V. G. Semenov, glavni urednik, Topline News

Koncept sustava

Svi su navikli na izraze "sustav opskrbe toplinom", "sustav upravljanja", "automatizirani upravljački sustavi". Jedna od najjednostavnijih definicija svakog sustava: skup povezanih operativnih elemenata. Složeniju definiciju daje akademik P. K. Anokhin: "Sustav se može nazvati samo takvim kompleksom selektivno uključenih komponenti, u kojima interakcija poprima karakter uzajamne pomoći kako bi se dobio usredotočen koristan rezultat." Postizanje takvog rezultata cilj je sustava, a cilj se formira na temelju potrebe. U tržišnoj ekonomiji tehnički se sustavi, kao i njihovi sustavi upravljanja, formiraju na temelju potražnje, odnosno potrebe koju je netko spreman platiti.

Tehnički sustavi opskrbe toplinom sastoje se od elemenata (CHP, kotlovnice, mreže, hitne službe itd.) koji imaju vrlo krute tehnološke veze. "Vanjski okoliš" za tehnički sustav opskrbe toplinom su potrošači različitih vrsta; plinske, električne, vodovodne mreže; vrijeme; novi programeri itd. Razmjenjuju energiju, materiju i informacije.

Svaki sustav postoji unutar nekih granica koje u pravilu nameću kupci ili ovlaštena tijela. To su zahtjevi za kvalitetu opskrbe toplinom, ekologiju, sigurnost rada, ograničenja cijena.

Postoje aktivni sustavi koji mogu izdržati negativne utjecaje na okoliš (nestručne radnje uprava različitih razina, konkurencija drugih projekata...), te pasivni sustavi koji to svojstvo nemaju.

Operativni tehnički upravljački sustavi za opskrbu toplinom tipični su sustavi čovjek-stroj, nisu jako složeni i prilično ih je lako automatizirati. Zapravo, oni su podsustavi sustava više razine - upravljanje opskrbom toplinom na ograničenom području.

Sustavi upravljanja

Upravljanje je proces svrhovitog utjecaja na sustav, osiguravajući povećanje njegove organizacije, postizanje jednog ili drugog korisnog učinka. Svaki upravljački sustav dijeli se na upravljački i kontrolirani podsustav. Veza iz upravljačkog podsustava na kontrolirani naziva se izravna veza. Takva veza uvijek postoji. Suprotan smjer komunikacije naziva se povratna informacija. Koncept povratne sprege je temeljan u tehnologiji, prirodi i društvu. Vjeruje se da kontrola bez jake povratne sprege nije učinkovita, jer nema sposobnost samootkrivanja pogrešaka, formuliranja problema, ne dopušta korištenje sposobnosti samoregulacije sustava, kao i iskustva i znanja stručnjaka. .

SA Optner čak vjeruje da je kontrola cilj povratnih informacija. “Povratne informacije utječu na sustav. Udar je način promjene postojećeg stanja sustava pobuđivanjem sile koja to omogućuje.

U pravilno organiziranom sustavu, odstupanje njegovih parametara od norme ili odstupanje od ispravnog smjera razvoja razvija se u povratnu informaciju i pokreće proces upravljanja. "Samo odstupanje od norme služi kao poticaj za povratak normi" (P.K. Anokhin). Također je vrlo važno da vlastita namjena sustava upravljanja ne proturječi namjeni kontroliranog sustava, odnosno svrsi za koju je stvoren. Općenito je prihvaćeno da je zahtjev za "višom" organizacijom bezuvjetan za "nižu" organizaciju i automatski joj se pretvara u cilj. To ponekad može dovesti do zamjene mete.

Ispravan cilj sustava upravljanja je razvoj kontrolnih radnji na temelju analize informacija o odstupanjima, odnosno rješavanje problema.

Problem je situacija nesklada između željenog i postojećeg. Ljudski mozak je uređen na način da čovjek počinje razmišljati u nekom smjeru tek kada se otkrije problem. Stoga ispravna definicija problema predodređuje ispravnu menadžersku odluku. Postoje dvije kategorije problema: stabilizacijski i razvojni.

Problemi stabilizacije nazivaju se oni, čije je rješenje usmjereno na sprječavanje, otklanjanje ili kompenzaciju poremećaja koji remete trenutnu aktivnost sustava. Na razini poduzeća, regije ili industrije, rješenje ovih problema naziva se upravljanjem proizvodnjom.

Problemi razvoja i poboljšanja sustava nazivaju se oni čije je rješavanje usmjereno na poboljšanje učinkovitosti funkcioniranja promjenom karakteristika upravljačkog objekta ili upravljačkog sustava.

Iz perspektive sustava, problem je razlika između postojećeg i željenog sustava. Sustav koji popunjava prazninu između njih je objekt izgradnje i naziva se rješenjem problema.

Analiza postojećih sustava upravljanja opskrbom toplinom

Sustavni pristup je pristup proučavanju objekta (problema, procesa) kao sustava u kojem se identificiraju elementi, unutarnje veze i veze s okolinom koji utječu na rezultate funkcioniranja, te određuju ciljevi svakog od elemenata. na temelju opće namjene sustava.

Svrha stvaranja bilo kojeg centraliziranog sustava opskrbe toplinom je osigurati kvalitetnu, pouzdanu opskrbu toplinom po najnižoj cijeni. Ovaj cilj odgovara potrošačima, građanima, administraciji i političarima. Isti cilj trebao bi biti i za sustav upravljanja toplinom.

Danas postoji 2 glavne vrste sustava upravljanja opskrbom toplinom:

1) uprava općinske formacije ili regije i čelnici njoj podređenih državnih poduzeća za opskrbu toplinom;

2) tijela upravljanja negradskim poduzećima za opskrbu toplinom.

Riža. 1. Generalizirana shema postojećeg sustava upravljanja opskrbom toplinom.

Generalizirani dijagram sustava upravljanja opskrbom toplinom prikazan je na sl. 1. Predstavlja samo one strukture (okoliš) koje stvarno mogu utjecati na sustave upravljanja:

Povećanje ili smanjenje prihoda;

Prisiliti ići na dodatne troškove;

Promijenite menadžment poduzeća.

Za pravu analizu moramo poći od premise da se obavlja samo ono što se plaća ili može otpustiti, a ne ono što je deklarirano. država

Praktično ne postoji zakonodavstvo koje regulira djelatnosti poduzeća za opskrbu toplinom. Čak ni postupci državne regulacije lokalnih prirodnih monopola u opskrbi toplinskom energijom nisu navedeni.

Opskrba toplinom glavni je problem u reformama stambeno-komunalnih usluga i RAO "UES Rusije", ne može se riješiti zasebno ni u jednom ni u drugom, stoga se praktički ne razmatra, iako bi te reforme trebale biti međusobno povezane upravo kroz toplinu Opskrba. Ne postoji ni vladino odobren koncept razvoja opskrbe toplinom u zemlji, a kamoli pravi program djelovanja.

Savezne vlasti ni na koji način ne reguliraju kvalitetu opskrbe toplinom, čak ne postoje ni regulatorni dokumenti koji definiraju kriterije kvalitete. Pouzdanost opskrbe toplinom regulirana je samo putem tehničkih nadzornih tijela. No budući da interakcija između njih i tarifnih tijela nije navedena ni u jednom regulatornom dokumentu, često izostaje. Poduzeća, s druge strane, imaju priliku ne poštivati ​​nikakve upute, pravdajući to nedostatkom sredstava.

Tehnički nadzor prema postojećim regulatornim dokumentima svodi se na kontrolu pojedinih tehničkih jedinica, i to onih za koje postoji više pravila. Sustav u interakciji svih njegovih elemenata se ne razmatra, mjere koje daju najveći učinak na cijelom sustavu nisu identificirane.

Trošak opskrbe toplinom reguliran je samo formalno. Tarifno zakonodavstvo je toliko općenito da je gotovo sve prepušteno nahođenju federalnih i, u većoj mjeri, regionalnih energetskih povjerenstava. Standardi potrošnje topline regulirani su samo za nove zgrade. U državnim programima uštede energije praktički ne postoji odjeljak o opskrbi toplinom.

