Urządzenia i systemy do automatycznej kontroli dostaw ciepła. Automatyzacja systemów zaopatrzenia w ciepło. Zadania informacji technologicznej systemów sterowania procesami

Urządzenia i systemy do automatycznej kontroli dostaw ciepła. Automatyzacja systemów zaopatrzenia w ciepło. Zadania informacji technologicznej systemów sterowania procesami
15.03.2020

1. Podział obciążenia cieplnego odbiorców energii cieplnej w systemie zaopatrzenia w ciepło między źródła energii cieplnej dostarczające energię cieplną w tym systemie zaopatrzenia w ciepło jest przeprowadzany przez organ upoważniony zgodnie z niniejszą ustawą federalną do zatwierdzania schematu zaopatrzenia w ciepło, przez dokonywanie corocznych zmian w schemacie zaopatrzenia w ciepło.

2. Aby rozłożyć obciążenie cieplne odbiorców energii cieplnej, wszystkie organizacje dostarczające ciepło, które są właścicielami źródeł energii cieplnej w tym systemie zaopatrzenia w ciepło, są zobowiązane do przedłożenia organowi upoważnionemu zgodnie z niniejszą ustawą federalną do zatwierdzenia schematu zaopatrzenia w ciepło, wniosek zawierający informacje:

1) od ilości energii cieplnej, którą organizacja zaopatrzenia w ciepło zobowiązuje się dostarczać konsumentom i organizacjom zaopatrzenia w ciepło w tym systemie zaopatrzenia w ciepło;

2) o wielkości mocy źródeł energii cieplnej, które organizacja zaopatrzenia w ciepło zobowiązuje się wspierać;

3) o aktualnych taryfach w zakresie zaopatrzenia w ciepło oraz prognozowanych jednostkowych kosztach zmiennych produkcji energii cieplnej, nośnika ciepła i utrzymania mocy.

3. W schemacie zaopatrzenia w ciepło należy określić warunki, w których możliwe jest dostarczanie energii cieplnej do odbiorców z różnych źródeł energii cieplnej przy zachowaniu niezawodności zaopatrzenia w ciepło. Wobec takich warunków rozkład obciążenia cieplnego pomiędzy źródła energii cieplnej odbywa się na zasadach konkurencyjnych zgodnie z kryterium minimalnych jednostkowych kosztów zmiennych produkcji energii cieplnej według źródeł energii cieplnej, określonych w sposób ustalone przez zasady ustalania cen w dziedzinie zaopatrzenia w ciepło, zatwierdzone przez Rząd Federacji Rosyjskiej, na podstawie wniosków organizacji będących właścicielami źródeł energii cieplnej oraz normy brane pod uwagę przy regulowaniu taryf w zakresie zaopatrzenia w ciepło dla odpowiedni okres regulacji.

4. Jeżeli organizacja dostarczająca ciepło nie zgadza się z rozdziałem obciążenia cieplnego przeprowadzonym w systemie zaopatrzenia w ciepło, ma prawo odwołać się od decyzji w sprawie takiej dystrybucji, podjętej przez organ upoważniony zgodnie z niniejszą ustawą federalną do zatwierdza plan zaopatrzenia w ciepło federalnemu organowi wykonawczemu upoważnionemu przez rząd Federacji Rosyjskiej.

5. Organizacje ciepłownicze i sieci ciepłownicze działające w tym samym systemie zaopatrzenia w ciepło, corocznie przed rozpoczęciem okresu grzewczego, są zobowiązane do zawarcia między sobą umowy o zarządzanie systemem zaopatrzenia w ciepło zgodnie z zasadami organizacji ciepła dostawę, zatwierdzoną przez Rząd Federacji Rosyjskiej.

6. Przedmiotem umowy, o której mowa w części 5 niniejszego artykułu, jest procedura wzajemnych działań w celu zapewnienia funkcjonowania systemu zaopatrzenia w ciepło zgodnie z wymogami niniejszej ustawy federalnej. Obowiązkowe warunki tej umowy to:

1) określenie podporządkowania służb dyspozytorskich organizacji zaopatrzenia w ciepło i organizacji sieci ciepłowniczych, trybu ich interakcji;

2) tryb organizowania regulacji sieci ciepłowniczych i regulowania pracy systemu zaopatrzenia w ciepło;

3) tryb zapewnienia dostępu stron porozumienia lub, za obopólnym porozumieniem stron porozumienia, innej organizacji do sieci ciepłowniczych w celu dostosowania sieci ciepłowniczych i regulacji pracy systemu zaopatrzenia w ciepło;

4) tryb interakcji między organizacjami zaopatrzenia w ciepło a organizacjami sieci ciepłowniczych w sytuacjach awaryjnych i sytuacjach awaryjnych.

7. Jeżeli organizacje ciepłownicze i organizacje sieci ciepłowniczych nie zawarły umowy, o której mowa w niniejszym artykule, tryb zarządzania systemem ciepłowniczym określa umowa zawarta na poprzedni okres grzewczy, a jeżeli taka umowa nie została zawarta wcześniej określona procedura jest ustalana przez organ upoważniony zgodnie z niniejszym prawem federalnym w celu zatwierdzenia schematu zaopatrzenia w ciepło.

Wprowadzenie automatycznych systemów sterowania (ACS) do ogrzewania, wentylacji, zaopatrzenia w ciepłą wodę jest głównym podejściem do oszczędzania energii cieplnej. Instalacja automatycznych systemów sterowania w poszczególnych punktach grzewczych, według Ogólnorosyjskiego Instytutu Techniki Cieplnej (Moskwa), zmniejsza zużycie ciepła w sektorze mieszkaniowym o 5-10%, a w pomieszczeniach administracyjnych o 40%. Największy efekt uzyskuje się dzięki optymalnej regulacji w okresie wiosenno-jesiennym sezonu grzewczego, kiedy automatyka punktów centralnego ogrzewania praktycznie nie spełnia w pełni swojej funkcjonalności. W warunkach klimatu kontynentalnego Uralu Południowego, kiedy w ciągu dnia różnica temperatur zewnętrznych może wynosić 15-20 ° C, bardzo istotne staje się wprowadzenie automatycznych systemów sterowania ogrzewaniem, wentylacją i zaopatrzeniem w ciepłą wodę.

Zarządzanie ciepłem budynku

Zarządzanie reżimem cieplnym sprowadza się do utrzymania go na danym poziomie lub zmiany zgodnie z danym prawem.

W punktach termicznych regulowane są głównie dwa rodzaje obciążenia cieplnego: dostarczanie ciepłej wody i ogrzewanie.

Dla obu rodzajów obciążenia cieplnego ACP musi utrzymywać niezmienione nastawy temperatury wody zasilającej ciepłą wodę i powietrza w ogrzewanych pomieszczeniach.

Charakterystyczną cechą regulacji ogrzewania jest duża bezwładność cieplna, podczas gdy bezwładność systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę jest znacznie mniejsza. Dlatego zadanie stabilizacji temperatury powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu jest znacznie trudniejsze niż zadanie stabilizacji temperatury ciepłej wody w systemie zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Głównymi wpływami zakłócającymi są zewnętrzne warunki meteorologiczne: temperatura zewnętrzna, wiatr, promieniowanie słoneczne.

Istnieją następujące zasadniczo możliwe schematy kontroli:

  • regulacja odchylenia temperatury wewnętrznej pomieszczenia od zadanej poprzez wpływ na przepływ wody wpływającej do systemu grzewczego;
  • regulacja w zależności od zaburzenia parametrów zewnętrznych, prowadząca do odchylenia temperatury wewnętrznej od zadanej;
  • regulacja w zależności od zmian temperatury zewnętrznej i wewnątrz pomieszczenia (zakłócenie i odchylenie).

Ryż. 2.1 Schemat strukturalny zarządzania ciepłem w pomieszczeniu według odchylenia temperatury w pomieszczeniu

Na ryc. 2.1 pokazuje schemat blokowy kontroli reżimu termicznego pomieszczenia zgodnie z odchyleniem temperatury wewnętrznej pomieszczenia oraz na ryc. 2.2 przedstawia schemat blokowy kontroli reżimu cieplnego pomieszczenia przez zaburzenia parametrów zewnętrznych.


Ryż. 2.2. Schemat strukturalny kontroli reżimu cieplnego pomieszczenia przez zaburzenia parametrów zewnętrznych

Wpływ zakłóceń wewnętrznych na reżim cieplny budynku jest nieznaczny.

W przypadku metody sterowania zakłóceniami jako sygnały do ​​monitorowania temperatury zewnętrznej można wybrać następujące sygnały:

  • temperatura wody wpływającej do systemu grzewczego;
  • ilość ciepła wchodzącego do systemu grzewczego:
  • zużycie chłodziwa.

AKP musi uwzględniać następujące tryby pracy sieci ciepłowniczej, w których:

  • regulacja temperatury wody u źródła ciepła nie opiera się na aktualnej temperaturze zewnętrznej, która jest głównym czynnikiem zakłócającym temperaturę wewnętrzną. Temperatura wody sieciowej u źródła ciepła jest określana przez temperaturę powietrza w długim okresie, z uwzględnieniem prognozy i dostępnej mocy cieplnej urządzeń. Opóźnienie transportu, mierzone przez zegar, prowadzi również do niedopasowania między temperaturą wody sieciowej abonenta a aktualną temperaturą zewnętrzną;
  • reżimy hydrauliczne sieci ciepłowniczych wymagają ograniczenia maksymalnego, a czasem minimalnego zużycia wody sieciowej dla węzła cieplnego;
  • obciążenie zaopatrzenia w ciepłą wodę ma znaczący wpływ na tryby pracy systemów grzewczych, prowadząc do zmiennych temperatur wody w ciągu dnia w systemie grzewczym lub zużycia wody sieciowej dla systemu grzewczego, w zależności od rodzaju systemu zaopatrzenia w ciepło, schemat do podłączenia podgrzewaczy ciepłej wody i schematu ogrzewania.

System kontroli zakłóceń

Dla systemu kontroli zakłóceń charakterystyczne jest, że:

  • istnieje urządzenie, które mierzy wielkość zakłócenia;
  • zgodnie z wynikami pomiarów sterownik wywiera wpływ kontrolny na natężenie przepływu chłodziwa;
  • sterownik otrzymuje informację o temperaturze wewnątrz pomieszczenia;
  • głównym zakłóceniem jest temperatura powietrza na zewnątrz, która jest kontrolowana przez ACP, więc zakłócenie będzie nazywane kontrolowanym.

