Особенности автоматизированной системы диспетчерского управления зданиями БелГУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Особенности автоматизированной системы диспетчерского управления зданиями БелГУ

Доц. кафедры, канд. техн. наук Белоусов А.В.,

проф. кафедры, к.т.н. Потапенко А.Н.

аспирант Костриков С.В.

г. Белгород

Представлены структуры технологической сети и информационных связей созданной автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) распределенного комплекса зданий Белгородского государственного университета (БелГУ). Особенностью теплоснабжения этого комплекса является применение закрытой системы централизованного теплоснабжения при независимом присоединением отопительных систем зданий к наружным тепловым сетям.

Система энергоснабжения учебных заведений в основном состоит из тепло-, электро-, газо- и водоснабжения (горячего и холодного). В связи с тем, что основная доля коммунальных расходов в учебных заведениях приходится на тепловую энергию, важным направлением решения задач региональной программы энергосбережения стала реконструкция водоструйных элеваторных узлов с созданием автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) с системами автоматического регулирования и учета тепловой энергии на базе современного энергосберегающего оборудования. Для эффективного управления распределенными энергосистемами и инженерным оборудованием зданий, а также обеспечения экономии и рационального использования энергоресурсов основной упор был сделан на разработку АСДУ зданиями для Белгородского государственного технологического университета (БГТУ) им. В.Г. Шухова. Результаты исследований, связанные с разработкой и внедрением АСДУ распределенными энергосистемами зданий, вошли в состав демонстрационной зоны по энергосбережению БГТУ им. В.Г. Шухова [1, 2]. Следует отметить, что в системе Минобразования РФ только благодаря целевому бюджетному финансированию по программе «Энергосбережение Минобразования России на 1998-2005 годы» стало возможным развитие и внедрение такого типа автоматизированных систем для зданий образовательных учреждений. Актуальность направления этих работ определяется прежде всего тем, что Минобразования РФ входит в первую пятерку по уровню потребления энергоресурсов среди 80 федеральных ведомств (основных бюджетополучателей).

В настоящее время на нижнем уровне АСДУ распределенного комплекса зданий БГТУ им. В.Г. Шухова находятся 13 автоматизированных ИТП и 7 автоматизированных приточно-вентиляционных установок (ПВУ) и тепловых завес. Это позволило к концу 2003 года перевести 52% тепловых пунктов от их общего числа на автоматическое регулирование потребления тепловой энергии с общей тепловой нагрузкой в относительном выражении более 70% с учетом ПВУ. В 2002 году коммунальные расходы были снижены на 22%. Экономия тепловой энергии по вузу в абсолютном выражении составила около 4000 Гкал, причем за счет энергоэффективной работы автоматизированных ИТП она составила около 3000 Гкал или порядка 800 тыс. рублей [3].

Аналогичный проект разработан для Белгородского государственного университета (БелГУ). Основная цель проекта АСДУ для комплекса зданий БелГУ заключается в обеспечении энергоэффективного режима работы систем теплоснабжения зданий. В настоящий момент осуществлена реализация первой очереди АСДУ распределенными энергосистемами и инженерным оборудованием новых учебных корпусов (К1-К9) и общежития (З1), при этом структура технологической сети АСДУ зданий БелГУ представлена на рис. 1.

На рис. 1 введены следующие обозначения: Кi - обозначение учебного корпуса; Зi - обозначение общежития; ТП - обозначение автоматизированного ИТП; ПВУ - обозначение автоматизированного ПВУ; УВ1 - обозначение узла учета тепловой энергии на вводе тепловых сетей в БелГУ; Диспетчерская - обозначение центрального диспетчерского пункта управления АСДУ комплекса зданий БелГУ. Пунктиром на схеме показана связь по радиомодему с удаленным теологическим корпусом (К7) университета.

Рис. 1 Структура технологической сети АСДУ зданий БелГУ

информационный автоматизированный диспетчерский управление

Теплоснабжение зданий БелГУ включает следующие инженерные системы: отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и ПВУ. Особенностью систем теплоснабжения комплекса зданий БелГУ является применение закрытой системы централизованного теплоснабжения зданий при независимом присоединением отопительных систем зданий к наружным тепловым сетям. Под закрытой системой централизованного теплоснабжения зданий понимается применение высокоскоростных водоподогревателей в системе ГВС, например, пластинчатого типа, как правило, 2-х ступенчатых. Независимое присоединение отопительных систем зданий к наружным тепловым сетям определяется использованием теплообменников. Следует отметить, что автоматизированные ИТП, включают системы автоматического регулирования (САР) отопления, САР ГВС и узлы учета тепловой энергии.