Kao rezultat toga, uloga države svedena je na naplatu poreza i, preko nadzornih tijela, informiranje lokalnih vlasti o nedostacima u opskrbi toplinskom energijom.

Za rad prirodnih monopola, za funkcioniranje industrija koje osiguravaju mogućnost postojanja nacije, izvršna vlast je odgovorna parlamentu. Problem nije u tome što federalna tijela nezadovoljavajuće funkcioniraju, već u tome što zapravo ne postoji struktura u sastavu federalnih tijela, od

Članak 18. Raspodjela toplinskog opterećenja i upravljanje sustavima opskrbe toplinom

1. Raspodjelu toplinskog opterećenja potrošača toplinske energije u sustavu za opskrbu toplinom između onih koji opskrbljuju toplinsku energiju u ovom sustavu za opskrbu toplinom vrši tijelo ovlašteno u skladu s ovim Saveznim zakonom za odobravanje sheme opskrbe toplinom izradom godišnjeg promjene sheme opskrbe toplinom.

2. Za raspodjelu toplinskog opterećenja potrošača toplinske energije, sve organizacije za opskrbu toplinom koje posjeduju izvore toplinske energije u ovom sustavu opskrbe toplinom dužne su podnijeti tijelu ovlaštenom u skladu s ovim Saveznim zakonom za odobravanje sheme opskrbe toplinom, aplikacija koja sadrži podatke:

1) o količini toplinske energije koju se toplinska organizacija obvezuje opskrbljivati ​​potrošačima i organizacijama za opskrbu toplinom u ovom sustavu za opskrbu toplinom;

2) o količini kapaciteta izvora toplinske energije koju se obvezuje održavati toplinska organizacija;

3) o tekućim tarifama u području opskrbe toplinom i predviđenim specifičnim varijabilnim troškovima za proizvodnju toplinske energije, nositelja topline i održavanja električne energije.

3. U shemi opskrbe toplinom moraju se odrediti uvjeti pod kojima je moguće opskrbiti potrošače toplinskom energijom iz različitih izvora toplinske energije uz održavanje pouzdanosti opskrbe toplinom. U takvim uvjetima, raspodjela toplinskog opterećenja između izvora toplinske energije provodi se na konkurentskoj osnovi prema kriteriju minimalnih specifičnih varijabilnih troškova za proizvodnju toplinske energije po izvorima toplinske energije, utvrđenom na način utvrđenim načelima određivanja cijena u području opskrbe toplinom, koje je odobrila Vlada Ruske Federacije, na temelju zahtjeva organizacija koje posjeduju izvore toplinske energije i standarda koji se uzimaju u obzir pri reguliranju tarifa u području opskrbe toplinom za odgovarajuće razdoblje regulacije.

4. Ako se organizacija za opskrbu toplinom ne slaže s raspodjelom toplinskog opterećenja koja se provodi u shemi opskrbe toplinom, ima pravo žalbe na odluku o takvoj distribuciji koju je donijelo tijelo ovlašteno u skladu s ovim Saveznim zakonom za odobriti shemu opskrbe toplinom saveznom izvršnom tijelu ovlaštenom od strane Vlade Ruske Federacije.

5. Organizacije za opskrbu toplinom i organizacije toplinske mreže koje djeluju u istom sustavu opskrbe toplinskom energijom, svake godine prije početka ogrjevnog razdoblja dužne su zaključiti između sebe ugovor o upravljanju sustavom opskrbe toplinskom energijom u skladu s pravilima organizacije toplinske energije. opskrba, odobrena od strane Vlade Ruske Federacije.

6. Predmet sporazuma naveden u dijelu 5. ovog članka je postupak međusobnog djelovanja radi osiguranja funkcioniranja sustava opskrbe toplinom u skladu sa zahtjevima ovog Saveznog zakona. Obvezni uvjeti ovog ugovora su:

1) utvrđivanje podređenosti dispečerskih službi organizacija za opskrbu toplinom i organizacija toplinske mreže, postupak njihove interakcije;

3) postupak za osiguravanje pristupa ugovornih strana ili, sporazumno ugovornih strana, drugoj organizaciji toplinskim mrežama za prilagodbu toplinskih mreža i reguliranje rada sustava opskrbe toplinom;

4) postupak interakcije između organizacija za opskrbu toplinom i organizacija toplinske mreže u izvanrednim situacijama i izvanrednim situacijama.

7. Ako organizacije za opskrbu toplinom i organizacije toplinske mreže nisu sklopile ugovor iz ovog članka, postupak upravljanja sustavom opskrbe toplinom utvrđuje se ugovorom zaključenim za prethodno ogrjevno razdoblje, a ako takav ugovor nije sklopljen. ranije, navedeni postupak utvrđuje tijelo ovlašteno u skladu s ovim Saveznim zakonom za odobravanje sheme opskrbe toplinom.

Riža. 6. Dvožični vod s dvije koronske žice na različitim udaljenostima između njih

16 m; 3 - bp = 8 m; 4 - b,

BIBLIOGRAFIJA

1. Efimov B.V. Olujni valovi u zračnim linijama. Apatiti: Izdavačka kuća KSC RAS, 2000. 134 str.

2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Prenapon i zaštita od njih u

visokonaponski nadzemni i kabelski dalekovodi. L.: Nauka, 1988. 301 str.

prijepodne Prohorenkov

METODE ZA IZGRADNJU AUTOMATIZIRANOG SUSTAVA UPRAVLJANJA DISTRIBUCIRANOM TOPLINOM GRADA

Značajna se pozornost posvećuje pitanjima uvođenja tehnologija za uštedu resursa u modernoj Rusiji. Ova su pitanja posebno akutna u regijama krajnjeg sjevera. Gorivo ulje za gradske kotlovnice je loživo ulje, koje se isporučuje željeznicom iz središnjih regija Rusije, što značajno povećava cijenu proizvedene toplinske energije. Trajanje

Sezona grijanja u uvjetima Arktika je 2-2,5 mjeseca dulja nego u središnjim regijama zemlje, što je povezano s klimatskim uvjetima krajnjeg sjevera. Istodobno, poduzeća za toplinsku energiju moraju proizvoditi potrebnu količinu topline u obliku pare, tople vode pod određenim parametrima (tlak, temperatura) kako bi osigurali vitalnu aktivnost svih urbanih infrastruktura.

Smanjenje troškova proizvodnje toplinske energije koja se isporučuje potrošačima moguće je samo kroz ekonomično sagorijevanje goriva, racionalno korištenje električne energije za vlastite potrebe poduzeća, minimiziranje gubitaka topline u područjima transporta (toplinske mreže grada) i potrošnje (zgrade, gradska poduzeća). ), kao i smanjenje broja zaposlenih kadrova u proizvodnim područjima.

Rješenje svih ovih problema moguće je samo uvođenjem novih tehnologija, opreme, tehničkih kontrola koje omogućuju osiguravanje ekonomske učinkovitosti rada termoenergetskih poduzeća, kao i poboljšanje kvalitete upravljanja i rada termoelektrana. elektroenergetski sustavi.

Formulacija problema

Jedna od važnih zadaća u području gradskog grijanja je stvaranje sustava za opskrbu toplinom s paralelnim radom nekoliko izvora topline. Suvremeni sustavi gradskog daljinskog grijanja razvili su se kao vrlo složeni, prostorno raspoređeni sustavi sa zatvorenom cirkulacijom. Potrošači u pravilu nemaju svojstvo samoregulacije, distribucija rashladne tekućine provodi se preliminarnom ugradnjom posebno dizajniranih (za jedan od načina) konstantnih hidrauličkih otpora [1]. S tim u vezi, slučajna priroda odabira toplinske energije od strane potrošača pare i tople vode dovodi do dinamički složenih prijelaznih procesa u svim elementima termoenergetskog sustava (TE).

Operativna kontrola stanja udaljenih objekata i upravljanje opremom koja se nalazi na kontroliranim točkama (CP) nemoguća je bez razvoja automatiziranog sustava za dispečersko upravljanje i upravljanje centralnim toplinskim mjestima i crpnim stanicama (ASDK i U TsTP i NS) Grad. Stoga je jedan od hitnih problema upravljanje tokovima toplinske energije, uzimajući u obzir hidrauličke karakteristike samih toplinskih mreža i potrošača energije. Zahtijeva rješavanje problema vezanih uz stvaranje sustava opskrbe toplinom, gdje se paralelno

Nekoliko izvora topline (termalne stanice - TS)) radi na općoj toplinskoj mreži grada i na općem rasporedu toplinskog opterećenja. Takvi sustavi omogućuju uštedu goriva tijekom grijanja, povećanje stupnja opterećenja glavne opreme i rad kotlovskih jedinica u režimima s optimalnim vrijednostima učinkovitosti.