Warianty schematów sterowania zakłóceniami z powyższymi sygnałami śledzącymi:

  • regulacja temperatury wody wpływającej do systemu grzewczego zgodnie z aktualną temperaturą zewnętrzną;
  • regulacja przepływu ciepła dostarczanego do systemu grzewczego w zależności od aktualnej temperatury zewnętrznej;
  • regulacja zużycia wody w sieci w zależności od temperatury powietrza na zewnątrz.

Jak widać na rysunkach 2.1, 2.2, niezależnie od sposobu regulacji, system automatycznej kontroli zaopatrzenia w ciepło powinien zawierać następujące główne elementy:

  • podstawowe urządzenia pomiarowe - czujniki temperatury, przepływu, ciśnienia, różnicy ciśnień;
  • wtórne urządzenia pomiarowe;
  • mechanizmy wykonawcze zawierające organy regulacyjne i popędy;
  • sterowniki mikroprocesorowe;
  • urządzenia grzewcze (kotły, grzejniki, grzejniki).

Czujniki dopływu ciepła ASR

Główne parametry zaopatrzenia w ciepło, które są utrzymywane zgodnie z zadaniem za pomocą automatycznych systemów sterowania, są szeroko znane.

W systemach grzewczych, wentylacyjnych i ciepłej wody zwykle mierzy się temperaturę, przepływ, ciśnienie i spadek ciśnienia. W niektórych systemach mierzone jest obciążenie cieplne. Metody i metody pomiaru parametrów nośników ciepła są tradycyjne.


Ryż. 2,3

Na ryc. 2.3 pokazuje czujniki temperatury szwedzkiej firmy Tour i Anderson.

Automatyczne regulatory

Automatyczny regulator to narzędzie automatyki, które odbiera, wzmacnia i przetwarza sterowany sygnał wyłączania zmiennej i celowo oddziałuje na regulowany obiekt.

Obecnie stosowane są głównie sterowniki cyfrowe oparte na mikroprocesorach. W takim przypadku zwykle w jednym sterowniku mikroprocesorowym zaimplementowanych jest kilka regulatorów systemów ogrzewania, wentylacji i ciepłej wody.

Większość krajowych i zagranicznych sterowników do systemów zaopatrzenia w ciepło ma tę samą funkcjonalność:

  1. w zależności od temperatury powietrza zewnętrznego regulator zapewnia niezbędną temperaturę nośnika ciepła do ogrzewania budynku zgodnie z harmonogramem grzewczym, sterując zaworem regulacyjnym z napędem elektrycznym zainstalowanym na rurociągu sieci ciepłowniczej;

  2. automatyczne dostosowanie harmonogramu ogrzewania odbywa się zgodnie z potrzebami konkretnego budynku. Dla jak największej efektywności oszczędzania ciepła, harmonogram dostaw jest na bieżąco dostosowywany z uwzględnieniem rzeczywistych warunków punktu grzewczego, klimatu i strat ciepła w pomieszczeniu;

  3. oszczędność nośnika ciepła w nocy uzyskuje się dzięki tymczasowej metodzie regulacji. Zmiana zadania na częściowe obniżenie chłodziwa zależy od temperatury zewnętrznej, aby z jednej strony zmniejszyć zużycie ciepła, z drugiej nie zamarzać i nie nagrzewać pomieszczenia rano. Jednocześnie automatycznie obliczany jest moment włączenia trybu ogrzewania dziennego lub ogrzewania intensywnego, aby w odpowiednim czasie osiągnąć żądaną temperaturę pomieszczenia;

  4. regulatory umożliwiają zapewnienie możliwie najniższej temperatury wody powrotnej. Zapewnia to ochronę systemu przed zamarzaniem;

  5. wykonywana jest automatyczna korekta ustawiona w układzie ciepłej wody. Gdy zużycie w instalacji c.w.u. jest niskie, dopuszczalne są duże odchylenia temperatury (zwiększona strefa nieczułości). Dzięki temu trzpień zaworu nie będzie wymieniany zbyt często, a jego żywotność wydłuży się. Gdy obciążenie wzrasta, martwa strefa automatycznie się zmniejsza, a dokładność sterowania wzrasta;

  6. alarm jest wyzwalany po przekroczeniu nastaw. Zwykle generowane są następujące alarmy:
    • alarm temperatury, w przypadku różnicy pomiędzy temperaturą rzeczywistą a zadaną;
    • alarm z pompy pojawia się w przypadku awarii;
    • sygnał alarmowy z czujnika ciśnienia w zbiorniku wyrównawczym;
    • alarm żywotności jest wyzwalany, jeśli sprzęt osiągnął koniec żywotności;
    • alarm ogólny - jeśli kontroler zarejestrował jeden lub więcej alarmów;

  7. parametry regulowanego obiektu są rejestrowane i przesyłane do komputera.


Ryż. 2,4

Na ryc. Pokazano sterowniki mikroprocesorowe 2.4 ECL-1000 firmy Danfoss.

Regulatorzy

Siłownik jest jednym z ogniw układów automatyki przeznaczonym do bezpośredniego oddziaływania na obiekt regulacji. W ogólnym przypadku urządzenie uruchamiające składa się z mechanizmu uruchamiającego i korpusu regulacyjnego.


Ryż. 2,5

Siłownik jest częścią napędową korpusu regulacyjnego (rys. 2.5).

W automatycznych układach sterowania dostarczaniem ciepła stosuje się głównie silniki elektryczne (silnik elektromagnetyczny i elektryczny).

Organ regulacyjny ma na celu zmianę przepływu materii lub energii w przedmiocie regulacji. Istnieją organy dozujące i regulujące przepustnicę. Do urządzeń dozujących zaliczamy takie urządzenia, które zmieniają prędkość przepływu substancji poprzez zmianę wydajności jednostek (dozowniki, podajniki, pompy).


Ryż. 2,6

Regulatory przepustnicy (ryc. 2.6) to zmienny opór hydrauliczny, który zmienia natężenie przepływu substancji poprzez zmianę jej obszaru przepływu. Należą do nich zawory sterujące, windy, przepustnice wtórne, krany itp.

Regulatory charakteryzują się wieloma parametrami, z których główne to: przepustowość K v , ciśnienie nominalne P y , spadek ciśnienia na regulatorze D y , przejście nominalne D y .

Oprócz powyższych parametrów organu regulacyjnego, które głównie określają ich konstrukcję i wymiary, istnieją inne cechy, które są brane pod uwagę przy wyborze organu regulacyjnego, w zależności od konkretnych warunków ich użytkowania.

Najważniejsza jest charakterystyka przepływu, która określa zależność przepływu od ruchu zaworu przy stałym spadku ciśnienia.

Zawory dławiące są zwykle profilowane z liniową lub stałoprocentową charakterystyką przepływu.

Przy liniowej charakterystyce szerokości pasma wzrost szerokości pasma jest proporcjonalny do przyrostu ruchu bramki.

Przy równoprocentowej charakterystyce szerokości pasma przyrost szerokości pasma (przy zmianie ruchu przesłony) jest proporcjonalny do aktualnej wartości szerokości pasma.

W warunkach pracy rodzaj charakterystyki przepływu zmienia się w zależności od spadku ciśnienia na zaworze. Wspomagany zawór regulacyjny charakteryzuje się charakterystyką przepływu, która jest zależnością względnego natężenia przepływu medium od stopnia otwarcia korpusu regulacyjnego.

Najmniejsza wartość przepustowości, przy której charakterystyka przepustowości mieści się w określonej tolerancji, jest oceniana jako przepustowość minimalna.

W wielu aplikacjach automatyki procesów przemysłowych regulator musi mieć szeroki zakres przepustowości, który jest stosunkiem przepustowości nominalnej do przepustowości minimalnej.

Niezbędnym warunkiem niezawodnej pracy układu automatyki jest prawidłowy dobór kształtu charakterystyki przepływu zaworu regulacyjnego.

Dla konkretnego układu o charakterystyce przepływowej decydują wartości parametrów medium przepływającego przez zawór oraz jego charakterystyka przepływowa. Generalnie charakterystyka przepływowa różni się od charakterystyki przepływowej, ponieważ parametry medium (głównie ciśnienie i spadek ciśnienia) zwykle zależą od natężenia przepływu. Dlatego zadanie doboru preferowanej charakterystyki przepływu zaworu regulacyjnego dzieli się na dwa etapy:

  1. dobór postaci charakterystyk przepływowych, zapewniający niezmienność współczynnika transmisji zaworu regulacyjnego w całym zakresie obciążeń;

  2. dobór postaci charakterystyki przepływowej, która zapewnia pożądaną postać charakterystyki przepływowej dla zadanych parametrów medium.

Przy modernizacji instalacji grzewczych, wentylacyjnych i zaopatrzenia w ciepłą wodę określa się wymiary typowej sieci, ciśnienie dyspozycyjne oraz ciśnienie początkowe czynnika, korpus regulacyjny dobiera się tak, aby przy minimalnym natężeniu przepływu przez zawór, straty w odpowiada nadciśnieniu medium wytworzonego przez źródło, a kształt charakterystyki przepływu jest bliski danemu. Metoda obliczeń hydraulicznych przy wyborze zaworu sterującego jest dość pracochłonna.

AUZhKH trust 42, we współpracy z SUSU, opracował program do obliczania i wyboru organów regulacyjnych dla najpopularniejszych systemów ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Pompy cyrkulacyjne

Niezależnie od schematu podłączenia obciążenia cieplnego w obwodzie instalacji grzewczej zainstalowana jest pompa obiegowa (rys. 2.7).


Ryż. 2.7. Pompa cyrkulacyjna (Grundfog).

Składa się z regulatora prędkości, silnika elektrycznego i samej pompy. Nowoczesna pompa obiegowa to pompa bezdławnicowa z mokrym wirnikiem, która nie wymaga konserwacji. Sterowanie silnikiem odbywa się zwykle za pomocą elektronicznego regulatora prędkości, zaprojektowanego w celu optymalizacji pracy pompy pracującej w warunkach wzmożonych zewnętrznych zakłóceń wpływających na system grzewczy.

Działanie pompy obiegowej opiera się na zależności ciśnienia od wydajności pompy iz reguły ma charakter kwadratowy.

Parametry pompy cyrkulacyjnej:

  • występ;
  • maksymalne ciśnienie;
  • prędkość;
  • zakres prędkości.

Zaufanie AUZhKH 42 ma niezbędne informacje na temat obliczania i doboru pomp obiegowych i może udzielić niezbędnych porad.

