subestaciones eléctricas, cámaras térmicas y pabellones; segundo nivel – áreas de talleres de distritos termales; tercer nivel: fuentes de calor, que incluyen salas de calderas de distrito (Kedyshko, Stepnyaka, Shabany), salas de calderas de pico (Orlovskaya, Komsomolka, Kharkovskaya, Masyukovshchina, Kurasovshchina, Zapadnaya) y estaciones de bombeo; el cuarto nivel (superior) es el servicio de despacho de la empresa.

Estructura de los sistemas automatizados de control de procesos de las redes de calefacción de Minsk.

De acuerdo con la estructura organizativa y de producción de Minsk Heat Networks (ver referencia 1), se seleccionó una estructura de cuatro niveles para el sistema de control industrial de Minsk Heat Networks:

• el primer nivel (superior) es la sala de control central de la empresa;
• segundo nivel: estaciones de operador de redes de calefacción urbana;
• tercer nivel – estaciones de operador de fuentes de calor (estaciones de operador de talleres de secciones de la red de calefacción);
• cuarto nivel (inferior) – estaciones Control automático instalaciones (grupos de calderas) y procesos de transporte y distribución de energía térmica (esquema tecnológico de la fuente de calor, puntos de calefacción, redes de calefacción, etc.).

El desarrollo (creación de un sistema automatizado de control de procesos para el suministro de calor a toda la ciudad de Minsk) implica la inclusión en el sistema en el segundo nivel estructural de las estaciones de operador de los complejos de calefacción de Minsk CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4. y la estación del operador (sala de control central) de la Empresa Unitaria Minskkommunteploset. Está previsto combinar todos los niveles de gestión en una única red informática.

Arquitectura del sistema automatizado de control de procesos para el sistema de suministro de calor en Minsk

El análisis del objeto de control en su conjunto y el estado de sus elementos individuales, así como las perspectivas de desarrollo del sistema de control, permitieron proponer la arquitectura de un sistema automatizado distribuido para controlar los procesos tecnológicos del sistema de suministro de calor de Minsk. en el marco de las instalaciones de la RUE Minskenergo. La red corporativa integra los recursos informáticos de la oficina central y unidades estructurales remotas, incluidas las estaciones de control automático (ACS) de objetos en las áreas de la red. Todas las armas autopropulsadas (TsTP, ITP, PNS) y las estaciones de escaneo están conectadas directamente a las estaciones de operador de las áreas de red correspondientes, presumiblemente instaladas en áreas de taller.

Las siguientes estaciones están instaladas en una unidad estructural remota (por ejemplo, RTS-6) (Fig. 1): estación de operador “RTS-6” (OPS RTS-6): es el centro de control del área de la red y está instalada en el sitio maestro de RTS-6. Para el personal operativo, OpS RTS-6 proporciona acceso a toda la información y recursos de control de los sistemas de control automático de todo tipo, sin excepción, así como acceso a los autorizados. recursos de información oficina central. OpS RTS-6 proporciona escaneo regular de todas las estaciones de control esclavas.

Operacional y información comercial enviado para su almacenamiento a un servidor de base de datos dedicado (instalado muy cerca del sistema de operaciones RTS-6).

Por lo tanto, teniendo en cuenta la escala y la topología del objeto de control y la estructura organizativa y de producción existente de la empresa, el sistema de control industrial de las redes térmicas de Minsk se construye según un esquema multienlace utilizando una estructura jerárquica de software y hardware y Redes de computadoras que resuelven diversos problemas de control en cada nivel.

Niveles del sistema de control

En el nivel inferior, el sistema de control realiza:

• procesamiento preliminar y transmisión de información;
• regulación de parámetros tecnológicos básicos, funciones de optimización de control, protección de equipos tecnológicos.

A medios tecnicos el nivel inferior tiene mayores requisitos de confiabilidad, incluida la capacidad de operar de forma autónoma en caso de pérdida de conexión con la red informática del nivel superior.

Los niveles posteriores del sistema de control se construyen de acuerdo con la jerarquía del sistema de suministro de calor y resuelven problemas en el nivel correspondiente, además de proporcionar una interfaz de operador.

Los dispositivos de control instalados en los sitios, además de sus responsabilidades directas, también deben brindar la capacidad de agregarlos en sistemas de control distribuido. El dispositivo de control debe garantizar la operatividad y seguridad de la información objetiva. contabilidad primaria durante largas interrupciones de comunicación.

Los elementos principales de dicho esquema son las estaciones tecnológicas y de operador conectadas entre sí por canales de comunicación. El núcleo de la estación tecnológica debe ser una computadora industrial equipada con medios de comunicación con el objeto de control y adaptadores de canal para organizar la comunicación entre procesadores. El objetivo principal de la estación tecnológica es la implementación de algoritmos de control digital directo. En casos técnicamente justificados, algunas funciones se pueden realizar en modo de supervisión: el procesador de la estación de proceso puede controlar controladores inteligentes remotos o programar módulos lógicos utilizando protocolos de interfaz de campo modernos.