Rješavanje problema optimalnog upravljanja tehnološkim procesima kotlovnice za grijanje

Rješavanje problema optimalnog upravljanja tehnološkim procesima kotlovnice za grijanje "Severnaya" Državnog regionalnog poduzeća za toplinu i električnu energiju (GOTEP) "TEKOS", u okviru bespovratnih sredstava iz Programa za uštedu energije i zaštitu okoliša Oprema i materijali (PIEPOM) Rusko-američkog odbora, oprema je isporučena (financirana od strane američke vlade). Ova oprema i za nju razvijeni softver omogućili su rješavanje širokog spektra zadataka rekonstrukcije u baznom poduzeću GOTEP "TEKOS", a dobiveni rezultati preslikani su na toplinsko-energetska poduzeća regije.

Osnova za rekonstrukciju upravljačkih sustava TS kotlovskih agregata bila je zamjena zastarjelih alata za automatizaciju središnje upravljačke ploče i lokalnih automatskih upravljačkih sustava suvremenim mikroprocesorskim distribuiranim sustavom upravljanja. Implementirani distribuirani upravljački sustav za kotlove baziran na mikroprocesorskom sustavu (MPS) TDC 3000-S (Supper) tvrtke Honeywell dao je jedinstveno integrirano rješenje za implementaciju svih funkcija sustava za upravljanje tehnološkim procesima TS-a. Upravljani MPS ima vrijedne kvalitete: jednostavnost i preglednost rasporeda upravljačkih i operativnih funkcija; fleksibilnost u ispunjavanju svih zahtjeva procesa, uzimajući u obzir pokazatelje pouzdanosti (rad u "hot" standby načinu drugog računala i USO), dostupnost i učinkovitost; jednostavan pristup svim podacima sustava; jednostavnost promjene i proširenja uslužnih funkcija bez povratnih informacija o sustavu;

poboljšana kvaliteta prezentacije informacija u obliku prikladnom za donošenje odluka (prijateljsko inteligentno sučelje operatera), što pomaže u smanjenju pogrešaka operativnog osoblja u radu i kontroli TS procesa; računalna izrada dokumentacije za sustave upravljanja procesima; povećana operativna spremnost objekta (rezultat samodijagnostike upravljačkog sustava); obećavajući sustav s visokim stupnjem inovativnosti. U sustav TDC 3000 - S (slika 1) moguće je spojiti vanjske PLC kontrolere drugih proizvođača (ova mogućnost je implementirana ako postoji PLC gateway modul). Prikazuju se informacije iz PLC kontrolera

Prikazuje se u TOC-u kao niz točaka dostupnih za čitanje i pisanje iz korisničkih programa. To omogućuje korištenje distribuiranih I/O stanica instaliranih u neposrednoj blizini upravljanih objekata za prikupljanje podataka i prijenos podataka u TOC putem informacijskog kabela koristeći jedan od standardnih protokola. Ova opcija omogućuje integraciju novih upravljačkih objekata, uključujući automatizirani sustav dispečerskog upravljanja i upravljanja centralnim grijaćim točkama i crpnim stanicama (ASDKiU TsTPiNS), u postojeći automatizirani sustav upravljanja procesima poduzeća bez vanjskih promjena za korisnike.

lokalna računalna mreža

Univerzalne stanice

Računalna primijenjena povijesna

modul modula pristupnika

LAN kontrola

Backbone gateway

Rezerviram (ARMM)

Modul za poboljšanje. Napredni upravitelj procesa (ARMM)

Univerzalna kontrolna mreža

I/O kontroleri

Kabelske trase 4-20 mA

I/O stanica SIMATIC ET200M.

I/O kontroleri

Mreža PLC uređaja (PROFIBUS)

Kabelske trase 4-20 mA

Senzori protoka

Senzori temperature

Senzori tlaka

Analizatori

Regulatori

Frekventne stanice

zasuni

Senzori protoka

Senzori temperature

Senzori tlaka

Analizatori

Regulatori

Frekventne stanice

zasuni

Riža. 1. Prikupljanje informacija od strane distribuiranih PLC stanica, prijenos podataka na TDC3000-S za vizualizaciju i obradu, nakon čega slijedi izdavanje kontrolnih signala

Provedena eksperimentalna istraživanja pokazala su da su procesi koji se odvijaju u parnom kotlu u radnim režimima njegovog rada slučajne prirode i nestacionarni, što potvrđuju rezultati matematičke obrade i statističke analize. Uzimajući u obzir slučajnu prirodu procesa koji se odvijaju u parnom kotlu, procjene pomaka matematičkog očekivanja (MO) M(t) i disperzije 5 (?) duž glavnih upravljačkih koordinata uzimaju se kao mjera procjene kvalitete upravljanja:

Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMix (t) ^ min

gdje su Mzn(t), Mmn(t) postavljeni i trenutni MO glavnih podesivih parametara parnog kotla: količina zraka, količina goriva i izlaz pare kotla.

s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)

gdje su 52Tn, 5zn2(t) trenutne i zadane varijance glavnih kontroliranih parametara parnog kotla.

Tada će kriterij kvalitete kontrole imati oblik

Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)

gdje je n = 1,...,j; - ß - težinski koeficijenti.

Ovisno o načinu rada kotla (regulacijski ili osnovni) treba oblikovati optimalnu strategiju upravljanja.

Za regulacijski način rada parnog kotla, strategija upravljanja treba biti usmjerena na održavanje konstantnog tlaka u parnom kolektoru, bez obzira na potrošnju pare kod potrošača topline. Za ovaj način rada procjena pomaka tlaka pare u glavnom parnom kolektoru u obliku

ep (/) = Pz(1) - Pm () ^B^ (4)

gdje je VD, Pt(0 - postavljene i trenutne prosječne vrijednosti tlaka pare u glavnom parnom kolektoru.

Pomak tlaka pare u glavnom parnom kolektoru disperzijom, uzimajući u obzir (4), ima oblik

(0 = -4r(0 ^^ (5)

gdje je (UrzOO, art(0 - zadana i trenutna disperzija tlaka.

Metode neizrazite logike korištene su za podešavanje koeficijenata prijenosa regulatora krugova višespojenog upravljačkog sustava kotla.

Tijekom probnog rada automatiziranih parnih kotlova prikupljen je statistički materijal koji je omogućio dobivanje komparativnih (s radom neautomatiziranih kotlovskih jedinica) karakteristika tehničke i ekonomske učinkovitosti uvođenja novih metoda i upravljanja te nastavak radova na rekonstrukciji. na drugim kotlovima. Dakle, za razdoblje polugodišnjeg rada neautomatiziranih parnih kotlova br. 9 i 10, kao i automatiziranih parnih kotlova br. 13 i 14, dobiveni su rezultati koji su prikazani u tablici 1.

Određivanje parametara za optimalno opterećenje termoelektrane

Za određivanje optimalnog opterećenja vozila potrebno je poznavati energetske karakteristike njihovih parogeneratora i kotlovnice u cjelini, a to su odnos između količine isporučenog goriva i primljene topline.

Algoritam za pronalaženje ovih karakteristika uključuje sljedeće korake:

stol 1

Pokazatelji rada kotla

Naziv indikatora Vrijednost indikatora za kotlove za mužu

№9-10 № 13-14

Proizvodnja topline, Gcal Potrošnja goriva, t Specifična stopa potrošnje goriva za proizvodnju 1 Gcal toplinske energije, kg referentnog goriva kal 170.207 20.430 120,03 217.626 24.816 114,03

1. Određivanje toplinske učinkovitosti kotlova za različite načine njihovog rada.

2. Određivanje toplinskih gubitaka A () uzimajući u obzir učinkovitost kotlova i njihovu korisnu nosivost.

3. Određivanje karakteristika opterećenja kotlovskih jedinica u rasponu njihove promjene od minimalno dopuštenog do maksimalnog.