Wymienniki ciepła

Najważniejszymi elementami zaopatrzenia w ciepło są wymienniki ciepła. Istnieją dwa rodzaje wymienników ciepła: rurowy i płytowy. W uproszczeniu rurowy wymiennik ciepła można przedstawić jako dwie rury (jedna rura znajduje się w drugiej nierównej). Płytowy wymiennik ciepła jest kompaktowym wymiennikiem ciepła zamontowanym na odpowiedniej ramie z falistych płyt wyposażonych w uszczelki. Rurowe i płytowe wymienniki ciepła służą do zaopatrzenia w ciepłą wodę, ogrzewania i wentylacji. Główne parametry każdego wymiennika ciepła to:

  • moc;
  • współczynnik przenikania ciepła;
  • utrata ciśnienia;
  • maksymalna temperatura pracy;
  • maksymalne ciśnienie robocze;
  • maksymalny przepływ.

Płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła mają niską sprawność ze względu na niskie natężenia przepływu wody w rurach i pierścieniu. Prowadzi to do niskich wartości współczynnika przenikania ciepła, a co za tym idzie do bezzasadnie dużych gabarytów. Podczas pracy wymienników ciepła możliwe są znaczne osady w postaci kamienia kotłowego i produktów korozji. W wymiennikach płaszczowo-rurowych eliminacja osadów jest bardzo trudna.

W porównaniu do rurowych wymienników ciepła, płytowe wymienniki ciepła charakteryzują się zwiększoną wydajnością dzięki lepszemu przenoszeniu ciepła między płytami, w których turbulentny przepływ chłodziwa przepływa w przeciwprądzie. Ponadto naprawa wymiennika ciepła jest dość prosta i niedroga.

Płytowe wymienniki ciepła z powodzeniem rozwiązują problemy przygotowania ciepłej wody w punktach grzewczych praktycznie bez strat ciepła, dzięki czemu są dziś aktywnie wykorzystywane.

Zasada działania płytowych wymienników ciepła jest następująca. Ciecze biorące udział w procesie wymiany ciepła są wprowadzane przez dysze do wymiennika ciepła (rys. 2.8).


Ryż. 2,8

Specjalnie zamontowane uszczelki zapewniają rozprowadzenie cieczy w odpowiednich kanałach, eliminując możliwość mieszania się przepływów. Rodzaj fałd na płytach oraz konfiguracja kanału dobierane są zgodnie z wymaganym swobodnym przejściem pomiędzy płytami, zapewniając tym samym optymalne warunki dla procesu wymiany ciepła.


Ryż. 2,9

Płytowy wymiennik ciepła (rys. 2.9) składa się z zestawu falistych metalowych płyt z otworami w narożach do przepływu dwóch płynów. Każda płyta wyposażona jest w uszczelkę, która ogranicza przestrzeń między płytami i zapewnia przepływ cieczy w tym kanale. Natężenie przepływu chłodziwa, właściwości fizyczne cieczy, straty ciśnienia i warunki temperaturowe decydują o liczbie i wielkości płyt. Ich falista powierzchnia przyczynia się do zwiększenia przepływu turbulentnego. Stykając się w przecinających się kierunkach, pofałdowania podpierają płyty, które znajdują się pod różnym ciśnieniem z obu chłodziw. Aby zmienić wydajność (zwiększyć obciążenie cieplne), do pakietu wymiennika ciepła należy dodać określoną liczbę płyt.

Podsumowując powyższe, zauważamy, że zalety płytowych wymienników ciepła to:

  • ścisłość. Płytowe wymienniki ciepła są ponad trzy razy bardziej kompaktowe niż wymienniki płaszczowo-rurowe i ponad sześć razy lżejsze przy tej samej mocy;
  • łatwość instalacji. Wymienniki ciepła nie wymagają specjalnego fundamentu;
  • niskie koszty utrzymania. Silnie turbulentny przepływ skutkuje niskim stopniem zanieczyszczenia. Nowe modele wymienników ciepła projektowane są w taki sposób, aby maksymalnie wydłużyć okres eksploatacji niewymagający naprawy. Czyszczenie i sprawdzanie zajmuje niewiele czasu, ponieważ w wymiennikach ciepła wyjmuje się każdy arkusz grzewczy, który można czyścić indywidualnie;
  • efektywne wykorzystanie energii cieplnej. Płytowy wymiennik ciepła ma wysoki współczynnik przenikania ciepła, przekazuje ciepło od źródła do odbiorcy przy niskich stratach;
  • niezawodność;
  • możliwość znacznego zwiększenia obciążenia termicznego poprzez dodanie określonej liczby płyt.

Reżim temperaturowy budynku jako przedmiot regulacji

Przy opisie procesów technologicznych zaopatrzenia w ciepło stosuje się schematy projektowe statyki opisujące stany ustalone oraz schematy projektowe dynamiki opisujące stany nieustalone.

Schematy projektowe systemu zaopatrzenia w ciepło określają relacje między wpływami wejściowymi i wyjściowymi na obiekt regulacji pod głównymi zakłóceniami wewnętrznymi i zewnętrznymi.

Nowoczesny budynek jest złożonym systemem ciepłowniczym, dlatego wprowadza się upraszczające założenia opisujące reżim temperaturowy budynku.

  • W przypadku wielokondygnacyjnych budynków cywilnych zlokalizowana jest część budynku, dla której wykonywane są obliczenia. Ponieważ reżim temperaturowy w budynku różni się w zależności od podłogi, poziomego układu pomieszczeń, reżim temperaturowy jest obliczany dla jednego lub więcej najkorzystniej położonych pomieszczeń.

  • Obliczenie konwekcyjnego przenikania ciepła w pomieszczeniu wyprowadza się z założenia, że ​​temperatura powietrza w każdym momencie czasu jest taka sama w całej objętości pomieszczenia.

  • Przy określaniu przenikania ciepła przez obudowy zewnętrzne przyjmuje się, że obudowa lub jej charakterystyczna część mają taką samą temperaturę w płaszczyznach prostopadłych do kierunku przepływu powietrza. Następnie proces przekazywania ciepła przez obudowy zewnętrzne zostanie opisany jednowymiarowym równaniem przewodzenia ciepła.

  • Obliczenie promieniującego przenikania ciepła w pomieszczeniu pozwala również na szereg uproszczeń:

    a) powietrze w pomieszczeniu uważamy za ośrodek promieniujący;
    b) pomijamy wielokrotne odbicia strumieni promieniowania od powierzchni;
    c) skomplikowane kształty geometryczne są zastępowane prostszymi.


  • Parametry klimatu zewnętrznego:

    a) jeżeli reżim temperaturowy pomieszczeń jest obliczany przy skrajnych wartościach wskaźników klimatu zewnętrznego, które są możliwe na danym obszarze, to ochrona termiczna ogrodzeń i moc systemu kontroli mikroklimatu zapewnią stabilną zgodność z określone warunki;
    b) jeśli przyjmiemy łagodniejsze wymagania, to w pomieszczeniu w pewnym momencie wystąpią odchylenia od warunków projektowych.

Dlatego przy przypisywaniu cech projektowych klimatu zewnętrznego należy obowiązkowo wziąć pod uwagę bezpieczeństwo warunków wewnętrznych.

Specjaliści AUZhKH Trust 42 wraz z naukowcami SUSU opracowali program komputerowy do obliczania statycznych i dynamicznych trybów pracy przepustów abonenckich.


Ryż. 2.10

Na ryc. 2.10 pokazuje główne czynniki zakłócające działające na przedmiot regulacji (pomieszczenie). Źródło ciepła Q, pochodzące ze źródła ciepła, pełni funkcje działania regulacyjnego w celu utrzymania temperatury pokojowej Tpom na wylocie obiektu. Temperatura zewnętrzna T nar, prędkość wiatru V wiatr, promieniowanie słoneczne J rad, wewnętrzne straty ciepła Q wewnątrz są czynnikami zakłócającymi. Wszystkie te efekty są funkcjami czasu i są losowe. Zadanie komplikuje fakt, że procesy wymiany ciepła są niestacjonarne i opisane równaniami różniczkowymi w pochodnych cząstkowych.

Poniżej znajduje się uproszczony schemat projektowy instalacji grzewczej, który dokładnie opisuje statyczne warunki cieplne w budynku, a także pozwala na jakościową ocenę wpływu głównych zaburzeń na dynamikę wymiany ciepła, w celu realizacji głównych metod regulacji procesy ogrzewania pomieszczeń.

Obecnie badania złożonych układów nieliniowych (m.in. procesy wymiany ciepła w ogrzewanym pomieszczeniu) prowadzone są metodami modelowania matematycznego. Wykorzystanie technologii komputerowej do badania dynamiki procesu ogrzewania pomieszczeń i możliwych metod sterowania jest skuteczną i wygodną metodą inżynierską. Skuteczność modelowania polega na tym, że dynamikę złożonego systemu rzeczywistego można badać za pomocą stosunkowo prostych programów użytkowych. Modelowanie matematyczne pozwala na eksplorację systemu przy ciągłych zmianach jego parametrów, a także wpływach zakłócających. Szczególnie cenne jest wykorzystanie pakietów oprogramowania do modelowania do badania procesu nagrzewania, ponieważ badanie metodami analitycznymi okazuje się bardzo pracochłonne i całkowicie nieodpowiednie.


Ryż. 2.11

Na ryc. 2.11 pokazuje fragmenty schematu projektowego trybu statycznego systemu grzewczego.

Na rysunku znajdują się następujące symbole:

  1. t 1 (T n) - temperatura wody sieciowej w linii zasilającej sieci energetycznej;
  2. T n (t) - temperatura zewnętrzna;
  3. U - stosunek mieszania jednostki mieszającej;
  4. φ - względne zużycie wody w sieci;
  5. ΔT - projektowa różnica temperatur w systemie grzewczym;
  6. δt to obliczona różnica temperatur w sieci ciepłowniczej;
  7. T in - temperatura wewnętrzna ogrzewanych pomieszczeń;
  8. G - zużycie wody sieciowej w punkcie grzewczym;
  9. D p - spadek ciśnienia wody w systemie grzewczym;
  10. t - czas.

Dzięki wejściu abonenta z zainstalowanym sprzętem dla danego obliczonego obciążenia grzewczego Q 0 i dziennym harmonogramem obciążenia ciepłej wody Q r, program pozwala rozwiązać dowolne z następujących zadań.

