главнаяотчеты по проектамотраслевые решенияАвтоматизированные с ... ЭИ-Сибирь" (3 часть) / 2010 г.

Автоматизированные системы контроля и управления в тепловых сетях на базе контроллеров семейства TREI-5B, г. Новокузнецк, "ТРЭИ-Сибирь" (3 часть)

Настоящая информация подготовлена по результатам работы группы инженеров ООО «ТРЭИ-Сибирь» по внедрению автоматизированных систем управления, контроля и учёта тепла в городских сетях горячего водоснабжения городов Кемерово и Новокузнецка. Разработка материалов – ведущий инженер Скорытченко М.В. Редактор – ген.директор «ТРЭИ-Сибирь» Пупышев В.Н.

3. Обзор автоматизированных систем тепловых сетей, внедренных фирмой ООО «ТРЭИ-Сибирь»

Разработка, пуск и наладка автоматизированных систем тепловых сетей были произведены специалистами фирмы ООО «ТРЭИ-Сибирь».

3.1. Информационно-управляющий комплекс ОДГ УТС «Кузбассэнерго», г. Новокузнецк

В состав комплекса входят:

ПНС-11
— четыре узла учета теплоносителя в зимний период, установленных в колодцах вне помещения ПНС-11 (диаметр трубопровода Ду1000, используются погружные расходомеры V-Bar 910);
— два узла учета теплоносителя в летний период, установленных в помещении ПНС-11 (диаметр трубопровода Ду500, используются электромагнитные расходомеры Promag 50P);
— узел учета теплоносителя в смесительной линии, установленный в помещении ПНС-11 (диаметр трубопровода Ду250, используется электромагнитный расходомер Promag 50P);
— каждый узел учета теплоносителя укомплектован датчиком давления, датчиком температуры, манометром и термометром;
— 25 электрифицированных задвижки;
— 8 высоковольтных сетевых насосных агрегата;
— каждый насосный агрегат укомплектован 2-мя датчиками давления, 2-мя манометрами, 2-мя датчиками температуры подшипников, 2-мя датчиками вибрации;
— программируемый контроллер TREI-5B-02, установленный в помещении операторной ПНС-11;
— станция оператора-машиниста, установленная в помещении операторной ПНС-11.

ПНС-15
— два узла учета теплоносителя, установленных в помещении ПНС-15 (диаметр трубопровода Ду300, используются электромагнитные расходомеры Promag 50P);
— датчик давления, установленный на всасе сетевых насосов подающего трубопровода;
— датчик давления, установленный на нагнетании сетевых насосов обратного трубопровода;
— программируемый контроллер TREI-5B-02, установленный в помещении ПНС-15;
— панель оператора, вмонтированная в дверцу шкафа контроллера.

ЦТП-35
— два узла учета теплоносителя, установленных в тепловой камере рядом со зданием ЦТП-35 (диаметр трубопровода Ду300, используются электромагнитные расходомеры Promag 50P);
— программируемый контроллер TREI-5B-02, установленный в помещении ЦТП-35.

ЦТП-53
— два узла учета теплоносителя, установленных в помещении ЦТП-53 (диаметр трубопровода Ду250, используются электромагнитные расходомеры Promag 50P);
— программируемый контроллер TREI-5B-02, установленный в помещении ЦТП-53.

ЦТП-67
— два узла учета теплоносителя, установленных в помещении ЦТП-67 (диаметр трубопровода Ду400, используются электромагнитные расходомеры Promag 50P);
— программируемый контроллер TREI-5B-02, установленный в помещении ЦТП-67.
Центральная диспетчерская:
— программируемый контроллер TREI-5B-02, установленный в помещении службы АСУ;
— две станции диспетчера, установленные в помещении центральной диспетчерской.
— станция инжиниринга, установленная в помещении службы АСУ.