4. Na temelju promjene ukupnih toplinskih gubitaka u parnim kotlovima, utvrđivanje njihovih energetskih karakteristika, koje odražavaju potrošnju standardnog goriva po satu, prema formuli 5 = 0,0342 (0, + AC?).

5. Dobivanje energetskih karakteristika kotlovnica (TS) korištenjem energetskih karakteristika kotlova.

6. Formiranje, uzimajući u obzir energetske karakteristike TS, upravljačke odluke o slijedu i redoslijedu njihovog opterećenja tijekom razdoblja grijanja, kao iu ljetnoj sezoni.

Drugo važno pitanje organiziranja paralelnog rada izvora (HS) je određivanje čimbenika koji imaju značajan utjecaj na opterećenje kotlovnica, te zadaća sustava upravljanja opskrbom toplinom da potrošačima osigura potrebnu količinu toplinske energije na kotlovnici. najniži mogući trošak za njegovu proizvodnju i prijenos.

Rješenje prvog problema provodi se povezivanjem rasporeda opskrbe s rasporedima korištenja topline kroz sustav izmjenjivača topline, rješenje drugog - uspostavljanjem korespondencije između toplinskog opterećenja potrošača i njegove proizvodnje, t.j. , planiranjem promjene opterećenja i smanjenjem gubitaka u prijenosu toplinske energije. Osiguravanje povezivanja rasporeda za opskrbu i korištenje topline treba se provoditi korištenjem lokalne automatike u međufazama od izvora toplinske energije do njenih potrošača.

Za rješavanje drugog problema predlaže se implementacija funkcija procjene planiranog opterećenja potrošača, uzimajući u obzir ekonomski opravdane mogućnosti izvora energije (ES). Takav pristup moguć je korištenjem metoda situacijske kontrole temeljene na implementaciji algoritama neizrazite logike. Glavni čimbenik koji ima značajan utjecaj na

toplinsko opterećenje kotlovnica je onaj njegov dio koji se koristi za grijanje zgrada i za opskrbu toplom vodom. Prosječni toplinski protok (u vatima) koji se koristi za grijanje zgrada određuje se formulom

gdje je /od - prosječna vanjska temperatura za određeno razdoblje; r( - prosječna temperatura unutarnjeg zraka grijane prostorije (temperatura koja se mora održavati na danoj razini); / 0 - procijenjena temperatura vanjskog zraka za projektiranje grijanja;<70 - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий в Ваттах на 1 м площади здания при температуре /0; А - общая площадь здания; Кх - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии конкретных данных его можно считать равным 0,25).

Iz formule (6) se vidi da je toplinsko opterećenje na grijanje zgrada određeno uglavnom vanjskom temperaturom zraka.

Prosječni toplinski protok (u vatima) za opskrbu toplom vodom zgrada određen je izrazom

1,2w(a + ^)(55 - ^) str

Yt „. " _ s"

gdje je m broj potrošača; a - stopa potrošnje vode za opskrbu toplom vodom na temperaturi od +55 ° C po osobi dnevno u litrama; b - stopa potrošnje vode za opskrbu toplom vodom koja se troši u javnim zgradama na temperaturi od +55 ° C (pretpostavlja se da je 25 litara dnevno po osobi); c je toplinski kapacitet vode; /x - temperatura hladne (iz slavine) vode tijekom perioda grijanja (pretpostavlja se da je +5 °C).

Analiza izraza (7) pokazala je da se pri izračunu prosječnog toplinskog opterećenja na opskrbu toplom vodom ono pokazuje konstantnim. Pravo izvlačenje toplinske energije (u obliku tople vode iz slavine), za razliku od izračunate vrijednosti, je slučajno, što je povezano s povećanjem analize tople vode ujutro i navečer, te smanjenjem izbor danju i noću. Na sl. 2, 3 prikazani su grafikoni promjena

Ulje 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 21 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1

dana u mjesecu

Riža. 2. Grafikon promjena temperature vode u CHP N9 5 (7 - direktna kotlovska voda,

2 - izravno tromjesečno, 3 - voda za toplu vodu, 4 - reverzno tromjesečno, 5 - povratna kotlovska voda) i vanjske temperature zraka (6) za razdoblje od 1. veljače do 4. veljače 2009.

tlak i temperatura tople vode za TsTP br. 5, koji su dobiveni iz arhive SDKi U TsTP i NS iz Murmanska.

Nastupom toplih dana, kada temperatura okoline pet dana ne pada ispod +8 °C, toplinsko opterećenje potrošača se isključuje i toplinska mreža radi za potrebe opskrbe toplom vodom. Prosječni protok topline u opskrbu toplom vodom tijekom razdoblja negrijavanja izračunava se po formuli

gdje je temperatura hladne (iz slavine) vode tijekom razdoblja negrijavanja (pretpostavlja se da je +15 °S); p - koeficijent koji uzima u obzir promjenu prosječne potrošnje vode za opskrbu toplom vodom u razdoblju negrijavanja u odnosu na razdoblje grijanja (0,8 - za stambeno-komunalni sektor, 1 - za poduzeća).

Uzimajući u obzir formule (7), (8), izračunati su grafovi toplinskog opterećenja potrošača energije koji su osnova za izradu zadataka centralizirane regulacije opskrbe toplinskom energijom TS.

Automatizirani sustav dispečerske kontrole i upravljanja centralnim toplinskim mjestima i crpnim stanicama grada

Posebnost grada Murmanska je da se nalazi na brdovitom području. Minimalna nadmorska visina je 10 m, maksimalna 150 m. S tim u vezi, mreže grijanja imaju težak piezometrijski grafikon. Zbog povećanog tlaka vode u početnim dionicama povećava se stopa nezgoda (pukotina cijevi).

Za operativnu kontrolu stanja udaljenih objekata i kontrolu opreme koja se nalazi na kontroliranim točkama (CP),

Riža. Slika 3. Grafikon promjene tlaka vode u centralnoj toplinskoj stanici br. 5 za razdoblje od 1. veljače do 4. veljače 2009. godine: 1 - opskrba toplom vodom, 2 - direktna kotlovska voda, 3 - izravno tromjesečno, 4 - reverzno tromjesečno,

5 - hladna, 6 - povratna kotlovska voda

razvio ASDKiUCTPiNS iz grada Murmanska. Kontrolirane točke, na kojima je tijekom radova na rekonstrukciji postavljena telemehanička oprema, nalaze se na udaljenosti do 20 km od glavnog poduzeća. Komunikacija s telemehaničkom opremom u CP-u se odvija putem namjenske telefonske linije. Centralne kotlovnice (CTP) i crpne stanice su zasebne zgrade u kojima je ugrađena tehnološka oprema. Podaci s kontrolne ploče šalju se u kontrolnu sobu (u dispečerskom PCARM-u) koja se nalazi na području TS Severnaya poduzeća TEKOS, te na TS poslužitelj, nakon čega postaju dostupni korisnicima lokalne mreže poduzeća kako bi riješili svoje proizvodne probleme.

U skladu sa zadacima riješenim uz pomoć ASDKiUTSTPiNS, kompleks ima dvorazinsku strukturu (slika 4.).

Razina 1 (gornja, grupa) - dispečerska konzola. Na ovoj razini provode se sljedeće funkcije: centralizirano upravljanje i daljinsko upravljanje tehnološkim procesima; prikaz podataka na zaslonu upravljačke ploče; formiranje i izdavanje

čak i dokumentacija; formiranje zadataka u automatiziranom sustavu upravljanja procesima poduzeća za upravljanje režimima paralelnog rada gradskih toplinskih stanica za opću gradsku toplinsku mrežu; pristup korisnika lokalne mreže poduzeća bazi podataka tehnološkog procesa.

Razina 2 (lokalna, lokalna) - CP oprema s postavljenim senzorima (alarmi, mjerenja) i krajnjim pogonskim uređajima. Na ovoj razini provode se funkcije prikupljanja i primarne obrade informacija, izdavanja upravljačkih radnji na aktuatorima.

Funkcije koje obavlja ASDKiUCTPiNS grada

Informacijske funkcije: kontrola očitanja senzora tlaka, temperature, protoka vode i kontrola stanja aktuatora (uključeno/isključeno, otvoreno/zatvoreno).