Przy dowolnej temperaturze zewnętrznej T n:

  • określić temperaturę wewnętrzną ogrzewanego pomieszczenia T in, przy czym określony jest przepływ wody sieciowej lub wlot G wraz z wykresem temperatury w przewodzie zasilającym;
  • określić zużycie wody sieciowej dla wejścia G c, wymagane do podania zadanej temperatury wewnętrznej ogrzewanego pomieszczenia T in ze znanym wykresem temperatury sieci ciepłowniczej;
  • określić wymaganą temperaturę wody w przewodzie zasilającym sieci ciepłowniczej t 1 (wykres temperatury sieci) w celu zapewnienia określonej temperatury wewnętrznej ogrzewanych pomieszczeń T in przy zadanym natężeniu przepływu wody sieciowej G s. Zadania te są rozwiązywane dla dowolnego schematu podłączenia systemu grzewczego (zależnego, niezależnego) i dowolnego schematu podłączenia ciepłej wody (szeregowego, równoległego, mieszanego).

Oprócz powyższych parametrów określa się natężenia przepływu wody i temperatury we wszystkich charakterystycznych punktach schematu, natężenia przepływu ciepła dla systemu grzewczego i obciążenia cieplne obu stopni nagrzewnicy oraz straty ciśnienia w nich nośników ciepła. Program pozwala obliczyć tryby wejść abonenckich z dowolnym typem wymienników ciepła (płaszczowo-rurowe lub płytowe).


Ryż. 2.12

Na ryc. 2.12 pokazuje fragmenty schematu projektowego trybu dynamicznego systemu grzewczego.

Program do obliczania dynamicznego reżimu cieplnego budynku umożliwia wejście abonenta z wybranym wyposażeniem dla danego projektowego obciążenia grzewczego Q 0 w celu rozwiązania dowolnego z następujących zadań:

  • obliczenie schematu sterowania reżimem termicznym pomieszczenia zgodnie z odchyleniem jego temperatury wewnętrznej;
  • obliczenie schematu sterowania reżimem cieplnym pomieszczenia zgodnie z zaburzeniami parametrów zewnętrznych;
  • obliczenia reżimu termicznego budynku za pomocą jakościowych, ilościowych i kombinowanych metod regulacji;
  • obliczenie optymalnego regulatora z nieliniowymi charakterystykami statycznymi rzeczywistych elementów układu (czujniki, zawory regulacyjne, wymienniki ciepła itp.);
  • przy dowolnie zmiennej w czasie temperaturze zewnętrznej T n (t) konieczne jest:
  • określić zmianę w czasie temperatury wewnętrznej ogrzewanego pomieszczenia T in;
  • określić zmianę w czasie poboru wody sieciowej pa na wejściu G przy wymaganym do podania zadanej temperatury wewnętrznej ogrzewanego pomieszczenia T in z dowolnym wykresem temperatury sieci ciepłowniczej;
  • określić zmianę w czasie temperatury wody w linii zasilającej sieci ciepłowniczej t 1 (t).

Zadania te są rozwiązywane dla dowolnego schematu podłączenia systemu grzewczego (zależnego, niezależnego) i dowolnego schematu podłączenia ciepłej wody (szeregowego, równoległego, mieszanego).

Wdrożenie ASR dla zaopatrzenia w ciepło w budynkach mieszkalnych


Ryż. 2.13

Na ryc. 2.13 przedstawia schemat ideowy automatycznego systemu sterowania ogrzewaniem i zaopatrzeniem w ciepłą wodę w indywidualnym punkcie grzewczym (ITP) z zależnym podłączeniem systemu grzewczego i dwustopniowym schematem podgrzewaczy ciepłej wody. Został zamontowany przez AUZhKH trust 42, przeszedł testy i kontrole operacyjne. Ten system ma zastosowanie do dowolnego schematu połączeń dla systemów ogrzewania i ciepłej wody tego typu.

Głównym zadaniem tego systemu jest utrzymanie określonej zależności zmiany zużycia wody sieciowej dla instalacji grzewczej i ciepłej wody użytkowej od temperatury powietrza zewnętrznego.

Połączenie systemu grzewczego budynku z sieciami grzewczymi odbywa się według schematu zależnego z mieszaniem pomp. W celu przygotowania ciepłej wody na potrzeby zaopatrzenia w ciepłą wodę planuje się montaż grzejników płytowych podłączonych do sieci ciepłowniczej według mieszanego schematu dwustopniowego.

Instalacja grzewcza budynku to dwururowy system pionowy z dolnym rozmieszczeniem rurociągów głównych.

System automatycznej kontroli dostaw ciepła w budynku obejmuje rozwiązania dla:

  • do automatycznej kontroli pracy zewnętrznego obiegu grzewczego;
  • do automatycznej kontroli pracy wewnętrznego obwodu instalacji grzewczej budynku;
  • stworzyć tryb komfortu w lokalu;
  • do automatycznego sterowania pracą wymiennika CWU.

Instalacja grzewcza wyposażona jest w mikroprocesorowy regulator temperatury wody dla obiegu grzewczego budynku (obieg wewnętrzny), wraz z czujnikami temperatury i zaworem regulacyjnym z siłownikiem. W zależności od temperatury powietrza zewnętrznego urządzenie sterujące zapewnia wymaganą temperaturę chłodziwa do ogrzewania budynku zgodnie z harmonogramem grzewczym, sterując zaworem regulacyjnym z napędem elektrycznym zainstalowanym na bezpośrednim rurociągu z sieci ciepłowniczej. W celu ograniczenia maksymalnej temperatury wody powrotnej do sieci ciepłowniczej do sterownika mikroprocesorowego podawany jest sygnał z czujnika temperatury zainstalowanego na rurociągu wody powrotnej do sieci ciepłowniczej. Sterownik mikroprocesorowy zabezpiecza instalację grzewczą przed zamarzaniem. Aby utrzymać stałą różnicę ciśnień, na zaworze regulacji temperatury znajduje się regulator różnicy ciśnień.

Aby automatycznie kontrolować temperaturę powietrza w pomieszczeniach budynku, projekt przewiduje termostaty na urządzeniach grzewczych. Termoregulatory zapewniają komfort i oszczędzają energię cieplną.

Aby utrzymać stałą różnicę ciśnień między rurociągami bezpośrednimi i powrotnymi systemu grzewczego, zainstalowany jest regulator różnicy ciśnień.

Aby automatycznie sterować pracą wymiennika ciepła, na wodzie grzewczej montowany jest automatyczny regulator temperatury, który zmienia dopływ wody grzewczej w zależności od temperatury podgrzanej wody wpływającej do układu CWU.

Zgodnie z wymaganiami „Zasad rozliczania energii cieplnej i chłodziwa” z 1995 r. przeprowadzono komercyjne rozliczenie energii cieplnej na wejściu sieci ciepłowniczej do ITP za pomocą ciepłomierza zainstalowanego na rurociągu zasilającym z sieć ciepłownicza i miernik objętości zainstalowany na rurociągu powrotnym do sieci ciepłowniczej.

W skład ciepłomierza wchodzą:

  • przepływomierz;
  • PROCESOR;
  • dwa czujniki temperatury.

Sterownik mikroprocesorowy zapewnia wskazanie parametrów:

  • ilość ciepła;
  • ilość chłodziwa;
  • temperatura płynu chłodzącego;
  • różnica temperatur;
  • czas pracy ciepłomierza.

Wszystkie elementy układów automatyki i zaopatrzenia w ciepłą wodę wykonane są przy użyciu urządzeń firmy Danfoss.

Sterownik mikroprocesorowy ECL 9600 przeznaczony jest do sterowania reżimem temperaturowym wody w instalacjach grzewczych i ciepłej wody użytkowej w dwóch niezależnych obiegach i służy do montażu w punktach grzewczych.

Regulator posiada wyjścia przekaźnikowe do sterowania zaworami regulacyjnymi i pompami obiegowymi.

Elementy, które należy podłączyć do regulatora ECL 9600:

  • czujnik temperatury powietrza zewnętrznego ESMT;
  • czujnik temperatury na dopływie chłodziwa w obiegu cyrkulacyjnym 2, ESMA/C/U;
  • rewersyjny napęd zaworu sterującego serii AMB lub AMV (220 V).

Dodatkowo opcjonalnie można dołączyć następujące elementy:

  • czujnik temperatury wody powrotnej z obiegu cyrkulacyjnego, ESMA/C/U;
  • Czujnik temperatury powietrza w pomieszczeniu ESMR.

Sterownik mikroprocesorowy ECL 9600 ma wbudowane zegary analogowe lub cyfrowe oraz wyświetlacz LCD ułatwiający konserwację.

Wbudowany wskaźnik służy do wizualnej obserwacji parametrów i regulacji.

Po podłączeniu czujnika temperatury powietrza w pomieszczeniu ESMR/F temperatura czynnika grzewczego jest automatycznie korygowana na zasilaniu instalacji grzewczej.

Sterownik może ograniczyć wartość temperatury wody powrotnej z obiegu cyrkulacyjnego w trybie nadążnym w zależności od temperatury zewnętrznej (ograniczenie proporcjonalne) lub ustawić stałą wartość ograniczenia maksymalnej lub minimalnej temperatury wody powrotnej z obiegu cyrkulacyjnego.

Funkcje zapewniające komfort i oszczędność ciepła:

  • obniżenie temperatury w układzie grzewczym w nocy i w zależności od temperatury zewnętrznej lub zgodnie z ustawioną wartością obniżenia;
  • możliwość pracy układu ze zwiększoną mocą po każdym okresie spadku temperatury w instalacji grzewczej (szybkie nagrzanie pomieszczenia);
  • możliwość automatycznego wyłączenia systemu grzewczego przy określonej ustawionej temperaturze zewnętrznej (wyłączanie letnie);
  • możliwość współpracy z różnymi typami zmechanizowanych siłowników zaworu sterującego;
  • zdalne sterowanie sterownikiem za pomocą ESMF/ECA 9020.

Funkcje ochronne:

  • ograniczenie maksymalnych i minimalnych temperatur wody dostarczanej do obiegu cyrkulacyjnego;
  • sterowanie pompami, okresowa promenada latem;
  • ochrona systemu grzewczego przed zamarzaniem;
  • możliwość podłączenia termostatu bezpieczeństwa.

Nowoczesne urządzenia do automatycznych systemów sterowania dostawami ciepła

Firmy krajowe i zagraniczne dostarczają szeroką gamę nowoczesnych urządzeń do automatycznych systemów sterowania dostawami ciepła o niemal takiej samej funkcjonalności:

  1. Sterowanie ogrzewaniem:
    • Tłumienie temperatury zewnętrznej.
    • Poniedziałkowy efekt.
    • Ograniczenia liniowe.
    • Granice temperatury powrotu.
    • Korekta temperatury pokojowej.
    • Samokorygujący harmonogram karmienia.
    • Optymalizacja czasu uruchamiania.
    • Tryb ekonomiczny w nocy.

