Микрол

Так уж у нас сложилось, что все развитие, теперь уже не существующей страны, базировалось на трех китах: укрупнении, увеличении и наращивании. Мы все время что-то наращивали, гнались за Западом по количеству «чего-то там» на душу населения, строили самые большие корабли и самолеты, преуспевали в гонке вооружений… У нас было все самое-самое: самое счастливое детство, самая обеспеченная жизнь, и впереди – самое светлое будущее. Ресурсы у нас считались если и не бесконечными, то хватить их точно должно было надолго. И вопросом экономии всерьез никто и не занимался.

Но ничто не вечно. И тогдашнее укрупнение производства, наращивание его мощностей и увеличение потребности в сырье стало одной из причин столь сложного состояния экономики Украины. А теперешний кризис еще раз доказал неустойчивость и невысокую стабильность функционирования отраслей промышленности нашей страны.

Кризис не обошел стороной и энергетику государства, а в частности, как одно из ее составляющих, централизованное теплоснабжение. Ведь в наследство нам достались крупные котельные и разветвленная сеть с множеством тепловых пунктов, с устаревшим технологическим оборудованием и довольно изношенными приборами КИПиА. С технологической частью сделать что-либо существенное (в плане модернизации) возможности пока нет по банальной причине отсутствия необходимых финансов. А вот заменить средства КИПиА можно и нужно. Ведь от качества функционирования управляющих приборов напрямую зависит как надежность контура автоматизации, так и значение КПД установок в целом, что, в свою очередь, определяет уровень экономии топливно-энергетических ресурсов.

Учитывая возможный объем отпущенных средств на модернизацию АСУ ТП, использование зарубежных приборов будет несколько проблематичным. Тогда возникает резонный и справедливый вопрос: что ж использовать? Причем, очень желательно, чтоб отечественного производства с минимумом головной боли при проектировании, монтаже и в пусконаладке? Есть ли такие приборы?

Оказывается, что такая возможность существует, существует решение подобной проблемы, причем, не одно. Одним из вариантов является использование отечественных многофункциональных контроллеров МИК-52 (рис.1) производства предприятия «МИКРОЛ» (г. Ивано-Франковск, www.microl.ua). В данной статье речь пойдет о целой системе автоматизации, построенной на базе таких контроллеров.

Рис. 1. Многофункциональный контроллер МИК52 производства "МИКРОЛ"

Объектом являются тепловые пункты КПП «Комсомольсктеплоэнерго» (в данном случае – это ЦТП-10 и ЦТП-12). Сами тепловые пункты представляют собой промежуточные звенья между источником теплоты и потребителями в системах теплоснабжения народного хозяйства, именно они обеспечивают горячей водой микрорайоны города. Упрощенная технологическая схема теплового пункта представлена на рис.2.

Рис. 2. Упрощенная технологическая схема теплового пункта

Суть поставленной задачи: необходимо обеспечить автоматическое управление всеми контурами тепловых пунктов и вести удаленный мониторинг и управление работой системы автоматизации в центральном пункте аварийно-диспетчерской службы.

Теперь кратко о протекании техпроцесса отдельно взятого ЦТП. Холодная вода подается в теплообменник первой ступени с помощью насосов. В теплообменнике вода подогревается и поступает в теплообменник второй ступени, из которого она выходит уже подготовленной к подаче в сеть горячего водоснабжения микрорайона.

Теплоноситель с центральной городской котельной частично поступает в первый и второй теплообменники, подогревая горячую воду, а также частично поступает напрямую в сеть отопления микрорайона. Соотношение регулируется с помощью поворотных заслонок 1 и 2.
Давление горячей воды на микрорайон и перепад давления теплоносителя регулируются частотными преобразователями Danfoss VLT 6000.

Кроме того, на ЦТП задействован дополнительный насос, задача которого, путем подмешивания в подающий трубопровод системы отопления теплоносителя из обратного трубопровода, не допускать возникновения перетапливания – повышения температуры теплоносителя в подающем трубопроводе выше значения, установленного температурным графиком. Количество подмешиваемого теплоносителя регулируется поворотной заслонкой 3.