Upravljačke funkcije: upravljanje mrežnim pumpama, crpkama tople vode, ostalom tehnološkom opremom mjenjača.

Funkcije vizualizacije i registracije: svi informacijski parametri i signalni parametri prikazani su na trendovima i mnemodijagramima operaterske stanice; sve informacije

PC radna stanica dispečera

Adapter SHV/K8-485

Namjenske telefonske linije

KP kontrolori

Riža. 4. Blok dijagram kompleksa

parametri, signalni parametri, upravljačke naredbe se periodično registriraju u bazi podataka, kao iu slučajevima promjene stanja.

Funkcije alarma: nestanak struje na mjenjaču; aktiviranje senzora poplave na kontrolnoj točki i osiguranje na kontrolnoj točki; signalizacija sa senzora graničnog (visokog/niskog) tlaka u cjevovodima i odašiljača hitnih promjena stanja aktuatora (uključeno/isključeno, otvoreno/zatvoreno).

Koncept sustava za potporu odlučivanju

Suvremeni automatizirani sustav upravljanja procesima (APCS) je višerazinski sustav upravljanja čovjek-stroj. Dispečer u višerazinskom automatiziranom sustavu upravljanja procesima prima informacije s računalnog monitora i djeluje na objekte koji se nalaze na znatnoj udaljenosti od njega, koristeći telekomunikacijske sustave, kontrolere i inteligentne aktuatore. Tako dispečer postaje glavni lik u upravljanju tehnološkim procesom poduzeća. Tehnološki procesi u termoenergetici potencijalno su opasni. Dakle, već trideset godina broj zabilježenih nesreća otprilike se svakih deset godina udvostručuje. Poznato je da u stacionarnim režimima složenih energetskih sustava pogreške zbog netočnosti početnih podataka iznose 82-84%, zbog netočnosti modela - 14-15%, zbog netočnosti metode - 2 -3%. Zbog velikog udjela pogreške u početnim podacima, postoji i pogreška u izračunu ciljne funkcije, što dovodi do značajnog područja nesigurnosti pri odabiru optimalnog načina rada sustava. Ovi se problemi mogu eliminirati ako automatizaciju promatramo ne samo kao način zamjene ručnog rada izravno u upravljanju proizvodnjom, već i kao sredstvo analize, predviđanja i kontrole. Prijelaz s dispečerskog na sustav podrške odlučivanju znači prijelaz na novu kvalitetu - inteligentni informacijski sustav poduzeća. Svaka nesreća (osim prirodnih katastrofa) temelji se na ljudskoj (operaterskoj) pogrešci. Jedan od razloga za to je stari, tradicionalni pristup izgradnji složenih sustava upravljanja, usmjeren na korištenje najnovije tehnologije.

znanstvena i tehnološka dostignuća uz podcjenjivanje potrebe korištenja metoda situacijskog upravljanja, metoda integracije upravljačkih podsustava, kao i izgradnje učinkovitog sučelja čovjek-stroj usmjerenog na osobu (dispečera). Ujedno je predviđen prijenos funkcija dispečera za analizu podataka, predviđanje situacija i donošenje odgovarajućih odluka na komponente inteligentnih sustava za potporu odlučivanju i izvršenju (SSPIR). Koncept SPID uključuje niz alata koje objedinjuje zajednički cilj – promicanje donošenja i provedbe racionalnih i učinkovitih upravljačkih odluka. SPPIR je interaktivni automatizirani sustav koji djeluje kao inteligentni posrednik koji podržava korisničko sučelje prirodnog jezika sa ZAOA sustavom i koristi pravila odlučivanja koja odgovaraju modelu i bazi. Uz to, SPPIR obavlja funkciju automatskog praćenja dispečera u fazama analize informacija, prepoznavanja i predviđanja situacija. Na sl. Na slici 5 prikazana je struktura SPPIR-a uz pomoć kojeg TS dispečer upravlja toplinskom opskrbom mikropodručja.

Na temelju navedenog može se identificirati nekoliko nejasnih jezičnih varijabli koje utječu na opterećenje TS-a, a posljedično i na rad toplinskih mreža. Te su varijable dane u tablici. 2.

Ovisno o godišnjem dobu, dobu dana, danu u tjednu, kao i karakteristikama vanjskog okruženja, jedinica za procjenu stanja izračunava tehničko stanje i potrebne performanse izvora toplinske energije. Ovaj pristup omogućuje rješavanje problema uštede goriva u daljinskom grijanju, povećanje stupnja opterećenja glavne opreme i rad kotlova u režimima s optimalnim vrijednostima učinkovitosti.

Izgradnja automatiziranog sustava za distribuirano upravljanje toplinskom opskrbom grada moguća je pod sljedećim uvjetima:

uvođenje automatiziranih sustava upravljanja kotlovskim jedinicama kotlovnica za grijanje. (Implementacija automatiziranih sustava upravljanja procesima u TS "Severnaya"

Riža. 5. Struktura SPPIR-a kotlovnice za grijanje mikropodručja

tablica 2

Jezične varijable koje određuju opterećenje kotlovnice za grijanje

Naziv Naziv Raspon vrijednosti (univerzalni skup) Pojmovi

^mjesec Mjesec siječanj do prosinac siječanj, veljača, ožujak, travanj, svibanj, lipanj, srpanj, kolovoz, ruj, listopad, studeni, "dec"

T-tjedan Dan u tjednu radni ili vikend "radni", "praznik"

TSug Vrijeme dana od 00:00 do 24:00 "noć", "jutro", "dan", "večer"

t 1 n.v Vanjska temperatura zraka od -32 do +32 ° C "niža", "-32", "-28", "-24", "-20", "-16", "-12", "- 8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "iznad"

1" u Brzina vjetra od 0 do 20 m/s "0", "5", "10", "15", "više"

osiguralo smanjenje stope specifične potrošnje goriva za kotlove br. 13.14 u odnosu na kotlove br. 9.10 za 5,2%. Ušteda energije nakon ugradnje frekventnih vektorskih pretvarača na pogone ventilatora i dimovoda kotla br. 13 iznosila je 36% (specifična potrošnja prije rekonstrukcije - 3,91 kWh/Gcal, nakon rekonstrukcije - 2,94 kWh/Gcal, a

br. 14 - 47% (specifična potrošnja električne energije prije rekonstrukcije - 7,87 kWh/Gcal., nakon rekonstrukcije - 4,79 kWh/Gcal));

razvoj i implementacija ASDKiUCTPiNS grada;

uvođenje metoda informacijske podrške za TS operatere i ASDKiUCTPiNS grada koristeći koncept SPPIR.

BIBLIOGRAFIJA

1. Shubin E.P. Glavna pitanja projektiranja urbanih sustava opskrbe toplinom. M.: Energija, 1979. 360 str.

2. Prokhorenkov A.M. Rekonstrukcija kotlovnica za grijanje na temelju informacijsko-upravljačkih kompleksa // Nauka proizvodstvo. 2000. broj 2. S. 51-54.

3. Prokhorenkov A.M., Sovlukov A.S. Fuzzy modeli u sustavima upravljanja tehnološkim procesima kotlovskih agregata // Računalni standardi i sučelja. 2002 Vol. 24. str. 151-159.

4. Mesarovich M., Mako D., Takahara Y. Teorija hijerarhijskih višerazinskih sustava. M.: Mir, 1973. 456 str.

5. Prokhorenkov A.M. Metode za identifikaciju nasumičnih procesnih karakteristika u sustavima za obradu informacija // IEEE Transactions on Instrumentation and Measuring. 2002 Vol. 51, br. 3. str. 492-496.

6. Prokhorenkov A.M., Kachala H.M. Slučajna obrada signala u digitalnim industrijskim upravljačkim sustavima // Digital Signal Processing. 2008. broj 3. S. 32-36.

7. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Određivanje klasifikacijskih karakteristika slučajnih procesa // Measurement Techniques. 2008 Vol. 51, br. 4. Str. 351-356.

8. Prokhorenkov A.M., Kachala H.M. Utjecaj klasifikacijskih karakteristika slučajnih procesa na točnost obrade rezultata mjerenja // Izmeritelnaya tehnika. 2008. br. 8. S. 3-7.

9. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Informacijski sustav za analizu slučajnih procesa u nestacionarnim objektima // Proc. trećeg IEEE Int. Radionica o inteligentnom prikupljanju podataka i naprednim računalnim sustavima: tehnologija i primjene (IDAACS "2005). Sofija, Bugarska. 2005. str. 18-21.

10. Metode robusne neuro-nerazmjene i adaptivne kontrole, ur. N.D. Yegupova // M.: Izdavačka kuća MSTU im. N.E. Bauman, 2002." 658 str.

P. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Učinkovitost adaptivnih algoritama za podešavanje regulatora u upravljačkim sustavima pod utjecajem slučajnih smetnji // BicrniK: Znanstveno-tehnički. dobro. Posebno izdanje. Čerkaska državna tehnologija. un-t.-Čerkask. 2009. S. 83-85.

12. Prokhorenkov A.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Održavanje podataka za procese odlučivanja pod industrijskom kontrolom // BicrniK: znanstveni i tehnički. dobro. Posebno izdanje. Čerkaska državna tehnologija. un-t. Čerkask. 2009. S. 89-91.

Iskustvo modernizacije i automatizacije sustava opskrbe toplinom Minsk

V.A. Sednin, znanstveni savjetnik, doktor tehničkih znanosti, prof.
A.A. Gutkovski, Glavni inženjer, Bjelorusko nacionalno tehničko sveučilište, Znanstveno-istraživački i inovacijski centar za automatizirane upravljačke sustave u industriji toplinske energije

ključne riječi: sustav opskrbe toplinom, automatizirani sustavi upravljanja, poboljšanje pouzdanosti i kvalitete, regulacija isporuke topline, arhiviranje podataka

Opskrba toplinom velikih gradova u Bjelorusiji, kao iu Rusiji, osigurava se kogeneracijskim i daljinskim sustavima opskrbe toplinom (u daljnjem tekstu - DHSS), gdje su objekti kombinirani u jedan sustav. Međutim, često odluke koje se donose o pojedinim elementima složenih sustava opskrbe toplinom ne zadovoljavaju sustavne kriterije, pouzdanost, upravljivost i zahtjeve zaštite okoliša. Stoga je modernizacija sustava opskrbe toplinom i stvaranje automatiziranih sustava upravljanja procesima najrelevantniji zadatak.

Opis:

V.A.Sednin, A.A. Gutkovsky

Opskrbu toplinom velikih gradova Bjelorusije, kao i Rusije, osiguravaju sustavi grijanja i daljinskog grijanja (u daljnjem tekstu DH), čiji su objekti povezani u jednu shemu. Međutim, odluke koje se donose o pojedinim elementima složenih sustava opskrbe toplinom često ne udovoljavaju zahtjevima sustava, pouzdanosti, upravljivosti i ekološke prihvatljivosti. Stoga je modernizacija sustava opskrbe toplinom i stvaranje automatiziranih sustava upravljanja procesima najhitniji zadatak.

V. A. Sednin , znanstveni savjetnik, doktor teh. znanosti, profesor

A. A. Gutkovsky , glavni inženjer, Bjelorusko nacionalno tehničko sveučilište, Centar za istraživanje i inovacije za automatizirane upravljačke sustave u toplinskoj energiji i industriji

Opskrbu toplinom velikih gradova Bjelorusije, kao i Rusije, osiguravaju sustavi daljinskog grijanja i daljinskog grijanja (DH) čiji su objekti povezani u jednu shemu. Međutim, odluke koje se donose o pojedinim elementima složenih sustava opskrbe toplinom često ne udovoljavaju zahtjevima sustava, pouzdanosti, upravljivosti i ekološke prihvatljivosti. Stoga je modernizacija sustava opskrbe toplinom i stvaranje automatiziranih sustava upravljanja procesima najhitniji zadatak.

Značajke sustava daljinskog grijanja

Uzimajući u obzir glavne značajke SDT-a Bjelorusije, može se primijetiti da ih karakteriziraju:

• kontinuitet i inercija njegova razvoja;
• teritorijalna raspodjela, hijerarhija, raznolikost korištenih tehničkih sredstava;
• dinamički proizvodni procesi i stohastička potrošnja energije;
• nepotpunost i nizak stupanj pouzdanosti informacija o parametrima i načinima njihova funkcioniranja.

Važno je napomenuti da u mreži daljinskog grijanja, za razliku od drugih cjevovodnih sustava, oni služe za transport ne proizvoda, već energije rashladne tekućine, čiji parametri moraju zadovoljiti zahtjeve različitih potrošačkih sustava.

Ove značajke naglašavaju bitnu potrebu za stvaranjem automatiziranih sustava upravljanja procesima (u daljnjem tekstu ACS) čija implementacija omogućuje povećanje energetske i ekološke učinkovitosti, pouzdanosti i kvalitete rada sustava opskrbe toplinom. Uvođenje automatiziranih sustava upravljanja procesima danas nije danak modi, već proizlazi iz osnovnih zakonitosti razvoja tehnologije i ekonomski je opravdano u sadašnjoj fazi razvoja tehnosfere.

REFERENCA

Sustav daljinskog grijanja Minska je strukturno složen kompleks. Što se tiče proizvodnje i transporta toplinske energije, uključuje objekte RUE Minskenergo (toplotne mreže Minsk, toplinski kompleksi CHPP-3 i CHPP-4) i objekte JPP Minskkommunteploset - kotlovnice, toplinske mreže i centralna grijanja . Izgradnja ACS UE "Minskkommunteploset" započela je 1999. godine, a sada je u funkciji, pokrivajući gotovo sve izvore topline (preko 20) i niz okruga toplinskih mreža. Razvoj APCS projekta za toplinske mreže Minska pokrenut je 2010. godine, implementacija projekta započela je 2012. i trenutno je u tijeku.

Razvoj automatiziranog sustava upravljanja procesima za sustav opskrbe toplinom u Minsku

Na primjeru Minska prikazujemo glavne pristupe koji su implementirani u nizu gradova u Bjelorusiji i Rusiji u projektiranju i razvoju sustava upravljanja procesima za sustave opskrbe toplinom.

Uzimajući u obzir obim pitanja koja pokrivaju predmetno područje opskrbe toplinom, te akumulirano iskustvo u području automatizacije sustava opskrbe toplinom u fazi prije projekta stvaranja automatiziranog upravljačkog sustava za toplinske mreže u Minsku, koncept je izrađen. razvijena. Koncept definira temeljne temelje organizacije automatiziranih sustava upravljanja procesima za opskrbu toplinom u Minsku (vidi referencu) kao procesa stvaranja računalne mreže (sustava) usmjerenog na automatizaciju tehnoloških procesa topološki distribuiranog poduzeća za daljinsko grijanje.

Tehnološki informacijski zadaci sustava upravljanja procesima

Implementirani automatizirani sustav upravljanja prvenstveno osigurava povećanje pouzdanosti i kvalitete operativnog upravljanja načinima rada pojedinih elemenata i sustava opskrbe toplinom u cjelini. Stoga je ovaj sustav upravljanja procesom dizajniran za rješavanje sljedećih tehnoloških informacijskih problema:

• osiguravanje centraliziranog funkcionalno-grupnog upravljanja hidrauličkim režimima izvora topline, magistralnih toplinskih mreža i crpnih stanica, uzimajući u obzir dnevne i sezonske promjene troškova cirkulacije uz prilagodbu (povratnu informaciju) prema stvarnim hidrauličkim režimima u distribucijskim toplinskim mrežama grada;
• implementacija metode dinamičke centralne regulacije opskrbe toplinom s optimizacijom temperatura nosača topline u dovodnim i povratnim cjevovodima grijanja;
• osiguravanje prikupljanja i arhiviranja podataka o toplinskim i hidrauličkim načinima rada izvora topline, glavnih toplinskih mreža, crpne stanice i distributivnih toplinskih mreža grada za praćenje, operativno upravljanje i analizu funkcioniranja sustava centralnog grijanja u Minsku mreže grijanja;
• stvaranje učinkovitog sustava za zaštitu opreme izvora topline i toplinskih mreža u izvanrednim situacijama;

stvaranje informacijske baze za rješavanje problema optimizacije koji nastaju tijekom rada i modernizacije objekata sustava opskrbe toplinom Minsk.