Управление информационно-управляющим комплексом осуществляется с мнемосхем станций оператора или диспетчера, а также при помощи функциональной клавиатуры. При первоначальной загрузке станции диспетчера на экран монитора выводятся следующие мнемосхемы: «Меню», «Текущие значения», «Протокол сообщений системы». Постоянно на экране находятся: «Меню», с которой вызываются другие мнемосхемы, и «Протокол сообщений системы», в него записываются все тревоги. Переключение между мнемосхемами станции диспетчера производится при помощи кнопок с соответствующими надписями, расположенными в левой части экрана (мнемосхема “Меню”), или функциональной клавиатуры.
Мнемосхемы
 
Рис. 6
 
С мнемосхемы “Меню” можно вызвать следующие мнемосхемы (Рис. 6):

Параметры:
• Текущие значения
• Статистика
Графики:
• ПНС-11
• ПНС-15
• ЦТП-35
• ЦТП-53
• ЦТП-67
Технологическая схема:
• ПНС-11
• ПНС-15
• ЦТП-35
• ЦТП-53
• ЦТП-67
Отчетные документы:
• Суточный отчет
• Статистика
• Температурный график


По температурному графику рассчитывается заданная температура в подающем и обратном трубопроводах и рассчитанные значения выводятся на мнемосхеме «Меню». Для работы инженера АСУ возможен выход из системы реального времени при помощи кнопок «Регистрация пользователя» и «Выход». При квитировании всех тревог в «Протоколе сообщений» звуковая сигнализация выключается. При появлении новой тревоги она включается автоматически и отключается при ее квитировании. Нажатие на кнопку принудительно включает/отключает звуковую сигнализацию.
Нажатие на кнопку «Переключение режима» позволяет диспетчеру выбрать зимний или летний режим работы системы. При этом на мнемосхемах «Текущие значения» и «Статистика» появляется надпись, показывающая выбранный режим работы. Если включен зимний режим, то ведется коммерческий учет параметров на узлах №1-4, установленных на ПНС-11.

В летний период учет по узлам №1-4 отключается, а в работу вводятся узлы №5 и №6. Для переключения режима работы системы в зимний или летний период диспетчеру необходимо ввести пароль. На мнемосхему «Текущие значения» выведена следующая информация (Рис. 8):
• текущие значения давление, температура, расход, количество тепла в подающем трубопроводе ПНС-11, ЦТП-35, ЦТП-53, ЦТП-67 (P1, T1, G1, Q1);
• текущие значения давление, температура, расход, количество тепла в обратном трубопроводе ПНС-11, ЦТП-35, ЦТП-53, ЦТП-67 (P2, T2, G2, Q2);
• текущие значения разности расходов и количества тепла в подающем и обратном трубопроводах
(∆G = G1 - G2, Q = Q1 - Q2);
• температура воды в подающем трубопроводе в город (Т3);
• давление воды в подающем трубопроводе в город (P3);
• давление воды в обратном трубопроводе из города (P4);
• расход воды в смесительной линии (Gсм).
 
Рис. 7 Протокол событий
 
 
Рис. 8 Мнемосхема «Текущие значения»
 






В мнемосхеме «Протокол событий» в хронологическом порядке в текстовой форме выводятся сообщения обо всех событиях, произошедших в системе (Рис. 8).
Протокол событий разбит на следующие колонки:
Квит. – показывает квитировано сообщение или нет;
Дата/Время начала - показывает когда произошло событие;
Значение – показывает какое значение имеет данная переменная;
Событие – показывает какое событие произошло в системе.

В системе предусмотрено формирование и выдача на дисплей следующих типов событий:
1) Сообщения о технологической сигнализации:
• сигнализация по верхней предупредительной границе
• сигнализация по нижней предупредительной границе
• сигнализация по верхней предаварийной границе
• сигнализация по нижней предаварийной границе
• возврат переменной в норму
• недостоверность контролируемой переменной
• изменение состояния дискретной переменной из 0 в 1
• изменение состояния дискретной переменной из 1 в 0
• сигнализация перехода дискретной переменной из 0 в 1
• сигнализация перехода дискретной переменной из 1 в 0
• управление выходным дискретным сигналом (переход из 0 в 1)
• управление выходным дискретным сигналом (переход из 1 в 0)

2) Сообщения по диагностике контроллеров и электрооборудования:
ошибки задач связи по каналам
ошибки в работе модулей и мастер-модуля
ошибки в интерфейсе ST-BUS
изменение состояния насоса (включен, отключен, схема собрана, работа, резерв, не включился, не выключился,)
изменение состояния задвижки (открыта, закрыта, открытие, закрытие, уплотнение, вкл/откл. вводного автомата, нет подтверждения хода)
• сигналы аварийной ситуации
• наличие питания от аккумулятора или от сети ~220 В
• низкий уровень заряда батареи аккумулятора

Все события имеют цветовую и звуковую сигнализацию.
- переменная находится в норме
- предупредительная сигнализация переменной
- аварийная сигнализация переменной, отклонение переменной от нормы
- изменение состояния
- ошибки, сбой связи, устройства, станции, доступа, нет данных.