Для реализации вышеуказанной задачи было принято решение использовать контроллер МИК-52. Его возможности позволяют осуществлять управление тремя поворотными заслонками типа «Баттерфляй», оборудованными электроприводами, включением/выключением подмешивающего насоса, управлять работой частотного преобразователя VLT 6000, который в соответствии с сигналом контроллера задействует одно из трех предустановленных заданий. Кроме того, ресурсы и возможности контроллера позволяют добавлять в систему АСУ ЦТП еще немало узлов и систем управления, что является не маловажным фактором в дальнейшем усовершенствовании системы.

В качестве приборов измерения и контроля были использованы датчики давления Danfoss MBS 3000, датчики температуры ТСМУ производства предприятия «Элемер». Структурная схема АСУ ЦТП представлена на рис.3.

Рис. 3. Структурная схема системы АСУ ТП центрального теплового пункта

Связь между автоматизированными объектами и центральным аварийно-диспетчерским пунктом предприятия осуществляется системой беспроводной передачи данных «Squide», разработанной предприятием «МИКРОЛ». Данная система реализует маршрутизацию потоков данных в сетях GSM с использованием технологии GPRS, что позволяет объединить удаленные объекты в единое информационное пространство, поддерживать постоянную связь, контролировать и  управлять в режиме реального времени. (рис.4).

Рис. 4. Связь между автоматизированными объектами и центральным аварийно диспетчерским пунктом посредством системы Squide

Для связи с центральным аварийно-диспетчерским пунктом и визуализации данных используется SCADA система «Visual Intellect», разработанная предприятием «МИКРОЛ». Применение «Visual Intellect» обеспечивает удобство, простоту и наглядность в процессе дистанционного контроля всей системы, формирования разнообразных отчетов, создания и просмотра архивов. Система обладает дружественным интерфейсом, благодаря чему персонал аварийно-диспетчерского пункта может выполнять свои обязанности без специального обучения. Окно среды исполнения SCADA-системы Visual Intellect представлено на рис.5, где показан один из трех действующих на данный момент объектов КПП «Комсомольсктеплоэнерго».

Перечень функций, выполняемых АСУ ЦТП:

• Поддержание температуры горячей воды на микрорайон в заданных пределах от 50 до 60 оС с точностью ±1 оС путем управления поворотными заслонками «Баттерфляй».
• Отключение насоса горячей воды, управляемого частотным преобразователем, при снижении давления холодной воды на входе в ЦТП ниже 1.0 атм.
• Ступенчатый запуск насоса горячей воды для предотвращения порывов трубопроводов при пуске.
• Снижение давления горячей воды на микрорайон в ночное время до 3,5 атм. и плавное повышение давления горячей воды на микрорайон до рабочего 4,2 атм. в дневное время.
• Управление работой подмешивающего насоса для предотвращения перетапливания в зависимости от температуры теплоносителя на выходе из ЦТП и температуры наружного воздуха.
• Передача сигнала на диспетчерский пункт в случае проникновения на ЦТП.
• Передача сигнала на диспетчерский пункт в случае затопления ЦТП.
• Передача на диспетчерский пункт сигнала об отклонении от нормы значений контролируемых параметров, остановке, аварийной ситуации на ЦТП.
• В перспективе планируется добавить в систему контроль фаз.

Заключение

Система автоматизации, построенная на базе продукции производства предприятия «МИКРОЛ», достойно показала себя в эксплуатации на предприятии КПП «Комсомольсктеплоэнерго» в течение отопительного сезона 2009-2010.

Как видите, переделка системы автоматизации центрального теплового пункта, хоть и не является значительной с аппаратной точки зрения, несет в себе кардинальные качественные изменения процесса управления объектом, значительную экономию ресурсов за счет более интеллектуальной и рациональной работы контуров ЦТП, а также - возможность удаленного мониторинга и управления. Причем, все это – с минимумом финансовых затрат (к примеру, контроллер МИК-52, задействованный на ЦТП-10, стоит 5376 грн) и на базе отечественной техники (если не считать датчиков давления и частотного преобразователя, хотя и здесь есть варианты, к примеру, продукция корпорации «Триол»). Кроме того, такая система не является жестко фиксированной, и, при необходимости, ее функциональность может быть еще более расширена.