REFERENCA 1

Struktura toplinskih mreža Minska uključuje 8 mrežnih okruga (RTS), 1 termoelektranu, 9 kotlovnica kapaciteta od nekoliko stotina do tisuću megavata. Osim toga, 12 padajućih crpnih stanica i 209 stanica centralnog grijanja opslužuju Minske toplinske mreže. Organizacijska i proizvodna struktura toplinskih mreža Minska prema shemi "odozdo prema gore": prva (niža) razina - objekti toplinskih mreža, uključujući centralno grijanje, ITP, termalne komore i paviljone; druga razina - radionice u termalnim regijama; treća razina - izvori topline, uključujući kotlovnice okruga (Kedyshko, Stepnyak, Shabany), vršne kotlovnice (Orlovskaya, Komsomolskaya Pravda, Kharkivskaya, Masyukovshchina, Kurasovshchina, Zapadnaya) i crpne stanice; četvrta (gornja) razina je dispečerska služba poduzeća.

Struktura automatiziranog sustava upravljanja procesima grijanja u Minsku

U skladu s proizvodnom i organizacijskom strukturom Minskih toplinskih mreža (vidi referencu 1), odabrana je četverorazinska struktura ACS-a Minskih toplinskih mreža:

• prva (gornja) razina je središnja kontrolna soba poduzeća;
• druga razina - operaterske stanice okruga toplinskih mreža;
• treća razina - operaterske stanice izvora topline (operaterske stanice radioničkih odjeljaka toplinskih mreža);
• četvrta (niža) razina - stanice za automatsko upravljanje instalacijama (kotlovskim jedinicama) i procesima transporta i distribucije toplinske energije (tehnološka shema izvora topline, toplinske točke, toplinske mreže itd.).

Razvoj (stvaranje automatiziranog sustava upravljanja procesima za opskrbu toplinom cijelog grada Minska) uključuje uključivanje u sustav na drugoj strukturnoj razini operaterskih stanica toplinskih kompleksa Minsk CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4 i operaterska stanica (centralna dispečerska soba) UE "Minskkommunteploset". Planirano je da se sve razine upravljanja objedine u jedinstvenu računalnu mrežu.

Arhitektura sustava upravljanja procesima za sustav opskrbe toplinom Minska

Analiza kontrolnog objekta u cjelini i stanja njegovih pojedinih elemenata, kao i izgledi za razvoj regulacijskog sustava, omogućili su da se predloži arhitektura distribuiranog automatiziranog upravljačkog sustava za tehnološke procese topline Minska. opskrbnog sustava unutar objekata RUE "Minskenergo". Korporativna mreža integrira računalne resurse središnjeg ureda i udaljenih strukturnih podjela, uključujući automatske upravljačke stanice (ACS) objekata u mrežnim područjima. Sve ACS (TsTP, ITP, PNS) i stanice za skeniranje spojene su izravno na operaterske stanice odgovarajućih mrežnih područja, vjerojatno instalirane na glavnim mjestima.

Sljedeće stanice su instalirane na udaljenoj strukturnoj jedinici (na primjer, RTS-6) (slika 1): RTS-6 operaterska stanica (RTS-6 OPS) - to je kontrolni centar mrežnog područja i instalira se na Glavna stranica RTS-6. Za operativno osoblje RTS-6 omogućuje pristup svim informacijskim i upravljačkim resursima ACS-a svih vrsta bez iznimke, kao i pristup ovlaštenim informacijskim izvorima središnjeg ureda. OpS RTS-6 omogućuje redovito skeniranje svih slave kontrolnih stanica.

Operativni i komercijalni podaci prikupljeni iz svih centara centralnog grijanja šalju se na pohranu na namjenski poslužitelj baze podataka (instaliran u neposrednoj blizini RTS-6 OpS).

Dakle, uzimajući u obzir razmjer i topologiju kontrolnog objekta i postojeću organizacijsku i proizvodnu strukturu poduzeća, ACS Minskih toplinskih mreža izgrađen je prema shemi s više veza koristeći hijerarhijsku strukturu softvera i hardvera i računala. mreže koje rješavaju različite kontrolne zadatke na svakoj razini.

Razine sustava upravljanja

Na nižoj razini upravljački sustav obavlja:

• prethodna obrada i prijenos informacija;
• regulacija glavnih tehnoloških parametara, funkcije optimizacije upravljanja, zaštita tehnološke opreme.

Za hardver niže razine nameću se veći zahtjevi za pouzdanošću, uključujući mogućnost autonomnog rada u slučaju gubitka veze s računalnom mrežom više razine.

Sljedeće razine regulacijskog sustava izgrađene su prema hijerarhiji sustava opskrbe toplinom i rješavaju zadatke odgovarajuće razine, kao i daju korisničko sučelje.

Upravljački uređaji instalirani u objektima, osim izravnih zadataka, trebaju osigurati i mogućnost njihove agregacije u distribuirane upravljačke sustave. Upravljački uređaj mora osigurati operativnost i sigurnost objektivnih primarnih računovodstvenih informacija tijekom dugih prekida u komunikaciji.

Glavni elementi takve sheme su tehnološke i operaterske stanice međusobno povezane komunikacijskim kanalima. Jezgra tehnološke stanice treba biti industrijsko računalo opremljeno sredstvima komunikacije s objektom upravljanja i kanalnim adapterima za organizaciju međuprocesorske komunikacije. Osnovna namjena tehnološke stanice je implementacija algoritama izravnog digitalnog upravljanja. U tehnički opravdanim slučajevima, neke funkcije se mogu izvoditi u nadzornom načinu: procesor procesne stanice može upravljati udaljenim inteligentnim kontrolerima ili softverskim logičkim modulima koristeći moderne protokole terenskog sučelja.

Informacijski aspekt izgradnje automatiziranog sustava upravljanja procesima za opskrbu toplinom

Posebna pozornost tijekom razvoja posvećena je informacijskom aspektu izgradnje automatiziranog sustava upravljanja procesima za opskrbu toplinom. Cjelovitost opisa proizvodne tehnologije i savršenstvo algoritama pretvorbe informacija najvažniji su dio informacijske podrške ACS-a, izgrađenog na tehnologiji izravnog digitalnog upravljanja. Informacijske mogućnosti automatiziranog sustava upravljanja procesima za opskrbu toplinom pružaju mogućnost rješavanja niza inženjerskih problema koji klasificiraju:

• po fazama glavne tehnologije (proizvodnja, transport i potrošnja toplinske energije);
• prema namjeni (identifikacija, predviđanje i dijagnostika, optimizacija i upravljanje).

Prilikom izrade automatiziranog sustava upravljanja procesom za toplinske mreže Minska, planira se formirati informacijsko polje koje vam omogućuje brzo rješavanje cijelog kompleksa gore navedenih zadataka identifikacije, predviđanja, dijagnostike, optimizacije i upravljanja. Istodobno, informacije pružaju mogućnost rješavanja sistemskih problema više razine upravljanja uz daljnji razvoj i proširenje automatiziranog sustava upravljanja procesima jer su uključene relevantne tehničke službe za glavni tehnološki proces.

To se posebno odnosi na zadatke optimizacije, tj. optimizaciju proizvodnje toplinske i električne energije, načina opskrbe toplinskom energijom, distribucije protoka u toplinskim mrežama, načina rada glavne tehnološke opreme izvora topline, kao i proračuna racionalizacija izvora goriva i energije, energetsko računovodstvo i pogon, planiranje i predviđanje razvoja sustava opskrbe toplinom. U praksi se rješavanje nekih problema ove vrste provodi u okviru automatiziranog upravljačkog sustava poduzeća. U svakom slučaju, moraju uzeti u obzir informacije dobivene tijekom rješavanja problema izravnog upravljanja procesom, a informacije koje stvara sustav upravljanja procesima moraju se integrirati s drugim informacijskim sustavima poduzeća.