  2. Zarządzanie CWU:
    • Funkcja niskiego obciążenia.
    • Ograniczenie temperatury wody powrotnej.
    • Oddzielny zegar.

  3. Sterowanie pompą:
    • Ochrona przed zamarzaniem.
    • Wyłącz pompę.
    • Wymiana pompy.

  4. Alarmy:
    • Z pompy.
    • Temperatura zamarzania.
    • Ogólny.

Zestawy urządzeń ciepłowniczych renomowanych firm: Danfoss (Dania), Alfa Laval (Szwecja), Tour and Anderson (Szwecja), Raab Karcher (Niemcy), Honeywell (USA) generalnie obejmują następujące przyrządy i urządzenia do kontroli i księgowości systemy.

  1. Urządzenia do automatyzacji punktu grzewczego budynku:

  2. Sprzęt do pomiaru ciepła.

  3. Sprzęt pomocniczy.
    • Sprawdź zawory.
    • Zawory kulowe są instalowane do hermetycznego zamykania pionów i do spuszczania wody. Jednocześnie w stanie otwartym podczas pracy układu zawory kulowe praktycznie nie stwarzają dodatkowego oporu. Można je również montować na wszystkich odgałęzieniach przy wejściu do budynku oraz na podstacji.
    • Spustowe zawory kulowe.
    • Zawór zwrotny jest zainstalowany, aby zapobiec przedostawaniu się wody do linii powrotnej z linii zasilającej, gdy pompa jest zatrzymana.
    • Filtr siatkowy z zaworem kulowym na odpływie na wlocie do układu zapewnia oczyszczanie wody z zawiesin stałych.
    • Automatyczne odpowietrzniki zapewniają automatyczne wypuszczanie powietrza podczas napełniania instalacji grzewczej, a także podczas pracy instalacji grzewczej.
    • Grzejniki.
    • Konwektory.
    • Domofony („Vika” AUZhKH zaufanie 42).

Zaufany AUZhKH 42 przeanalizował funkcjonalność wyposażenia automatycznych systemów sterowania dostawami ciepła najbardziej znanych firm: Danfoss, Tour i Anderson, Honeywell. Pracownicy trustu służą fachową radą w zakresie wdrażania urządzeń tych firm.

Specyfiką zaopatrzenia w ciepło jest sztywny wzajemny wpływ trybów dostarczania ciepła i zużycia ciepła, a także wielość punktów zaopatrzenia dla kilku towarów (energia cieplna, moc, chłodziwo, ciepła woda). Celem dostaw ciepła nie jest zapewnienie wytwarzania i transportu, ale utrzymanie jakości tych towarów dla każdego konsumenta.

Cel ten został osiągnięty stosunkowo skutecznie przy stabilnych przepływach chłodziwa we wszystkich elementach systemu. Stosowana przez nas regulacja „jakości” ze swej natury zakłada zmianę tylko temperatury chłodziwa. Pojawienie się budynków sterowanych zapotrzebowaniem zapewniło nieprzewidywalność reżimów hydraulicznych w sieciach przy zachowaniu niezmienności kosztów w samych budynkach. Skargi w sąsiednich domach trzeba było wyeliminować przez nadmierną cyrkulację i związane z tym masowe przelewy.

Stosowane współcześnie hydrauliczne modele obliczeniowe, mimo ich okresowej kalibracji, nie są w stanie uwzględnić odchyleń kosztów na wkładach budowlanych spowodowanych zmianami wewnętrznego wytwarzania ciepła i zużycia ciepłej wody oraz wpływu słońca, wiatru i deszczu. Przy aktualnej regulacji jakościowo-ilościowej konieczne jest „zobaczenie” systemu w czasie rzeczywistym i zapewnienie:

  • kontrola maksymalnej liczby punktów dostaw;
  • uzgadnianie bieżących bilansów dostaw, strat i zużycia;
  • działanie kontrolne w przypadku niedopuszczalnego naruszenia trybów.

Zarządzanie powinno być maksymalnie zautomatyzowane, w przeciwnym razie po prostu niemożliwe jest jego wdrożenie. Wyzwaniem było osiągnięcie tego bez nadmiernych kosztów ustawiania punktów kontrolnych.

Dziś, gdy w dużej liczbie budynków znajdują się układy pomiarowe z przepływomierzami, czujnikami temperatury i ciśnienia, nie ma sensu używać ich tylko do obliczeń finansowych. ACS „Teplo” opiera się głównie na uogólnianiu i analizie informacji „od konsumenta”.

Podczas tworzenia zautomatyzowanego systemu sterowania rozwiązano typowe problemy przestarzałych systemów:

  • zależność od poprawności obliczeń urządzeń pomiarowych i wiarygodności danych w archiwach nieweryfikowalnych;
  • brak możliwości zestawienia bilansów operacyjnych z powodu niezgodności w czasie pomiarów;
  • niezdolność do kontrolowania szybko zmieniających się procesów;
  • niezgodność z nowymi wymogami bezpieczeństwa informacji zawartymi w ustawie federalnej „O bezpieczeństwie krytycznej infrastruktury informacyjnej Federacji Rosyjskiej”.

Efekty wdrożenia systemu:

Usługi konsumenckie:

  • ustalenie rzeczywistych sald dla wszystkich rodzajów towarów i strat handlowych:
  • ustalenie ewentualnych dochodów pozabilansowych;
  • kontrola rzeczywistego poboru mocy i jej zgodności ze specyfikacjami technicznymi podłączenia;
  • wprowadzenie ograniczeń odpowiadających poziomowi płatności;
  • przejście na taryfę dwuczęściową;
  • monitorowanie KPI dla wszystkich usług pracujących z konsumentami i ocena jakości ich pracy.

Eksploatacja:

  • wyznaczanie strat i bilansów technologicznych w sieciach cieplnych;
  • dyspozytornia i kontrola awaryjna według aktualnych trybów;
  • utrzymywanie optymalnych harmonogramów temperatur;
  • monitorowanie stanu sieci;
  • regulacja trybów dostarczania ciepła;
  • kontrola wyłączeń i naruszeń trybów.

Rozwój i inwestycje:

  • rzetelna ocena wyników realizacji projektów usprawniających;
  • ocena skutków kosztów inwestycji;
  • opracowanie schematów zaopatrzenia w ciepło w rzeczywistych modelach elektronicznych;
  • optymalizacja średnic i konfiguracji sieci;
  • obniżenie kosztów połączeń z uwzględnieniem realnych rezerw przepustowości i oszczędności energii dla konsumentów;
  • planowanie remontu
  • organizacja wspólnych prac elektrociepłowni i kotłowni.

W ramach dostaw aparatury rozdzielczej dostarczono szafy zasilające i sterownicze dla dwóch budynków (ITP). Do odbioru i dystrybucji energii elektrycznej w punktach grzewczych stosuje się urządzenia rozprowadzające wejście, składające się z pięciu paneli każdy (łącznie 10 paneli). W polach wejściowych zainstalowane są przełączniki, ograniczniki przepięć, amperomierze i woltomierze. Panele ATS w ITP1 i ITP2 są realizowane w oparciu o automatyczne jednostki przekazujące. W rozdzielnicach ASU zainstalowane są urządzenia zabezpieczające i przełączające (styczniki, softstarty, przyciski i lampy) dla wyposażenia technologicznego punktów grzewczych. Wszystkie wyłączniki wyposażone są w styki stanu sygnalizujące wyłączenie awaryjne. Informacje te przekazywane są do sterowników zainstalowanych w szafach automatyki.

Do sterowania i zarządzania sprzętem wykorzystywane są sterowniki OWEN PLC110. Podłączane są do modułów wejścia/wyjścia ARIES MV110-224.16DN, MV110-224,8A, MU110-224.6U oraz paneli operatorskich.

Chłodziwo jest wprowadzane bezpośrednio do pomieszczenia ITP. Zaopatrzenie w wodę do zaopatrzenia w ciepłą wodę, ogrzewania i dostarczania ciepła do nagrzewnic powietrza systemów wentylacji powietrza odbywa się z korektą zgodnie z temperaturą powietrza zewnętrznego.

Wyświetlanie parametrów technologicznych, wypadków, stanu urządzeń oraz kontrola dyspozytorska ITP odbywa się ze stanowiska dyspozytorów w zintegrowanej centralnej sterowni budynku. Na serwerze dyspozytorskim przechowywane jest archiwum parametrów technologicznych, wypadków i stanu urządzeń ITP.

Automatyzacja punktów cieplnych zapewnia:

  • utrzymywanie temperatury chłodziwa dostarczanego do systemów ogrzewania i wentylacji zgodnie z harmonogramem temperatur;
  • utrzymywanie temperatury wody w systemie CWU na dostawie do odbiorców;
  • programowanie różnych reżimów temperaturowych według godzin dnia, dni tygodnia i świąt;
  • kontrola zgodności z wartościami parametrów określonych algorytmem technologicznym, obsługa limitów parametrów technologicznych i awaryjnych;
  • kontrola temperatury nośnika ciepła zwracanego do sieci grzewczej systemu zaopatrzenia w ciepło, zgodnie z określonym harmonogramem temperatur;
  • pomiar temperatury powietrza zewnętrznego;
  • utrzymanie danego spadku ciśnienia między rurociągami zasilającymi i powrotnymi systemów wentylacyjnych i grzewczych;
  • sterowanie pompami obiegowymi według zadanego algorytmu:
    • wł./wył.;
    • sterowanie urządzeniami pompowymi z napędami częstotliwości według sygnałów z PLC zainstalowanych w szafach automatyki;
    • okresowe przełączanie główny/rezerwowy w celu zapewnienia jednakowego czasu pracy;
    • automatyczne awaryjne przełączenie na pompę rezerwową zgodnie ze sterowaniem czujnika różnicy ciśnień;
    • automatyczne utrzymywanie zadanej różnicy ciśnień w układach poboru ciepła.
  • sterowanie zaworami regulacyjnymi nośnika ciepła w pierwotnych obwodach odbiorczych;
  • sterowanie pompami i zaworami do zasilania obwodów grzewczych i wentylacyjnych;
  • ustawianie wartości parametrów technologicznych i awaryjnych poprzez system dyspozytorski;
  • kontrola pomp odwadniających;
  • kontrola stanu wejść elektrycznych według faz;
  • synchronizacja czasu sterownika z czasem wspólnym systemu dyspozytorskiego (SOEV);
  • uruchomienie urządzeń po przywróceniu zasilania zgodnie z zadanym algorytmem;
  • wysyłanie komunikatów alarmowych do systemu dyspozytorskiego.