Aspecto informativo de la construcción de un sistema automatizado de control de procesos para el suministro de calor.

Durante el desarrollo se prestó especial atención al aspecto informativo de la construcción de un sistema automatizado de control de procesos para el suministro de calor. La integridad de la descripción de la tecnología de producción y la perfección de los algoritmos de conversión de información son la parte más importante. soporte de información Un sistema de control de procesos basado en tecnología de control digital directo. Las capacidades de información de los sistemas automatizados de control de procesos para el suministro de calor brindan la capacidad de resolver un conjunto de problemas de ingeniería, los cuales se clasifican en:

• por etapas de la tecnología principal (producción, transporte y consumo de energía térmica);
• para su finalidad prevista (identificación, previsión y diagnóstico, optimización y gestión).

Al crear un sistema automatizado de control de procesos para las redes de calefacción de Minsk, se prevé formar un campo de información que permitirá resolver rápidamente todo el complejo de problemas de identificación, previsión, diagnóstico, optimización y gestión mencionados anteriormente. Al mismo tiempo, la información proporciona la capacidad de resolver problemas del sistema del nivel superior de gestión cuando mayor desarrollo y ampliación de sistemas automatizados de control de procesos al incluir servicios técnicos adecuados para soportar el proceso tecnológico principal.

En particular, esto se aplica a los problemas de optimización, es decir, optimización de la producción de energía térmica y eléctrica, modos de suministro de energía térmica, distribución de flujo en redes de calefacción, modos de funcionamiento de los principales equipos tecnológicos de fuentes de calor, así como el cálculo de racionamiento de combustibles y recursos energéticos, contabilidad y operación de energía, planificación y previsión del desarrollo del sistema de suministro de calor. En la práctica, la solución de algunos problemas de este tipo se realiza en el marco del sistema de control automatizado de la empresa. En cualquier caso, deben tener en cuenta la información obtenida en el curso de la resolución de problemas de control de procesos tecnológicos directos, y el sistema automatizado de control de procesos creado debe estar integrado informativamente con otros. sistemas de información empresas.

Metodología de programación de objetos de software.

La construcción del software del sistema de control, que es un desarrollo original del equipo del centro, se basa en la metodología de programación de objetos de software: se crean objetos de software en la memoria de las estaciones de control y operador que muestran procesos, unidades y canales de medición reales de el objeto tecnológico automatizado. La interacción de estos objetos de software (procesos, unidades y canales) entre sí, así como con el personal operativo y con Equipo tecnológico, de hecho, garantiza el funcionamiento de los elementos de la red de calefacción según reglas o algoritmos predefinidos. Por tanto, la descripción de algoritmos se reduce a una descripción de las propiedades más esenciales de estos objetos de software y los métodos de su interacción.

La síntesis de la estructura del sistema de control de objetos técnicos se basa en el análisis del diagrama tecnológico del objeto de control y Descripción detallada tecnologías de procesos básicos y funcionamiento inherentes a este objeto en su conjunto.

Una herramienta conveniente para compilar este tipo de descripción de instalaciones de suministro de calor es la metodología de modelado matemático a nivel macro. Durante la elaboración de una descripción de los procesos tecnológicos, se compila un modelo matemático, se realiza un análisis paramétrico y se determina una lista de parámetros y organismos reguladores regulados y monitoreados.

Se especifican los requisitos del régimen de los procesos tecnológicos, sobre cuya base se determinan los límites de los rangos permisibles de cambios en los parámetros regulados y controlados y los requisitos para la selección de actuadores y organismos reguladores. A partir de la información generalizada se sintetiza un sistema automatizado de control de objetos que, cuando se utiliza el método de control digital directo, se construye según un principio jerárquico de acuerdo con la jerarquía del objeto de control.

ACS de la sala de calderas del distrito.

Por lo tanto, para una sala de calderas urbana (Fig. 2), el sistema de control automatizado se construye en dos clases.

El nivel superior es la estación del operador "Kotelnaya" (OPS "Kotelnaya"), la estación principal que coordina y controla las estaciones subordinadas. OPS "Boiler backup" es una estación de reserva activa, que está constantemente en modo de escuchar y registrar el tráfico del OPS principal y su ACS subordinado. Su base de datos contiene parámetros actuales y datos históricos completos de rendimiento. sistema de trabajo gestión. En cualquier momento, la estación de respaldo puede ser asignada como estación primaria con transferencia total de tráfico hacia ella y permiso para funciones de control de supervisión.