Metodologija softversko objektnog programiranja

Konstrukcija softvera upravljačkog sustava, koji je originalni razvoj tima centra, temelji se na metodologiji programsko-objektnog programiranja: softverski objekti nastaju u memoriji upravljačkih i operaterskih stanica koji prikazuju stvarne procese, jedinice i mjerne kanale. automatiziranog tehnološkog objekta. Interakcija ovih softverskih objekata (procesa, agregata i kanala) međusobno, kao i s operativnim osobljem i s tehnološkom opremom, zapravo osigurava funkcioniranje elemenata toplinske mreže prema unaprijed definiranim pravilima ili algoritmima. Tako se opis algoritama svodi na opis najbitnijih svojstava ovih programskih objekata i načina njihove interakcije.

Sinteza strukture upravljačkog sustava tehničkih objekata temelji se na analizi tehnološke sheme kontrolnog objekta i detaljnom opisu tehnologije glavnih procesa i funkcioniranja svojstvenog ovom objektu kao cjelini.

Prikladan alat za sastavljanje ove vrste opisa za objekte za opskrbu toplinom je metodologija matematičkog modeliranja na makro razini. Prilikom sastavljanja opisa tehnoloških procesa izrađuje se matematički model, parametarska analiza te utvrđuje popis podesivih i kontroliranih parametara i regulatornih tijela.

Specificiraju se režimski zahtjevi tehnoloških procesa na temelju kojih se utvrđuju granice dopuštenih raspona promjene reguliranih i kontroliranih parametara te zahtjevi za izbor aktuatora i regulatornih tijela. Na temelju generaliziranih informacija provodi se sinteza automatiziranog sustava upravljanja objektom koji se pri uporabi metode izravnog digitalnog upravljanja izgrađuje prema hijerarhijskom principu u skladu s hijerarhijom objekta upravljanja.

ACS okružne kotlovnice

Dakle, za kotlovnicu okruga (slika 2) izgrađen je automatizirani sustav upravljanja na temelju dvije klase.

Gornja razina je operaterska stanica "Kotao" (OPS "Boiler") - glavna stanica koja koordinira i kontrolira podređene stanice. Vatrogasna postaja "Rezerva kotla" - stanica za vruću pripravnost, koja je stalno u načinu osluškivanja i registriranja prometa glavnog vatrogasnog doma i njemu podređenog ACS-a. Njegova baza podataka sadrži ažurirane parametre i potpune povijesne podatke o funkcioniranju sustava upravljanja radom. U svakom trenutku može se dodijeliti pomoćna stanica kao glavna stanica s punim prijenosom prometa na nju i dopuštenjem nadzornih kontrolnih funkcija.

Niža razina je kompleks automatskih upravljačkih stanica ujedinjenih zajedno s operaterskom stanicom u računalnu mrežu:

• ACS "Boiler unit" omogućuje upravljanje kotlovskom jedinicom. U pravilu nije rezerviran, jer se rezervacija toplinske snage kotlovnice provodi na razini kotlovskih jedinica.
• ACS "Grid Grupa" odgovoran je za termohidraulički način rada kotlovnice (upravljanje grupom mrežnih pumpi, obilaznim vodom na izlazu iz kotlovnice, obilaznim vodom, ulaznim i izlaznim ventilima kotlova, pojedinačnim kotlom recirkulacijske pumpe itd.).
• SAU "Vodopodgotovka" osigurava kontrolu sve pomoćne opreme kotlovnice, potrebne za napajanje mreže.

Za jednostavnije objekte sustava opskrbe toplinom, na primjer, toplinske točke i blok kotlovnice, sustav upravljanja je izgrađen kao jednorazinski na bazi automatske upravljačke stanice (SAU TsTP, SAU BMK). U skladu sa strukturom toplinskih mreža, kontrolne stanice toplinskih točaka objedinjene su u lokalnu mrežu područja toplinske mreže i povezane s operaterskom stanicom područja toplinske mreže, koja zauzvrat ima informacijsku vezu s operaterska stanica više razine integracije.

Operaterske stanice

Softver operaterske stanice pruža prijateljsko sučelje za operativno osoblje koje kontrolira rad automatiziranog tehnološkog kompleksa. Operaterske stanice imaju napredna sredstva operativne dispečerske kontrole, kao i masovne memorijske uređaje za organiziranje kratkoročnih i dugoročnih arhiva stanja parametara tehnološkog objekta upravljanja i djelovanja operativnog osoblja.

U slučajevima velikih tokova informacija koji su zatvoreni za operativno osoblje, preporučljivo je organizirati nekoliko operaterskih stanica s dodjelom zasebnog poslužitelja baze podataka i, eventualno, komunikacijskog poslužitelja.

Operatorska stanica, u pravilu, ne utječe izravno na sam objekt upravljanja - prima informacije od tehnoloških stanica i također prenosi direktive operativnom osoblju ili zadatke (postavke) nadzornog upravljanja, generirane automatski ili poluautomatski. On čini radno mjesto operatera složenog objekta, kao što je kotlovnica.

Automatizirani upravljački sustav koji se stvara predviđa izgradnju inteligentne nadgradnje koja ne samo da treba pratiti poremećaje koji se javljaju u sustavu i reagirati na njih, već i predvidjeti pojavu izvanrednih situacija i blokirati njihov nastanak. Pri promjeni topologije toplinske mreže i dinamike njezinih procesa moguće je adekvatno promijeniti strukturu distribuiranog regulacijskog sustava dodavanjem novih upravljačkih stanica i (ili) promjenom softverskih objekata bez promjene konfiguracije opreme postojećih stanica.

Učinkovitost ACS sustava za opskrbu toplinom

Analiza radnog iskustva automatiziranih sustava upravljanja procesima za poduzeća za opskrbu toplinom 1 u nizu gradova u Bjelorusiji i Rusiji, provedena u posljednjih dvadeset godina, pokazala je njihovu ekonomsku učinkovitost i potvrdila održivost odluka donesenih o arhitekturi, softveru i hardvera.

Ovi sustavi po svojim svojstvima i karakteristikama zadovoljavaju zahtjeve ideologije pametnih mreža. Ipak, stalno se radi na poboljšanju i razvoju razvijenih automatiziranih sustava upravljanja. Uvođenjem automatiziranih sustava upravljanja procesima za opskrbu toplinom povećava se pouzdanost i učinkovitost rada centralnog grijanja. Glavna ušteda goriva i energetskih resursa određena je optimizacijom toplinsko-hidrauličkih načina grijanja, načina rada glavne i pomoćne opreme izvora topline, crpnih stanica i toplinskih mjesta.

Književnost

1. Gromov N. K. Sustavi gradskog grijanja. M.: Energija, 1974. 256 str.
2. Popyrin L. S. Istraživanje sustava opskrbe toplinom. M. : Nauka, 1989. 215 str.
3. Ionin A. A. Pouzdanost sustava toplinskih mreža. Moskva: Stroyizdat, 1989. 302 str.
4. Monakhov G. V. Modeliranje načina upravljanja toplinskim mrežama M.: Energoatomizdat, 1995. 224 str.
5. Sednin VA Teorija i praksa stvaranja automatiziranih sustava upravljanja opskrbom toplinom. Minsk: BNTU, 2005. 192 str.
6. Sednin V. A. Implementacija automatiziranih sustava upravljanja procesima kao temeljni čimbenik u poboljšanju pouzdanosti i učinkovitosti sustava opskrbe toplinom // Tehnologija, oprema, kvaliteta. sub. mater. Bjeloruski industrijski forum 2007., Minsk, 15.–18. svibnja 2007. / Expoforum – Minsk, 2007., str. 121–122.
7. Sednin V. A. Optimizacija parametara temperaturnog grafa opskrbe toplinom u sustavima grijanja // Energetika. Vijesti o visokoškolskim ustanovama i energetskim udrugama ZND-a. 2009. broj 4. S. 55–61.
8. Sednin V. A. Koncept stvaranja automatiziranog upravljačkog sustava za tehnološke procese toplinskih mreža Minsk / V. A. Sednin, A. V. Sednin, E. O. Voronov // Poboljšanje učinkovitosti elektroenergetske opreme: Zbornik radova znanstveno-praktičnog skupa, u 2 sv. T. 2. 2012. P. 481–500.

1 Izradio tim Centra za istraživanje i inovacije za automatizirane upravljačke sustave u toplinskoj energiji i industriji Bjeloruskog nacionalnog tehničkog sveučilišta.