Wymiana informacji pomiędzy sterownikami automatyki a wyższym poziomem (stacja robocza ze specjalizowanym oprogramowaniem dyspozytorskim MasterSCADA) odbywa się za pomocą protokołu Modbus/TCP.

Ryż. 6. Linia dwuprzewodowa z dwoma drutami koronowymi w różnych odległościach między nimi

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

BIBLIOGRAFIA

1. Efimov B.V. Fale sztormowe w liniach lotniczych. Apatity: Wydawnictwo KSC RAS, 2000. 134 s.

2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Przepięcia i ochrona przed nimi w

linie napowietrzne i kablowe wysokiego napięcia. L.: Nauka, 1988. 301 s.

JESTEM. Prochorenkow

SPOSOBY BUDOWY ZAUTOMATYZOWANEGO SYSTEMU STEROWANIA CIEPŁEM ROZPROSZONYM MIASTA

Dużą uwagę przywiązuje się do kwestii wprowadzania technologii oszczędzających zasoby we współczesnej Rosji. Problemy te są szczególnie dotkliwe w regionach Dalekiej Północy. Olej opałowy do kotłowni miejskich to olej opałowy dostarczany koleją z centralnych regionów Rosji, co znacznie zwiększa koszt wytworzonej energii cieplnej. Czas trwania

Sezon grzewczy w warunkach Arktyki jest o 2-2,5 miesiąca dłuższy niż w centralnych regionach kraju, co wiąże się z warunkami klimatycznymi Dalekiej Północy. Jednocześnie przedsiębiorstwa ciepłownicze muszą wytwarzać niezbędną ilość ciepła w postaci pary, gorącej wody o określonych parametrach (ciśnienie, temperatura), aby zapewnić żywotną aktywność całej infrastruktury miejskiej.

Obniżenie kosztów wytwarzania ciepła dostarczanego do odbiorców jest możliwe tylko poprzez oszczędne spalanie paliw, racjonalne wykorzystanie energii elektrycznej na potrzeby własne przedsiębiorstw, minimalizację strat ciepła w obszarach transportu (sieci ciepłownicze miasta) i zużycia (budynki, przedsiębiorstwa miejskie ), a także zmniejszenie liczby pracowników zatrudnionych na obszarach produkcyjnych.

Rozwiązanie wszystkich tych problemów jest możliwe tylko poprzez wprowadzenie nowych technologii, urządzeń, technicznych narzędzi sterowania, które pozwalają zapewnić ekonomiczną efektywność funkcjonowania przedsiębiorstw elektroenergetycznych, a także poprawić jakość zarządzania i funkcjonowania systemy elektroenergetyczne.

Sformułowanie problemu

Jednym z ważnych zadań w dziedzinie ogrzewania miejskiego jest tworzenie systemów zaopatrzenia w ciepło z równoległą pracą kilku źródeł ciepła. Nowoczesne miejskie systemy ciepłownicze rozwinęły się jako bardzo złożone, rozproszone przestrzennie systemy z obiegiem zamkniętym. Z reguły konsumenci nie mają właściwości samoregulacji, dystrybucja chłodziwa odbywa się poprzez wstępną instalację specjalnie zaprojektowanych (dla jednego z trybów) stałych oporów hydraulicznych [1]. W związku z tym losowy charakter doboru energii cieplnej przez odbiorców pary i gorącej wody prowadzi do dynamicznie złożonych procesów przejściowych we wszystkich elementach systemu elektroenergetycznego (TPP).

Operacyjna kontrola stanu odległych obiektów oraz sterowanie urządzeniami zlokalizowanymi w kontrolowanych punktach (CP) nie jest możliwa bez opracowania zautomatyzowanego systemu dyspozytorskiego sterowania i zarządzania punktami centralnego ogrzewania i pompowniami (ASDK i U TsTP i NS) Miasto. Dlatego jednym z pilnych problemów jest zarządzanie przepływami energii cieplnej z uwzględnieniem charakterystyk hydraulicznych zarówno samych sieci ciepłowniczych, jak i odbiorców energii. Wymaga rozwiązania problemów związanych z tworzeniem systemów zaopatrzenia w ciepło, gdzie równolegle

W ogólnej sieci ciepłowniczej miasta oraz w ogólnym harmonogramie obciążenia cieplnego działa kilka źródeł ciepła (stacje cieplne – TS). Takie systemy pozwalają zaoszczędzić paliwo podczas ogrzewania, zwiększyć stopień obciążenia głównego wyposażenia i obsługiwać kotły w trybach o optymalnych wartościach sprawności.

Rozwiązywanie problemów optymalnego sterowania procesami technologicznymi kotłowni grzewczej

Rozwiązanie problemów optymalnego sterowania procesami technologicznymi kotłowni „Siewiernaja” Państwowego Regionalnego Przedsiębiorstwa Energetycznego „TEKOS” w ramach grantu z Programu Importu Energooszczędności i Ochrony Środowiska Sprzęt i materiały (PIEPOM) Komitetu Rosyjsko-Amerykańskiego, sprzęt został dostarczony (finansowany przez rząd USA). Ten sprzęt i opracowane dla niego oprogramowanie umożliwiły rozwiązywanie szerokiego zakresu zadań rekonstrukcyjnych w przedsiębiorstwie podstawowym GOTEP „TEKOS”, a uzyskane wyniki zostały powielone w przedsiębiorstwach elektrociepłowni regionu.

Podstawą do przebudowy układów sterowania kotłowni TS była wymiana przestarzałych narzędzi automatyki centralnego panelu sterowania i lokalnych układów automatyki na nowoczesny mikroprocesorowy system sterowania rozproszonego. Wdrożony rozproszony system sterowania agregatami kotłowymi oparty na systemie mikroprocesorowym (MPS) TDC 3000-S (Supper) firmy Honeywell zapewnił jedno zintegrowane rozwiązanie do realizacji wszystkich funkcji systemu sterowania procesami technologicznymi TS. Obsługiwany MPS ma cenne cechy: prostotę i przejrzystość układu funkcji sterowania i obsługi; elastyczność w spełnieniu wszystkich wymagań procesu z uwzględnieniem wskaźników niezawodnościowych (praca w trybie „gorącej” gotowości drugiego komputera i USO), dyspozycyjność i wydajność; łatwy dostęp do wszystkich danych systemowych; łatwość zmiany i rozbudowy funkcji serwisowych bez informacji zwrotnej o systemie;

poprawa jakości prezentacji informacji w formie dogodnej do podejmowania decyzji (przyjazny inteligentny interfejs operatora), co pomaga zredukować błędy personelu operacyjnego w obsłudze i kontroli procesów TS; komputerowe tworzenie dokumentacji systemów sterowania procesami; zwiększona gotowość eksploatacyjna obiektu (wynik autodiagnostyki układu sterowania); obiecujący system o wysokim stopniu innowacyjności. W systemie TDC 3000 - S (rys. 1) istnieje możliwość podłączenia zewnętrznych sterowników PLC innych producentów (możliwość ta jest realizowana w przypadku modułu bramki PLC). Wyświetlane są informacje ze sterowników PLC

Jest on wyświetlany w spisie treści jako tablica punktów dostępnych do odczytu i zapisu z programów użytkownika. Umożliwia to wykorzystanie rozproszonych stacji I/O zainstalowanych w pobliżu zarządzanych obiektów do gromadzenia danych i przesyłania danych do TOC za pomocą kabla informacyjnego przy użyciu jednego ze standardowych protokołów. Opcja ta pozwala na zintegrowanie nowych obiektów sterowania, w tym zautomatyzowanego systemu dyspozytorskiego sterowania i zarządzania punktami centralnego ogrzewania i pompowniami (ASDKiU TsTPiNS), z istniejącym systemem automatycznego sterowania procesami przedsiębiorstwa bez zewnętrznych zmian dla użytkowników.

lokalna sieć komputerowa

Stacje uniwersalne

Dane historyczne stosowane komputerowo

moduł modułu bramy

Kontrola sieci LAN

Brama szkieletowa

Rezerwa (ARM)

Moduł ulepszeń. Zaawansowany Menedżer Procesów (ARMM)

Uniwersalna sieć sterowania

Kontrolery we/wy

Trasy kablowe 4-20 mA

Stacja I/O SIMATIC ET200M.

Kontrolery we/wy

Sieć urządzeń PLC (PROFIBUS)

Trasy kablowe 4-20 mA

Czujniki przepływu

Czujniki temperatury

Czujniki ciśnienia

Analizatory

Regulatorzy

Stacje częstotliwości

zasuwy

Czujniki przepływu

Czujniki temperatury

Czujniki ciśnienia

Analizatory

Regulatorzy

Stacje częstotliwości

zasuwy

Ryż. 1. Zbieranie informacji przez rozproszone stacje PLC, przekazywanie ich do TDC3000-S w celu wizualizacji i przetwarzania, a następnie wydawanie sygnałów sterujących

Przeprowadzone badania doświadczalne wykazały, że procesy zachodzące w kotle parowym w trybach jego pracy mają charakter losowy i niestacjonarny, co potwierdzają wyniki obróbki matematycznej i analizy statystycznej. Biorąc pod uwagę losowy charakter procesów zachodzących w kotle parowym, jako miarę oceny jakości sterowania przyjmuje się oszacowanie przesunięcia oczekiwanego matematycznego (MO) M(t) i rozrzutu 5 (?) wzdłuż głównych współrzędnych sterowania:

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

gdzie Mzn(t), Mmn(t) to zadane i aktualne MO głównych regulowanych parametrów kotła parowego: ilość powietrza, ilość paliwa i wydajność pary w kotle.

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

gdzie 52Tn, 5zn2(t) to aktualne i zadane wariancje głównych kontrolowanych parametrów kotła parowego.

Wtedy kryterium jakości kontroli będzie miało postać

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

gdzie n = 1,...,j; - ß - współczynniki wagowe.

W zależności od trybu pracy kotła (regulacyjny lub podstawowy) należy stworzyć optymalną strategię sterowania.

