Автоматизирование теплового пункта здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание существующего положения

1.1 Тепловые пункты

тепловой логический контроллер программный

Основным элементом систем отопления и горячего водоснабжения являются тепловые пункты.

Тепловые пункты подразделяются на:

· индивидуальные тепловые пункты (далее по тексту - ИТП), служащие для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части;

· центральные тепловые пункты (далее по тексту - ЦТП) выполняющие те же функции что и ИТП для двух зданий или более.

При реконструкции систем теплоснабжения, рекомендуется применять современное оборудование, отличающееся компактностью, предусматривающее работу в полностью автоматическом режиме и обеспечивающее экономию до 30% энергии, по сравнению с оборудованием, применявшимся в 50-70 гг. В современных тепловых пунктах обычно используется независимая схема подключения систем отопления и горячего водоснабжения, выполненная на базе пластинчатых теплообменников. Для управления тепловыми процессами используются электронные регуляторы и специализированные контроллеры.

В подавляющем большинстве случаев, при реконструкции старых систем теплоснабжения и создании новых, целесообразно применять индивидуальные тепловые пункты (ИТП). В состав типового ИТП обычно включается система автоматического управления и узел учета тепловой энергии.

Вопрос минимизации объема средств, затрачиваемых на реконструкцию системы теплоснабжения, является крайне важным, т.к. его грамотное решение в значительной степени определяет экономическую эффективность данного энергосберегающего мероприятия.

1.2 Описание теплового пункта корпуса Электротехнического факультета ПНИПУ

Узел учета расхода тепловой энергии должен быть выполнен по индивидуальному проекту. Должно обеспечиваться считывание из архива тепловычислителя по интерфейсам RS485 или Ethernet следующих параметров в цифровой форме:

· температура прямой сетевой воды;

· температура обратной сетевой воды;

· расход сетевой воды;

· расход холодной воды для ГВС;

· давления в прямом трубопроводе;

· расход энтальпии (тепловой энергии).

Тепловычислитель должен иметь один из универсальных протоколов обмена: MODBUS RTU, BACnet MS/TP.

Система отопления должна производить:

1. Аналоговое измерение температуры:

· наружного воздуха;

· воздуха в контрольном помещении;

· температура прямой отопительной воды;

· температура обратной отопительной воды на выходе смесительно-повысительных насосов;

· давление в обратном трубопроводе на выходе смесительно-повысительных насосов;

2. Контроль и регулирование температуры в системе отопления, которые осуществляются контроллером в комплекте с датчиками температуры, регулирующим трехходовым клапаном с электроприводом и смесительно-повысительным насосом с ЧРЭП.

3. Ограничение потребления сетевой воды заданным значением с приоритетностью ГВС в часы пик.

4. Предусмотреть автоматическое снижение температуры в помещении в ночные часы и в выходные дни.

Система ГВС:

1. Производить измерение температуры:

· горячей воды на выходе из теплообменника;

· обратной горячей воды на выходе циркуляционного насоса

2. Контроль и регулирование температуры в системе ГВС по ПИ-закону, которые осуществляются контроллером в комплекте с датчиками температуры и регулирующим клапаном с электроприводом, который поддерживает температуру в подающем трубопроводе системы ГВС в соответствии с суточным заданием. Выходы импульсного регулятора для управления электроприводом двухходового клапана - 0-220 В «Больше сетевой воды» или «Меньше сетевой воды».

3. Предусмотреть отключение в системе ГВС в ночные часы и в выходные дни.

Управление насосами:

1. Управление аналоговым сигналом 0-10 В скоростью ЧРЭП циркуляционных насосов ГВС в автоматическом режиме в функции рассогласования температур на выходе теплообменника и на выходе циркуляционного насоса.

2. Управление аналоговым сигналом 0-10 В скоростью ЧРЭП смесительно-повысительных насосов ГВС в автоматическом режиме в функции рассогласования температур прямой отопительной воды и обратной отопительной воды на выходе смесительно-повысительных насосов.

3. Смена рабочего и резервного насосов через заданные интервалы времени.

4. Включение резервного насоса при выходе из строя рабочего.

5. Предусмотреть остановку двигателей насосов и переключение одного или двух насосов системы в ручной режим.

1.4 Схема модернизированного ИТП

Исходя из вышеперечисленных требований, схема модернизированного ИТП будет выглядеть следующим образом.

Рисунок 1.2 - Схема модернизированного ИТП

Данная схема предусматривает контролирование следующих параметров:

Аналоговые:

· Температура прямой отопительной воды - 1;

· Температура обратной отопительной воды - 1;

· Температура прямой воды системы ГВС - 1;

· Температура воды системы ГВС после циркуляционных насосов - 1;

· Температура обратной сетевой воды с теплообменника системы ГВС - 1;

· Температура наружного воздуха - 1;

· Температура воздуха в помещении - 1;

· Давление в обратном сетевом трубопроводе.

Дискретные:

· Состояние пускателей работы циркуляционных насосов дискретные сигналы блок-контактов «Включено-отключено» - 4;

· Сигналы реле перепада давления - 2.

В качестве управляющих воздействий используются следующие сигналы:

Аналоговые:

· задание скорости смесительно-повысительного насоса 1 - 0ч10 В;

· задание скорости смесительно-повысительного насоса 2 - 0ч10 В;

· задание скорости циркуляционного насоса 1 - 0ч10 В;

· задание скорости циркуляционного насоса 2 - 0ч10 В.