El nivel inferior es un complejo de estaciones de control automático unidas junto con la estación del operador en una red informática:

• ACS "Kotloagregat" proporciona control de la unidad de caldera. Como regla general, no está reservado, ya que la potencia térmica de la sala de calderas está reservada al nivel de la unidad de caldera.
• ACS "Network Group" es responsable del modo de funcionamiento termohidráulico de la sala de calderas (control de un grupo de bombas de red, línea de derivación en la salida de la sala de calderas, línea de derivación, válvulas de entrada y salida de calderas, recirculación de calderas individuales bombas, etc).
• ACS "Tratamiento de Agua" proporciona el control de todos los equipos auxiliares de la sala de calderas necesarios para la alimentación de la red.

Para objetos más simples del sistema de suministro de calor, por ejemplo, puntos de calefacción y salas de calderas en bloque, el sistema de control se construye como uno de un solo nivel basado en una estación de control automático (ACS TsTP, ACS BMK). De acuerdo con la estructura de las redes de calefacción, las estaciones de control de los puntos de calefacción se combinan en una red informática local del distrito de la red de calefacción y están conectadas a la estación de operador del distrito de la red de calefacción, que, a su vez, tiene una conexión de información con el puesto de operador de un mayor nivel de integración.

Estaciones de operador

El software de la estación del operador proporciona una interfaz fácil de usar para el personal operativo que gestiona el funcionamiento del complejo tecnológico automatizado. En las estaciones de operador se han desarrollado medios de control de despacho operativo, así como dispositivos de memoria masiva para organizar archivos de corto y largo plazo del estado de los parámetros del objeto de control tecnológico y las acciones del personal operativo.

En caso de grandes flujos de información limitados al personal operativo, es aconsejable organizar varios puestos de operador con un servidor de base de datos independiente y, eventualmente, un servidor de comunicaciones.

La estación del operador, por regla general, no influye directamente en el objeto de control: recibe información de las estaciones tecnológicas y les transmite directivas del personal operativo o tareas (puntos de ajuste) de control de supervisión, generadas de forma automática o semiautomática. Constituye el lugar de trabajo del operador de una instalación compleja, por ejemplo una sala de calderas.

El sistema de control automatizado que se está creando implica la construcción de una superestructura inteligente, que no sólo debe monitorear las perturbaciones que surgen en el sistema y reaccionar ante ellas, sino también predecir la aparición de situaciones de emergencia y bloquearlas. Al cambiar la topología de la red de suministro de calor y la dinámica de sus procesos, es posible cambiar adecuadamente la estructura del sistema de control distribuido agregando nuevas estaciones de control y (o) cambiando los objetos de software sin cambiar la configuración de los equipos de los existentes. estaciones.

Eficiencia del sistema automatizado de control de procesos del sistema de suministro de calor.

Un análisis de la experiencia operativa de los sistemas automatizados de control de procesos de empresas de suministro de calor 1 en varias ciudades de Bielorrusia y Rusia, realizado durante los últimos veinte años, les mostró eficiencia económica y viabilidad confirmada decisiones tomadas en arquitectura, software y hardware.

En cuanto a sus propiedades y características, estos sistemas cumplen con los requisitos de la ideología de las redes inteligentes. Sin embargo, se trabaja constantemente para mejorar y desarrollar los sistemas de control automatizados que se están desarrollando. La introducción de sistemas automatizados de control de procesos para el suministro de calor aumenta la confiabilidad y eficiencia de los sistemas de calefacción central. Los principales ahorros de combustible y recursos energéticos están determinados por la optimización de los modos termohidráulicos de las redes de calefacción, los modos de funcionamiento de la red principal y equipo auxiliar fuentes de calor, estaciones de bombeo y puntos de calefacción.

Literatura

1. Gromov N.K. Sistemas de calefacción urbana. M.: Energía, 1974. 256 p.
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4. Monakhov G.V. Modelado del control de los modos de redes de calefacción Moscú: Energoatomizdat, 1995. 224 p.
5. Sednin V. A. Teoría y práctica de la creación de sistemas automatizados de control del suministro de calor. Minsk: BNTU, 2005. 192 p.
6. Sednin V. A. Introducción de sistemas automatizados de control de procesos como factor fundamental para incrementar la confiabilidad y eficiencia de los sistemas de suministro de calor // Tecnología, equipamiento, calidad. Se sentó. materia. Foro Industrial de Bielorrusia 2007, Minsk, 15 al 18 de mayo de 2007 / Expoforum - Minsk, 2007. págs.
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8. Sednin V. A. Concepto de creación de un sistema de control automatizado para procesos tecnológicos de redes térmicas de Minsk / V. A. Sednin, A. V. Sednin, E. O. Voronov // Aumento de la eficiencia de los equipos eléctricos: Materiales de una conferencia científico-práctica, en 2 T. T. 2. 2012. pp 481–500.

1 Creado por el equipo del Centro de Investigación e Innovación para Sistemas de Control Automatizados en Ingeniería e Industria de Energía Térmica de la Universidad Técnica Nacional de Bielorrusia.