Dla trybu sterowania pracą kotła parowego strategia sterowania powinna mieć na celu utrzymanie stałego ciśnienia w kolektorze pary, niezależnie od zużycia pary przez odbiorców ciepła. Dla tego trybu pracy oszacowanie przemieszczenia ciśnienia pary w głównym kolektorze pary w postaci

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

gdzie VD, Pt(0 - ustawione i aktualne średnie wartości ciśnienia pary w głównym kolektorze pary.

Przemieszczenie ciśnienia pary w głównym kolektorze pary przez dyspersję z uwzględnieniem (4) ma postać

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

gdzie (UrzOO, art(0 - zadana i aktualna dyspersja ciśnień.

Do regulacji współczynników przenoszenia regulatorów obwodów wielosprzężeniowego układu sterowania kotłem zastosowano metody rozmyte.

W trakcie eksploatacji pilotażowej zautomatyzowanych kotłów parowych zgromadzono materiał statystyczny, który umożliwił uzyskanie porównawczych (z eksploatacją niezautomatyzowanych zespołów kotłowych) charakterystyk efektywności techniczno-ekonomicznej wprowadzenia nowych metod i sterowania oraz kontynuację prac rekonstrukcyjnych na innych kotłach. Tak więc dla okresu półrocznej eksploatacji nieautomatycznych kotłów parowych nr 9 i 10 oraz zautomatyzowanych kotłów parowych nr 13 i 14 uzyskano wyniki, które zestawiono w tabeli 1.

Wyznaczanie parametrów optymalnego obciążenia ciepłowni

Aby określić optymalne obciążenie pojazdu, konieczne jest poznanie charakterystyk energetycznych ich wytwornic pary oraz kotłowni jako całości, które są zależnością między ilością dostarczanego paliwa a odbieranym ciepłem.

Algorytm znajdowania tych cech obejmuje następujące kroki:

Tabela 1

Wskaźniki wydajności kotła

Nazwa wskaźnika Wartość wskaźników dla kotłów udojowych

№9-10 № 13-14

Wytwarzanie ciepła, Gcal Zużycie paliwa, t Wskaźnik jednostkowy zużycia paliwa do wytworzenia 1 Gcal energii cieplnej, kg paliwa wzorcowego cal 170 207 20 430 120,03 217 626 24 816 114,03

1. Wyznaczanie sprawności cieplnej kotłów dla różnych trybów obciążenia ich pracy.

2. Wyznaczenie strat ciepła A () z uwzględnieniem sprawności kotłów i ich ładowności.

3. Wyznaczenie charakterystyk obciążeniowych jednostek kotłowych w zakresie ich zmiany od minimalnego dopuszczalnego do maksymalnego.

4. Na podstawie zmiany całkowitych strat ciepła w kotłach parowych określenie ich charakterystyk energetycznych, odzwierciedlających godzinowe zużycie paliwa standardowego, według wzoru 5 = 0,0342 (0,+AC?).

5. Uzyskiwanie charakterystyk energetycznych kotłowni (TS) z wykorzystaniem charakterystyk energetycznych kotłów.

6. Formowanie z uwzględnieniem charakterystyk energetycznych ST, decyzji kontrolnych dotyczących kolejności i kolejności ich obciążania w okresie grzewczym, a także w okresie letnim.

Inną ważną kwestią organizacji pracy równoległej źródeł (HS) jest określenie czynników, które mają istotny wpływ na obciążenie kotłowni oraz zadań systemu sterowania dostawami ciepła, aby zapewnić odbiorcom niezbędną ilość energii cieplnej na najniższy możliwy koszt jego wytwarzania i transmisji.

Rozwiązanie pierwszego problemu polega na powiązaniu harmonogramów dostaw z harmonogramami wykorzystania ciepła przez system wymienników ciepła, rozwiązanie drugiego - poprzez ustalenie zależności między obciążeniem cieplnym odbiorców a jego produkcją, tj. , planując zmianę obciążenia i zmniejszając straty w przesyle energii cieplnej. Zapewnienie powiązania harmonogramów dostaw i wykorzystania ciepła powinno odbywać się poprzez zastosowanie lokalnej automatyki na etapach pośrednich od źródeł energii cieplnej do jej odbiorców.

W celu rozwiązania drugiego problemu proponuje się realizację funkcji szacowania planowanego obciążenia odbiorców z uwzględnieniem ekonomicznie uzasadnionych możliwości źródeł energii (ES). Takie podejście jest możliwe przy wykorzystaniu metod sterowania sytuacyjnego opartych na implementacji algorytmów logiki rozmytej. Główny czynnik, który ma znaczący wpływ na

obciążenie cieplne kotłowni to ta część, która jest wykorzystywana do ogrzewania budynków i zaopatrzenia w ciepłą wodę. Średni przepływ ciepła (w watach) wykorzystywany do ogrzewania budynków określa wzór

gdzie /od - średnia temperatura zewnętrzna dla określonego okresu; r( - średnia temperatura powietrza wewnętrznego ogrzewanego pomieszczenia (temperatura, która musi być utrzymywana na danym poziomie); / 0 - szacunkowa temperatura powietrza zewnętrznego dla projektu ogrzewania;<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).

Ze wzoru (6) wynika, że ​​obciążenie cieplne ogrzewania budynków jest determinowane głównie przez temperaturę powietrza na zewnątrz.

Średni przepływ ciepła (w watach) dla zaopatrzenia w ciepłą wodę budynków jest określony przez wyrażenie

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

Yt „. " _ z"

gdzie m to liczba konsumentów; a - wskaźnik zużycia wody na zaopatrzenie w ciepłą wodę o temperaturze +55 ° C na osobę na dzień w litrach; b - wskaźnik zużycia wody na zaopatrzenie w ciepłą wodę zużywaną w budynkach użyteczności publicznej o temperaturze +55 ° C (przyjmuje się, że wynosi 25 litrów na dzień na osobę); c to pojemność cieplna wody; /x - temperatura zimnej (kranowej) wody w okresie grzewczym (przyjęta +5 °C).

Analiza wyrażenia (7) wykazała, że ​​przy obliczaniu średniego obciążenia cieplnego zaopatrzenia w ciepłą wodę okazuje się, że jest ono stałe. Rzeczywisty pobór energii cieplnej (w postaci ciepłej wody z kranu), w przeciwieństwie do wartości obliczonej, jest losowy, co wiąże się ze wzrostem analizy ciepłej wody rano i wieczorem oraz spadkiem wybór w dzień iw nocy. Na ryc. 2, 3 przedstawia wykresy zmian

Olej 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 216 217 218 219 3 311 312 313 3 14

dni miesiąca

Ryż. 2. Wykres zmian temperatury wody w EC N9 5 (7 - woda kotłowa bezpośrednia,

2 - kwartalne bezpośrednie, 3 - woda do zaopatrywania w ciepłą wodę, 4 - kwartalne rewersyjne, 5 - powrót wody kotłowej) i temperatury powietrza zewnętrznego (6) za okres od 1 lutego do 4 lutego 2009 r.

ciśnienie i temperatura ciepłej wody dla TsTP nr 5, które uzyskano z archiwum SDKi U TsTP i NS Murmańska.

Wraz z nadejściem ciepłych dni, kiedy temperatura otoczenia nie spada poniżej +8 °C przez pięć dni, obciążenie grzewcze odbiorców jest wyłączane i sieć ciepłownicza pracuje na potrzeby zaopatrzenia w ciepłą wodę. Średni przepływ ciepła do źródła ciepłej wody w okresie nieogrzewania oblicza się ze wzoru

gdzie jest temperatura zimnej (wodociągowej) wody w okresie nieogrzewania (przyjęta +15 °С); p - współczynnik uwzględniający zmianę średniego zużycia wody na zaopatrzenie w ciepłą wodę w okresie nieogrzewania w stosunku do okresu grzewczego (0,8 - dla budownictwa mieszkaniowego i komunalnego, 1 - dla przedsiębiorstw).

Uwzględniając wzory (7), (8) obliczane są wykresy obciążenia cieplnego odbiorców energii, które są podstawą do konstruowania zadań scentralizowanej regulacji dostaw energii cieplnej ST.

Zautomatyzowany system dyspozytorskiego sterowania i zarządzania punktami centralnego ogrzewania i pompowniami miasta

Specyfiką miasta Murmańsk jest to, że leży na pagórkowatym terenie. Minimalna wysokość to 10 m, maksymalna to 150 m. Pod tym względem sieci ciepłownicze mają ciężki wykres piezometryczny. Ze względu na zwiększone ciśnienie wody na początkowych odcinkach zwiększa się wypadkowość (pęknięcia rur).

Do operacyjnej kontroli stanu odległych obiektów oraz kontroli urządzeń znajdujących się w kontrolowanych punktach (CP),

Ryż. Rys. 3. Wykres zmian ciśnienia wody w stacji C.O. nr 5 za okres od 1 lutego do 4 lutego 2009 r.: 1 - zaopatrzenie w ciepłą wodę, 2 - woda kotłowa bezpośrednia, 3 - kwartalna bezpośrednia, 4 - kwartalna rewersowa,

5 - zimna, 6 - powrotna woda kotłowa

został opracowany przez ASDKiUCTPiNS miasta Murmańska. Kontrolowane punkty, w których podczas prac rekonstrukcyjnych zainstalowano sprzęt telemechaniki, znajdują się w odległości do 20 km od siedziby firmy. Komunikacja z urządzeniami telemechaniki w CP odbywa się za pośrednictwem dedykowanej linii telefonicznej. Kotłownie centralne (CTP) i przepompownie są oddzielnymi budynkami, w których zainstalowane są urządzenia technologiczne. Dane z centrali przesyłane są do sterowni (w PCARM dyspozytora) znajdującej się na terenie przedsiębiorstwa TEKOS Severnaya TS oraz na serwer TS, po czym stają się dostępne dla użytkowników sieci lokalnej przedsiębiorstwa rozwiązać ich problemy produkcyjne.

Zgodnie z zadaniami rozwiązywanymi za pomocą ASDKiUTSTPiNS kompleks ma strukturę dwupoziomową (rys. 4).

Poziom 1 (górny, grupowy) - konsola dyspozytorska. Na tym poziomie realizowane są następujące funkcje: scentralizowane sterowanie i zdalne sterowanie procesami technologicznymi; wyświetlanie danych na wyświetlaczu centrali; tworzenie i wydawanie

nawet dokumentacja; tworzenie zadań w zautomatyzowanym systemie sterowania procesem przedsiębiorstwa do zarządzania trybami równoległej pracy miejskich ciepłowni dla ogólnej miejskiej sieci ciepłowniczej; dostęp użytkowników sieci lokalnej przedsiębiorstwa do bazy danych procesu technologicznego.