При появлении нового события в «Протоколе сообщений», строка этого сообщения мигает соответствующим цветом. Приняв новое сообщение, диспетчер должен квитировать (подтвердить получение) данную сигнализацию. При этом время появления сообщения и его квитирования записывается в сводку тревог. Возможно квитирование одной тревоги или всех тревог сразу. Новое сообщение записывается в верхнюю строку «Протокола событий» остальные события смещаются вниз. Для удобства просмотра всех тревог необходимо выделить поле «протокола сообщений» и при помощи кнопок со стрелками прокручивать протокол вверх или вниз.

 
Рис. 9 Мнемосхема "Статистика"
 
На мнемосхеме «Статистика» показаны все основные накопительные параметры со всех объектов (Рис. 9):
— Количество часов работы контроллера за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего (Т, ч);
— Количество тепла в подающем трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего (Q1, Гкал);
— Количество тепла в обратном трубопроводе за текущие сутки, месяц, предыдущие сутки, месяц и всего (Q2, Гкал);
— Расход в подающем трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего (G1, т);
— Расход в обратном трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего (G2, т);
— Разность количества тепла за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего (∆Q, Гкал);
— Разность расходов за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего (∆G, т);
— Средняя температура в подающем трубопроводе за текущие, предыдущие сутки (t1ср, °С);
— Средняя температура в подающем трубопроводе за текущие, предыдущие сутки (t2ср, °С);
— Время запуска контроллера (Старт).
Графики
 
Рис. 10 Окно выбора графиков с параметрами ПНС-11
 
Для того чтобы просмотреть графики по какому-нибудь объекту, необходимо вызвать окно с выбором параметров этого объекта (Рис. 10), нажав на соответствующую надпись на мнемосхеме «Меню» в разделе «Графики». Графики делятся на три группы значений: текущие значения, суточные значения и архивные данные. Для просмотра графика необходимо щелкнуть левой клавишей мыши на требуемом параметре (температура, давление, расход, количество тепла). При вызове графиков с функциональной клавиатуры необходимо выбрать группу значений (Текущие значения, Суточные значения и Архивных данные), при этом выбранная группа подсвечивается. После этого вызывается график необходимого параметра (t-температура, P-давление, G-расход, Q-количество тепла).

График текущих значений показывает значения переменной за последние 10 мин (Рис. 11). Существует возможность выбора одного из параметров, чтобы его график находился поверх всех остальных, для этого требуется подвести курсор мыши к кнопке выбора и нажать левую клавишу. Существует возможность просмотра значения переменной в определенный момент времени. Для этого требуется подвести курсор мыши к линии прокрутки и перевести в требуемое значение времени. Для закрытия графика нужно щелкнуть левой клавишей мыши по кнопке закрытия в правом нижнем углу окна.
 
Рис. 11 График «Текущие значения»
 
 
Рис. 12 График «Суточные значения»
 
График суточных значений показывает значения переменной за текущие и предыдущие сутки (Рис. 12). Для просмотра параметров за текущие или предыдущие сутки необходимо щелкнуть левой клавишей мыши на соответствующей кнопке, выбранная на данный момент кнопка подсвечивается. График архивных данных показывает значения переменной за любые сутки (Рис. 13). При первом открытии окна графика, показывается график за текущие сутки. Для просмотра графика за определенное число необходимо щелкнуть левой клавишей мыши на кнопке «Выбора даты» и, в появившемся окне (Рис. 14), выбрать необходимые число и месяц. Существует возможность просмотра отдельной переменной. Для этого в выпадающем меню окна выбора параметра (Рис. 15) можно выбрать необходимый параметр.
 
Рис. 13 График «Архивные данные»
 
 
Рис. 14 Окно выбора даты
 
Прокрутка графика осуществляется при помощи следующих кнопок:
— график прокручивается с двойной кратностью от общей длительности (например, если общая длительность 24 часа, то график прокрутится на 12 часов);
— график прокручивается с кратностью 4 от общей длительности.
 
Рис. 15 Окно выбора параметра
 
Диспетчер имеет возможность распечатать график архивных данных.
 
Рис. 16 Мнемосхема «Технологическая схема ПНС-11»
 
На мнемосхеме «Технологическая схема ПНС‑11», показаны все основные механизмы (задвижки, насосы), узлы учета тепла, колодцы и часть технологических параметров (Рис. 16).