Локальные САР отопления нижнего уровня АСДУ обеспечивают экономию и рациональное использование тепловой энергии в помещениях зданий путем изменения расхода теплоносителя в системе с учетом температурного графика подачи теплоносителя, температуры наружного воздуха и температуры внутри зданий. Локальные САР отопления являются двухконтурными, что повышает динамическую устойчивость и точность регулирования.

Локальные САР горячего водоснабжения обеспечивают стабилизацию заданной температуры в системах ГВС зданий путем изменения расхода теплоносителя в 2-х ступенчатом теплообменнике. Особенность САР горячего водоснабжения заключается в том, что она реализована для закрытой системы централизованного теплоснабжения и имеет высокоскоростной водоподогреватель. Локальные САР горячего водоснабжения являются одноконтурными и функцонируют по пропорциональному закону регулирования.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизация ПВУ, состоящих из воздухонагревателей (калориферов) и вентиляторов, заключается в управлении потоками теплоносителя и воздуха по заданному алгоритму. На рис. 2 представлена основа структуры информационных связей для АСДУ комплекса зданий БелГУ.

Нижний уровень АСДУ включает САР отопления, САР горячего водоснабжения, САР приточно-вентиляционными установками, а также узлы учета энергопотребления (тепловой энергии, ГВС и холодного водоснабжения (ХВС)). На среднем уровне АСДУ расположен специализированный контроллер телеметрии, предназначенный для передачи сигналов управления и сбора информации с локальных контроллеров, регуляторов нижнего уровня и датчиков технологических параметров. На верхнем уровне АСДУ расположено автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера, состоящее из персонального компьютера и SCADA-программного обеспечения.

На АРМ диспетчера функционируют следующие программные модули: среда для программирования контроллеров среднего уровня (Soft-Logic верхнего уровня), которая взаимодействует с программным обеспечением контроллера телеметрии (Soft-Logic нижнего уровня), среда разработки и среда выполнения InTouch, сервер ввода-вывода Modbus и программное обеспечение, позволяющее публиковать информацию о функционировании АСДУ в Интернет и локальной вычислительной сети (ЛВС). Взаимодействие между программными компонентами осуществляется по протоколу DDE. Обмен между средним и верхним уровнем осуществляется по протоколу Modbus. В связи с тем, что учебные корпуса БелГУ распределены на территории и находятся на значительном удалении, в структуре технологической сети присутствуют несколько сегментов сети, соединенных при помощи радиомодемов.

При возникновении внештатных ситуаций кроме визуального отображения на АРМ предусмотрены следующие методы оповещения диспетчера: оповещение путем посылки SMS через Интернет и телефон, подключенный к серверу; оповещение через городскую телефонную сеть, используя специально разработанную автоматическую систему оповещения (АСО) - автономное устройство на микроконтроллере, устанавливаемое непосредственно в ИТП.

Локальная САР отопления обеспечивает экономию и рациональное использование энергоресурсов и создает комфортные условия в помещениях учебного корпуса путем изменения расхода теплоносителя с учетом температурного графика, температуры наружного воздуха и температуры внутри корпуса.

В созданной АСДУ предусмотрены возможности наблюдения за работой системы, регулирования работы энергохозяйства, получения информации для анализа и выработки рекомендаций по стратегии управления энергетическими объектами с любого компьютера локальной сети с целью экономии энергоресурсов, доступ специалистов из отдела планирования к информации функционирования АСДУ.

Литература

1. Потапенко А.Н., Белоусов А.В., Потапенко Е.А. Автоматизированная система контроля и управления распределенными энергосистемами и инженерным оборудованием и исследования объектов нижнего уровня// В сб. докл. междунар. конф.: Датчики и системы (International Conference. Sensors & Systems. Proceedings). Санкт-Петербург: Изд - во СПбГТУ, Т. 2, 2002. С. 105-109.

2. Потапенко Е.А., Воробьев Н.Д., Потапенко А.Н. Мониторинг систем отопления в составе автоматизированной системы диспетчерского управления// «Известия вузов. Проблемы энергетики» №5-6, 2003 г. С.120 -123.

3. Потапенко А.Н. Белоусов А.В., Потапенко Е.А. Вопросы эффективности и особенности развития АСДУ распределенными энергосистемами зданий образовательного назначения// Журнал «Энергоэффективность: Опыт, проблемы, решения». Вып. 3. 2003. С. 58-67.

Размещено на Allbest.ru