Программно-технический комплекс (ПТК) АСУ ТП
водогрейного котла ПТВМ-30М представляет собой трехуровневую систему,
предназначенную для контроля и управления котлоагрегатом в различных режимах
работы.
Система реализована на базе
сертифицированного программно-технического комплекса дистанционного контроля и
управления «Микроконт-Р2» (сертификат Госреестра СИ РФ
№ 16682-97).
По согласованию с заказчиком
шкаф может быть укомплектован PLC
Simatic
S7-300
(Siemens),
VersaMax
(GE
Fanuc),
WinCon (ICP
DAS).
Основные функции ПТК:
1. Пуск
и останов котла в ручном и автоматическом режимах с соблюдением всех
необходимых операций (вентиляция топки, опрессовка газового блока, установка
задвижек, регулирующих клапанов и направляющих аппаратов в растопочное
положение). Розжиг запальников и горелок, выход на номинальный режим и режим
поддержания заданной температуры воды на выходе из котла.
2. Регулирование
соотношения «топливо-воздух», разрежения в топке, давления топлива, давления
воздуха к горелке для реализации экономичной и безопасной работы котла.
3. Контроль
достижения предупредительных и аварийных значений уставок
технологических параметров для осуществления нормативных блокировок, защит и
сигнализации.
4. Контроль
содержания кислорода в уходящих газах для поддержания экономичной и
экологичной работы котла.
5. Дистанционное
управление, отображение технологической информации, архивирование, ведение
документации на персональном компьютере АРМа оператора.
6. Автоматическая
диагностика состояния технических средств системы.
ПТК построен по трехуровневой схеме (см. рис.2).
Рис.2 Функциональная
схема ПТК
Верхний уровень -
АРМ оператора.
Программное
обеспечение АРМа оператора спроектировано на базе SCADA-программы
«Сталкер» (НПО
"Системотехника".
Компьютеры АРМ оператора выполняют сбор информации с
контроллеров ЦШУК (центрального шкафа управления котлом) и ШУГ (шкафов
управления группами горелок), ее отображение на мнемосхемах экранов мониторов
и выдачу управляющих команд на контроллеры шкафов.
Компьютеры работают в режиме горячего резервирования (дублирования).
Дублирование компьютеров повышает надежность системы, и отказ одного из них не
приводит к неработоспособности всей системы. Кроме этого, наличие второго
рабочего места позволяет наблюдать одновременно различные мнемосхемы и
выдавать управляющие команды с любого рабочего места.
Питание компьютеров АРМ
оператора осуществляется через индивидуальные блоки бесперебойного питания,
установленные в шкафу компьютеров.
Средний уровень ПТК
Средний уровень ПТК реализован на программируемых контроллерах семейства
«Микроконт-Р2» и дополнительном оборудовании (автоматы, реле, пускатели, блоки
питания, клеммники и пр.), установленном в центральном шкафу управления котлом
ЦШУК и двух шкафах управления группами горелок ШУГ.
Центральный шкаф управления котлом ЦШУК
выполнен на базе конструктива «Rittal»
серии TS8 с габаритами 1800х800х400 мм. Ввод кабелей
в шкаф выполнен снизу через цоколь.
В шкафу ЦШУК установлены: микропроцессорный
контроллер с модулями аналогового ввода, дискретного ввода и вывода, источники
питания, промежуточные реле, автоматические выключатели, клеммники.
Программно-технические средства шкафа реализуют:
-
сбор и первичную обработку сигналов с датчиков;
-
сбор информации с контроллеров УСО горелок и
взаимодействие между горелками;
-
прием и исполнение команд управления от
компьютера АРМ оператора;
-
реализация алгоритмов автоматического пуска и
останова котла;
-
контроль и защиту по основным технологическим
параметрам;
-
обеспечение нормативных блокировок в процессе
управления;
-
сигнализацию о нарушении технологического
процесса и запоминание причин останова котла;
-
автоматическое поддержание заданного
соотношения топливо-воздух в зависимости от количества работающих горелок.
-
регулирование температуры воды на выходе из
котла и поддержание её в заданных пределах путем автоматического розжига
или погасания горелок, а также изменением мощности разожжённых горелок.
Центральный
шкаф управления котлом обеспечивает три режима работы: «Автоматический»
(основной режим), «Ручной» и «Наладка».
На передней двери шкафа
установлен пульт оператора с двухстрочным жидкокристаллическим дисплеем и
клавиатурой, с помощью которого можно задавать команды управления котлом
и контролировать работу горелок. Кроме того, на двери шкафа расположены
элементы индикации состояния и управления исполнительными механизмами в ручном
режиме.
Шкаф управления группой
горелок ШУГ навесного исполнения
габаритами 1200х750х300 мм содержит программируемый контроллер
«Микроконт-Р2» и предназначен для управления оборудованием группой горелок (до
трех горелок).
Управление производится
путем исполнения команд, поступающих от центрального шкафа управления котлом.
Шкаф ШУГ обеспечивает выполнение защит. Контролируемые шкафом технологические
параметры и сигналы с исполнительных устройств передаются в процессор
контроллера центрального шкафа ЦШУК.
Шкаф
управления группой горелок
имеет три режима работы.
В автоматическом режиме производится управление газовым (ПЗК,
клапаны безопасности, опрессовки, запальника и ИВН) и мазутным (ПЗК мазута)
оборудованием по командам от центрального шкафа, контроль состояния
оборудования («открыто», «закрыто»), наличия пламени запальника и горелки и
передачи в центральный шкаф, а также выполнение технологических защит и
блокировок по запрограммированному алгоритму.
В ручном
режиме
управление производится оператором с пульта ОР-04, расположенного на
центральном шкафу, а также с помощью переключателей, установленных на
передней двери шкафа. Программируемый контроллер выполняет функции защит и
блокировок.
В режиме
«Наладка»
управление производится наладчиком с помощью переключателей, функции защит
отключены.
Нижний уровень
ПТК
представляет собой совокупность датчиков аналоговых и дискретных сигналов для
контроля технологических параметров и состояния оборудования (исполнительных
механизмов), осуществляющих управление котлом и регулирование технологических
параметров.
Двигатели дутьевых вентиляторов и дымососа подключены через частотные
преобразователи. Применение частотных преобразователей обеспечивает высокое
качество регулирования и экономию электроэнергии, потребляемой двигателями ДС и ДВ.
Обмен данными между
программируемыми контроллерами шкафов ЦШУК, ШУГ и компьютерами АРМа оператора
осуществляется по интерфейсу
RS485 (протокол
BitNet). Обмен данными между
компьютерами АРМа оператора осуществляется по локальной сети
Ethernet IEEE 802.3
1000Tx.
Авторы статьи: к.т.н. А.П.Карандашев (4932)306920, Н.И.Тихонов (4932)306351