На мнемосхеме отображается следующая сигнализация:
• открытия люков колодцев №1, №2, №3, №4, №5, №6 ПНС-11;
• открытия входных дверей №1, №2 ПНС-11.

Отображение состояния и режимов работы задвижек:
- задвижка находится в среднем положении (нижний прямоугольник красный и зеленый);
- задвижка открыта (нижний прямоугольник зеленый);
- задвижка закрыта (нижний прямоугольник красный);
- аварийная ситуация превышение хода задвижки или нет подтверждения хода (мигает красным верхний прямоугольник);
-задвижка открывается (мигает зеленым нижний прямоугольник);
-задвижка закрывается (мигает красным нижний прямоугольник);
- вводной автомат задвижки выключен (верхний прямоугольник желтый, когда включен зеленый, см. выше).

Отображение состояния и режимов работы насосов:
- насос не включился, не выключился или токовая отсечка (внутри круг красного цвета);
- насос включен (треугольник красного цвета);
- насос выключен (треугольник зеленого цвета);
- схема насоса разобрана (кромка круга желтого цвета, когда собрана зеленого цвета, см. выше).

В текстовом поле каждого насоса показывается режим работы: Работа, Резерв или Ручной. Диспетчер имеет возможность включения или отключения режима управления исполнительными механизмами ПНС-11. Для этого необходимо нажать кнопку Включить/Отключить в верхнем левом углу мнемосхемы. При включении режима управления, для увеличения быстродействия системы, диспетчер будет получать данные только с ПНС-11.

Данные с других объектов поступать не будут. Изменение режима управления доступно только при вводе пароля. Если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому узлу учета тепла, то появится окно отображающее значения параметров по данному узлу: значения температуры, давления, текущего расхода, суммарного расхода (накопительный), количество тепла (Рис. 17). С этого же окна можно вызвать оперативный график по основным параметрам (Рис. 18).
 
Рис. 17 Окно узла учета тепла
 
 
Рис. 18 Оперативный график текущего расхода
 
При нажатии левой клавишей на требуемой задвижке вызывается окно «Управление задвижкой». Окно “Управление задвижкой” служит для отображения информации о состоянии задвижки, а также для управления этой задвижкой (открытия и закрытия задвижки) (Рис. 19).
Управление насосом
Окно имеет два информационных поля:
1) Состояние схемы задвижки:
• схема собрана;
• схема разобрана.

2) Состояние задвижки:
• открытие задвижки;
• закрытие задвижки;
• среднее положение задвижки;
• превышение хода задвижки;
• нет подтверждения хода задвижки.
 
Рис. 19 Прибор управления задвижкой
 
 
Рис. 20 Прибор управления насосом
 
Управление задвижкой осуществляется при помощи кнопок: Открыть, Закрыть и Стоп. При нажатии левой клавишей на требуемом насосе вызывается окно «Управление насосом». Окно “Управление насосом ” служит для отображения информации о состоянии насоса, а также для управления насосом (включения и выключения) (Рис. 20).

Окно имеет три информационных поля:
1) Состояние схемы насоса:
• Схема собрана;
• Схема разобрана.

2) Состояние насоса:
• Насос не включился;
• Насос не отключился;
• Аварийное отключение насоса.

3) Режим работы насоса:
• Ручной;
• Работа;
• Резерв.

Дополнительно на приборе управления насосом показываются значения тока нагрузки и давление на выходе насоса. Чтобы вызвать мнемосхемы «Насосы на подаче» и «Насосы на обратке» нужно подвести курсор мыши к соответствующей надписи на мнемосхеме ПНС-11 и нажать левую клавишу (Рис. 21).
 
Рис. 21 Мнемосхема «Насосы на обратке»
 
На этих мнемосхемах показаны все технологические параметры, относящиеся к соответствующей группе насосов:
  • Насос включен/отключен;
  • Расход до и после насоса;
  • Ток двигателя насоса;
  • Температура подшипника №1 и №2;
  • Давление до насоса и после насоса;
  • Виброскорость поперечная и осевая.
  • У диспетчера есть возможность просмотреть график всех этих параметров для каждого насоса отдельно. Для оперативного реагирования диспетчера на аварийные ситуации с насосами, в системе предусмотрено появление окон с аварийными сообщениями по каждому насосу (Рис. 22).