Дискретные:

· включить-отключить смесительно-повысительный насос 1;

· включить-отключить смесительно-повысительный насос 2;

· включить-отключить циркуляционный насос 1;

· включить-отключить циркуляционный насос 2;

Широтно-импульсная модуляция:

· перемещение трехходового клапана отопления «Больше сетевой воды 1»;

· перемещение трехходового клапана отопления «Меньше сетевой воды 1»;

· перемещение двухходового клапана ГВС «Больше сетевой воды 2»;

Перемещение двухходового клапана ГВС «Меньше сетевой воды 2».

Выбранная в данной главе схема модернизированного теплового пункта будет обеспечивать качественное регулирование всех технологических параметров. При этом она является достаточно простой и надёжной в эксплуатации и не требует вложения огромных средств при её проектировании и монтаже.

2. Описание и выбор программируемого логического контроллера

В этой главе мы будем производить выбор программируемого логического контроллера. Будем выбирать контроллер исходя из того условия, что он будет применяться для управления тепловым пунктом и в нём будут реализовываться алгоритмы управления, основанные на теории нечёткой логики.

Также при выборе стоит учитывать и другие факторы. Такие как:

- производительность контроллера;

- надёжность контроллера;

- простота разработки программного обеспечения для него;

- стоимость.

Полный обзор существующих контроллеров рассмотрен в приложении А к данной ВКР.

3. Описание среды разработки программного обеспечения для контроллеров МЗТА

3.1 Программно-технический комплекс «КОНТАР»

Назначение программы «КОНГРАФ»

Программа «КОНГРАФ» входит в состав программно-технического комплекса «КОНТАР» и предназначена для разработки функциональных алгоритмов управления к контроллерам и модулям «КОНТАР» (производство МЗТА).

Рисунок 3.1 - Контроллер МЗТА МС-12

Программа дает пользователю (инженеру по автоматизации) возможность на доступном технологическом языке функциональных блоков запрограммировать свою задачу.

Требуемый для управления объектом функциональный алгоритм разрабатывается с помощью встроенной в программу библиотеки функций.

Программа позволяет произвести отладку всего алгоритма или его части, и устранить ошибки до загрузки в приборы при помощи встроенного симулятора. После разработки алгоритма проводится его компиляция, результатом которой являются файлы с исполняемым кодом (они загружаются в сами приборы).

3.2 Работа с программой «КОНСОЛЬ»

Назначение программы

Программа «КОНСОЛЬ» входит в состав программно-технического комплекса «КОНТАР» и предназначена для работы с контроллерами и модулями «КОНТАР».

«КОНСОЛЬ» представляет собой инструментальное средство, которое дает возможность пользователю (инженеру по автоматизации, интегратору, наладчику) производить наладку приборов, управление ими, контроль состояния.

3.3 Работа с программой «КОНТАР АРМ»

тепловой логический контроллер программный

Назначение программы

Программа «КОНТАР АРМ» входит в состав программно-технического комплекса «КОНТАР» и предназначена для работы с контроллерами и модулями «КОНТАР» (производство МЗТА).

«КОНТАР АРМ» представляет собой инструментальное средство, которое дает возможность пользователю (инженеру по автоматизации, интегратору, наладчику) разрабатывать и эксплуатировать автоматизированное рабочее место диспетчера.

«КОНТАР АРМ» является гибкой автоматизированной рабочей станцией оператора, предназначенной для решения широкого круга задач диспетчеризации. Она позволяет работать как с простыми и понятными не специалисту схемами, так и с довольно сложными задачами, включая управление технологическим процессом, построение трендов, архивирование тревог и параметров, контроль действий пользователя.

Отсутствие таких сдерживающих факторов, как высокая стоимость оборудования, высокая стоимость и сложность освоения программного обеспечения, непрогнозируемые расходы на диспетчеризацию, существенно выделяют ПТК «КОНТАР» на фоне аналогичных систем (в том числе и Российских).

Данная программа наиболее часто применяется для мониторинга и управления оборудованием объектами теплоснабжения. Контроль и управление оборудованием осуществляются через локальную сеть с помощью мнемосхемы, расположенной на мониторе персонального компьютера.

АРМ позволяет выполнять следующие функции:

· Работа с несколькими сетями контроллеров в рамках одного проекта диспетчеризации.

· Создание мнемосхем, как из готовых, так и из пользовательских блоков.

· Разделение прав доступа для работы с мнемосхемой объекта.

· Изменение параметров «по расписанию» в заданное время.

· Отображение архивируемых параметров в виде графиков.

· Звуковое оповещение в случае тревоги.

· Ведение архива (в т.ч. архива тревог).

Программное обеспечение осваивается в кратчайшие сроки, для этого достаточно немного знать компьютер и понимать решаемую задачу.

Гибкость системы позволяет ее легко интегрировать как в новые, так и в уже эксплуатирующиеся объекты.

Масштабируемость позволяет легко наращивать систему, как в рамках объекта, так и в составе сети.

Отображения на экране SCADA-системы:

· Отопительного графика;

· Графика сетевой обратной воды;

· Задания температуры прямой воды системы отопления по графику с учетом всех коррекций;

· Температура прямой сетевой воды;

· Задания температуры сетевой обратной воды по графику;

· Температура фактическая обратной сетевой воды;

· Задания температуры сетевой обратной воды по графику;

· Недельной коррекции температуры прямой воды системы отопления;

· Суточной коррекции температуры прямой воды системы отопления;

· Температуры прямой воды системы ГВС с учетом всех коррекций;

· Температура воды ГВС после циркуляционных насосов

· Температуры обратной сетевой воды с теплообменника системы ГВС;

· Недельной коррекции температуры прямой воды системы ГВС;

· Суточной коррекции температуры прямой воды системы ГВС.

Размещено на Allbest.ru