Poziom 2 (lokalny, lokalny) - urządzenia CP z umieszczonymi na nich czujnikami (alarmy, pomiary) oraz końcowe urządzenia wykonawcze. Na tym poziomie realizowane są funkcje zbierania i pierwotnego przetwarzania informacji, wydawania działań kontrolnych na aktuatorach.

Funkcje pełnione przez ASDKiUCTPiNS miasta

Funkcje informacyjne: kontrola odczytów czujników ciśnienia, temperatury, przepływu wody oraz kontrola stanu siłowników (włącz/wyłącz, otwórz/zamknij).

Funkcje sterujące: sterowanie pompami sieciowymi, pompami ciepłej wody użytkowej, innymi urządzeniami technologicznymi skrzyni biegów.

Funkcje wizualizacji i rejestracji: wszystkie parametry informacyjne i parametry sygnalizacyjne wyświetlane są na trendach i wykresach mnemonicznych stacji operatorskiej; wszystkie informacje

Stanowisko PC dyspozytora

Adapter SHV/K8-485

Dedykowane linie telefoniczne

Kontrolerzy KP

Ryż. 4. Schemat blokowy kompleksu

parametry, parametry sygnalizacji, komendy sterujące są okresowo rejestrowane w bazie danych, jak również w przypadku zmiany stanu.

Funkcje alarmowe: przerwa w zasilaniu w skrzyni biegów; aktywacja czujnika zalania na przejściu i ochrona na przejściu; sygnalizacja z czujników granicznego (wysokiego/niskiego) ciśnienia w rurociągach oraz nadajników awaryjnych zmian stanu elementów wykonawczych (włącz/wyłącz, otwórz/zamknij).

Koncepcja systemu wspomagania decyzji

Nowoczesny zautomatyzowany system sterowania procesem (APCS) to wielopoziomowy system sterowania człowiek-maszyna. Dyspozytor w wielopoziomowym zautomatyzowanym systemie sterowania procesami odbiera informacje z monitora komputera i działa na obiekty znajdujące się w znacznej odległości od niego za pomocą systemów telekomunikacyjnych, sterowników i inteligentnych elementów wykonawczych. Tym samym dyspozytor staje się głównym bohaterem w zarządzaniu procesem technologicznym przedsiębiorstwa. Procesy technologiczne w energetyce cieplnej są potencjalnie niebezpieczne. Tak więc przez trzydzieści lat liczba zarejestrowanych wypadków podwaja się mniej więcej co dziesięć lat. Wiadomo, że w trybach stanu ustalonego złożonych systemów energetycznych błędy wynikające z niedokładności danych wyjściowych wynoszą 82-84%, z powodu niedokładności modelu - 14-15%, z powodu niedokładności metody - 2 -3%. Ze względu na duży udział błędu w danych wyjściowych występuje również błąd w obliczaniu funkcji celu, co prowadzi do znacznego obszaru niepewności przy wyborze optymalnego trybu pracy systemu. Problemy te można wyeliminować, jeśli rozważymy automatyzację nie tylko jako sposób na zastąpienie pracy ręcznej bezpośrednio w zarządzaniu produkcją, ale jako środek analizy, prognozowania i kontroli. Przejście od dyspozytorskiego do systemu wspomagania decyzji oznacza przejście do nowej jakości - inteligentnego systemu informatycznego przedsiębiorstwa. Każdy wypadek (z wyjątkiem klęsk żywiołowych) jest spowodowany błędem człowieka (operatora). Jednym z powodów jest stare, tradycyjne podejście do budowy złożonych systemów sterowania, nastawione na wykorzystanie najnowszych technologii.

osiągnięć naukowo-technicznych przy niedocenianiu konieczności stosowania metod zarządzania sytuacyjnego, metod integracji podsystemów sterowania, a także budowania efektywnego interfejsu człowiek-maszyna zorientowanego na osobę (dyspozytora). Jednocześnie przewiduje się przeniesienie funkcji dyspozytora do analizy danych, prognozowania sytuacji i podejmowania właściwych decyzji na komponenty inteligentnych systemów wspomagania podejmowania i realizacji decyzji (SSPIR). Koncepcja SPID obejmuje szereg narzędzi, które łączy wspólny cel – promowanie podejmowania i wdrażania racjonalnych i skutecznych decyzji zarządczych. SPPIR to interaktywny zautomatyzowany system, który działa jako inteligentny pośrednik, który obsługuje interfejs użytkownika w języku naturalnym z systemem ZAOA i wykorzystuje reguły decyzyjne odpowiadające modelowi i podstawie. Jednocześnie SPPIR pełni funkcję automatycznego śledzenia dyspozytora na etapach analizy informacji, rozpoznawania i prognozowania sytuacji. Na ryc. Na rysunku 5 przedstawiono strukturę SPPIR, za pomocą którego dyspozytor TS zarządza zaopatrzeniem w ciepło osiedla.

Na podstawie powyższego można zidentyfikować kilka rozmytych zmiennych językowych, które wpływają na obciążenie TS, a w konsekwencji na pracę sieci ciepłowniczych. Zmienne te podano w tabeli. 2.

W zależności od pory roku, pory dnia, dnia tygodnia, a także charakterystyki środowiska zewnętrznego jednostka oceny sytuacji oblicza stan techniczny i wymaganą wydajność źródeł energii cieplnej. Takie podejście pozwala rozwiązać problemy związane z oszczędnością paliwa w ciepłownictwie, zwiększeniem stopnia obciążenia głównych urządzeń oraz eksploatacją kotłów w trybach o optymalnych wartościach sprawności.

Budowa zautomatyzowanego systemu do rozproszonego sterowania dostawami ciepła miasta jest możliwa pod następującymi warunkami:

wprowadzenie zautomatyzowanych systemów sterowania kotłowniami kotłowni grzewczych. (Wdrożenie zautomatyzowanych systemów sterowania procesami w TS „Severnaya”

Ryż. 5. Struktura SPPIR kotłowni ciepłowniczej osiedla

Tabela 2

Zmienne językowe określające obciążenie kotłowni grzewczej

Zapis Nazwa Zakres wartości (zestaw uniwersalny) Pojęcia

^miesiąc Miesiąc od stycznia do grudnia sty, lut, mar, kwi, maj, cze, lip, sie, wrz, paź, lis , "gru"

T-tydzień Dzień tygodnia pracy lub weekendu „praca”, „urlop”

TSug Godzina od 00:00 do 24:00 „noc”, „rano”, „dzień”, „wieczór”

t 1 n.v Temperatura powietrza zewnętrznego od -32 do +32 ° С „niższa”, „-32”, „-28”, „-24”, „-20”, „-16”, „-12”, „- 8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "powyżej"

1" in Prędkość wiatru od 0 do 20 m/s "0", "5", "10", "15", "wyższa"

zapewniło obniżenie jednostkowego wskaźnika zużycia paliwa dla kotłów nr 13.14 w porównaniu do kotłów nr 9.10 o 5,2%. Oszczędności energii po zamontowaniu przemienników częstotliwości na napędach wentylatorów i oddymiaczy kotła nr 13 wyniosły 36% (zużycie jednostkowe przed odbudową - 3,91 kWh/Gcal, po odbudowie - 2,94 kWh/Gcal, a

nr 14 - 47% (zużycie jednostkowe energii elektrycznej przed odbudową - 7,87 kWh/Gcal., po odbudowie - 4,79 kWh/Gcal));

opracowanie i wdrożenie ASDKiUCTPiNS miasta;

wprowadzenie metod wsparcia informacyjnego dla operatorów SPW i ASDKiUCTPiNS miasta z wykorzystaniem koncepcji SPPIR.

BIBLIOGRAFIA

1. Shubin E.P. Główne zagadnienia projektowania miejskich systemów zaopatrzenia w ciepło. M.: Energia, 1979. 360 s.

2. Prochorenkow A.M. Przebudowa kotłowni grzewczych na podstawie kompleksów informacyjno-sterowniczych // Nauka proizvodstvo. 2000. Nr 2. S. 51-54.

3. Prochorenkow AM, Sovlukov A.S. Modele rozmyte w układach sterowania procesami technologicznymi agregatów kotłowych // Computer Standards & Interfaces. 2002 tom. 24. str. 151-159.

4. Mesarovich M., Mako D., Takahara Y. Teoria hierarchicznych systemów wielopoziomowych. M.: Mir, 1973. 456 s.

5. Prochorenkow A.M. Metody identyfikacji losowych charakterystyk procesów w systemach przetwarzania informacji // IEEE Transactions on instrumental and Measurement. 2002 tom. 51, nr 3. str. 492-496.

6. Prochorenkow AM, Kachala H.M. Przetwarzanie sygnałów losowych w cyfrowych przemysłowych systemach sterowania // Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. 2008. Nr 3. S. 32-36.

7. Prochorenkow AM, Kachala N.M. Wyznaczanie cech klasyfikacyjnych procesów losowych // Techniki pomiarowe. 2008 obj. 51, nr 4. str. 351-356.

8. Prochorenkow AM, Kachala H.M. Wpływ cech klasyfikacyjnych procesów losowych na dokładność przetwarzania wyników pomiarów // Izmeritelnaya tekhnika. 2008. Nr 8. S. 3-7.

9. Prochorenkow A.M., Kachala N.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. System informacyjny do analizy procesów losowych w obiektach niestacjonarnych // Proc. III IEEE Int. Warsztaty na temat inteligentnej akwizycji danych i zaawansowanych systemów obliczeniowych: technologia i aplikacje (IDAACS "2005). Sofia, Bułgaria. 2005. S. 18-21.

10. Methods of Robust Neuro-Fuzzy and Adaptive Control, Ed. N.D. Yegupova // M.: Wydawnictwo MSTU im. N.E. Bauman, 2002". 658 s.

P. Prochorenkow AM, Kachala N.M. Efektywność algorytmów adaptacyjnych strojenia regulatorów w układach regulacji poddanych wpływowi zakłóceń losowych // BicrniK: Naukowo-Techniczne. dobrze. Specjalna sprawa. Czerkaski Państwowy Technol. un-t.-Czerkask. 2009. S. 83-85.

12. Prochorenkow A.M., Saburow I.V., Sovlukov A.S. Utrzymanie danych dla procesów decyzyjnych pod kontrolą przemysłową // BicrniK: naukowo-techniczny. dobrze. Specjalna sprawa. Czerkaski Państwowy Technol. nie-t. Czerkask. 2009. S. 89-91.