    Сообщения имеют цвет соответствующий технологической сигнализации.
    — переменная находится в норме,
    — предупредительная сигнализация,
    — аварийная сигнализация.
     
    Рис. 22 Окно аварийных сообщений насоса
     
    На мнемосхемах «Технологические схемы ЦТП-35, 67, 53» показаны все основные механизмы (без возможности управления ими), узлы учета параметров теплоносителя, сигнализация открытия входных дверей (Рис. 23а, 23б, 23в). Существует возможность просмотра графиков температуры, давления, текущего расхода на узлах учета теплоносителя за последние 10 минут. Мнемосхема «Суточная ведомость» выполнена согласно организации учета тепловой энергии теплоносителя по п.3.1.1. «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя».
     
    Рис. 23а
     
     
    Рис. 23б
     
     
    Рис. 23в
     
     
    Рис. 24 Мнемосхема «Суточная ведомость»
     
    На данной мнемосхеме отображается в табличном виде отчетный документ за сутки по всем технологическим объектам (Рис. 24). «Суточная ведомость» формируется в течение суток и записывается в файл. При первом открытии мнемосхемы показывается ведомость за текущие сутки по всем объектам. Информацию по необходимому объекту можно просмотреть, нажав соответствующую закладку. При необходимости можно вывести ведомость за любое число. Есть возможность распечатать ведомость по всем объектам или по каждому отдельно.

    Суточная ведомость состоит из двух таблиц. В первой таблице отображаются следующие параметры объектов:
    • Среднесуточная температура в подающем и обратном трубопроводе;
    • Среднесуточное давление в подающем и обратном трубопроводе;
    • Накопительное количество тепла в подающем и обратном трубопроводе за сутки;
    • Накопительный расход воды в подающем, обратном трубопроводе и подпитке за сутки;
    • Разность расходов (потребление воды) за сутки;
    • Разность количества тепла (потребление тепла) за сутки.
    Статистика
    Мнемосхема «Статистика» выполнена согласно организации учета тепловой энергии теплоносителя по п.3.1.1. «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя». На данной мнемосхеме выводится статистика по накопительным параметрам всех технологических объектов. При первом открытии мнемосхемы открывается документ, сформированный последний раз. При нажатии кнопки «Показать документ» формируется статистика на данный момент времени и при необходимости есть возможность вывести ее на печать.

    В документе выводятся следующие параметры системы:
     
    Рис. 25 Мнемосхема «Температурный график»
     
    • Количество часов работы контроллера за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего с начала отопительного сезона (Т, ч);
    • Количество тепла в подающем трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего с начала отопительного сезона (Q1, Гкал);
    • Количество тепла в обратном трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего с начала отопительного сезона (Q2, Гкал);
    • Расход в подающем трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего с начала отопительного сезона (G1, т);
    • Расход в обратном трубопроводе за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего с начала отопительного сезона (G2, т);
    • Разность количества тепла за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц, и всего с начала отопительного сезона (∆Q, Гкал);
    • Разность расходов за текущие сутки и месяц, предыдущие сутки и месяц и всего с начала отопительного сезона (∆G, т);
    • Средняя температура в подающем трубопроводе за текущие, предыдущие сутки (t1ср, °С);
    • Средняя температура в подающем трубопроводе за текущие, предыдущие сутки (t2ср, °С);
    • Время запуска контроллера (Старт).

     
    Рис. 26 Окно ввода пароля
     
    По всем описанным выше величинам ведется архив. Глубина архива ограничивается только размером жесткого диска станции диспетчера. С помощью температурного графика рассчитываются температуры в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от температуры окружающей среды (Рис. 25).

    Для предотвращения несанкционированных действий в системе предусмотрена защита паролями. При нажатии на кнопки, защищенные паролем, появляется окно ввода пароля (Рис. 26). Если введенный пароль правилен, то выполняется необходимое действие. Если пароль неверен, то появляется окно с сообщением об отказе в доступе. Все станции операторов и диспетчеров укомплектованы функциональными клавиатурами.
     
    Рис. 27 Функциональная клавиатура
     

    На функциональную клавиатуру выведены те же функции что и на мнемосхемы, а именно возможность управления задвижками, насосами, вызов всех мнемосхем, протокола сообщений, вывод документов на печать, квитирование тревог и отключение/включение звуковой сигнализации (Рис. 27).
     
      Навигация по странице:
     
    ^ Наверх ^ 145 мс