Управление модульной котельной

Основной деятельностью пред­приятия ОДОРАНТ (г. Смоленск) яв­ляется разработка, создание новых, а также модернизация устаревших систем автоматического управления котельных, включающих в себя, как правило, несколько водогрейных котлов. До недавнего времени ор­ганизация использовала приборы ОВЕН только с жестко прописанной логикой (ТРМ1, 2ТРМ1, ТРМ10, ТРМ12, ТРМ32, САУ-МП и т. п). Эти приборы имеют неоспоримые преимущества, подтвержденные временем – надеж­ность, простота настройки, удобство эксплуатации, удобная система нави­гации с быстрым доступом к нужно­му параметру. Однако современный уровень развития производства и технологий диктует все новые тре­бования не только к оборудованию, но и к системам управления: это, как минимум, расширенный функционал, возможность смены алгоритма уп­равления и эксплуатации удаленных объектов, создание распределенных систем управления с элементами ре­конфигурации контуров управления и диспетчеризации контролируемых параметров. Наиболее подходящие для этих целей – приборы со свобод­но программируемой логикой, напри­мер, такие как контроллер ОВЕН ПЛК.

АСУ модульной котельной

Компания ОДОРАНТ создала но­вую автоматизированную систему управления для модульной котель­ной на базе двух водогрейных котлов ИШМА-100. Система была реализо­вана на базе приборов ОВЕН (рис. 1) следующей комплектации:

• программируемый логический конт­роллер ПЛК100.24.К-М;
• панель оператора ИП320;
• модули расширения МВА8 и МДВВ;
• блок питания БП30Б-Д3;
• датчики температуры ДТС3225-РТ100.В2 и ДТС125-50М. 2.60;
• датчики давления ПД100-ДИ0.6-1,0.И.11.

Включенные параллельно в отопи­тельный контур котлы могут работать, как совместно, так и поочередно – в зависимости от температуры наружно­го воздуха. На каждом из котлов име­ется встроенная автоматика, которая контролирует работу газовых горелок и поддерживает температуру теплоно­сителя в соответствии с заданной ус­тавкой. Управление котельной может вестись как с панели оператора ОВЕН ИП320, которая находится непосредс­твенно на объекте и установлена на щите автоматики, так и с удаленного компьютера по интерфейсу Ethernet. На мнемосхеме (рис. 2), созданной в среде CoDeSys, графически отобража­ется состояние основного оборудо­вания котельной в режиме реального времени.

Режимы управления модульной котельной

При подаче питания автоматика по умолчанию устанавливает ручное управление с одновременным вклю­чением прибора контроля загазо­ванности помещения. Режим ручного управления используется исключи­тельно для проверки работоспособ­ности оборудования котельной при пуско-наладочных и регламентных работах.

Переход в автоматический ре­жим возможен только после розжи­га горелки одного из котлов. В этом режиме осуществляется автомати­ческое регулирование температуры воздуха в отапливаемом помещении по двухпозиционному закону в соот­ветствии с уставкой, предваритель­но заданной оператором.

Эмпирическим путем было уста­новлено, что при понижении темпера­туры наружного воздуха ниже -10 0С мощности одного котла уже недоста­точно для поддержания температуры воздуха в помещении на уровне от +20 0С и выше. В этом случае произво­дится запуск второго котла.

В режиме автоматического уп­равления возможно проведение следующих операций:

• автоматическое поддержание тем­пературы воздуха в отапливаемом помещении;
• включение/выключение второго котла;
• закрытие клапана подачи газа;
• штатный останов котельной.

Большое значение для обеспече­ния бесперебойной работы любой ав­томатической системы имеет постоян­ный мониторинг состояния датчиков. В случае их неисправности система переводится в состояние ОСТАНОВ_ КОТЕЛЬНОЙ. При этом программа пользователя производит идентифи­кацию текущей ошибки, код ошибки записывается в соответствующий ре­гистр ПЛК с последующим выводом полученной информации на панель оператора ИП320.

Система аварийной сигнализации

Сигналы аварийной сигнализации подразделяются на критические и некритические. При возникновении первых система управления котель­ной осуществляет перевод оборудования в состояние ОСТАНОВ_КОТЕЛЬ­НОЙ, а кнопка-индикатор ПИТАНИЕ блокируется на включение до момен­та устранения причины, приведшей к нештатной ситуации. К критическим аварийным сигналам относятся:

• загазованность помещения котель­ной по СО/СН4;
• повышенное или пониженное дав­ление газа;
• повышенное или пониженное дав­ление теплоносителя;
• перегрев обоих котлов;
• падение температуры теплоносите­ля в двух котлах ниже порога рабо­чего диапазона;
• авария двух циркуляционных на­сосов;
• перегрев одного из котлов при па­дении температуры теплоносителя ниже порога рабочего диапазона в другом.

К некритическим сигналам отно­сятся:

• падение температуры теплоносителя в первом или во втором котле;
• авария одного из циркуляционных насосов;
• перегрев одного из котлов.

При появлении перечисленных сигналов котельная продолжает ра­ботать, как в штатном режиме, с той лишь разницей, что блокируется на включение то устройство, в котором возникла некритическая ситуация. Когда причиной остановки оборудо­вания явилось несколько некрити­ческих ситуаций, они запоминаются в порядке возникновения, это облег­чает обслуживающему персоналу по­нимание случившегося и поиск неис­правностей.

Работа циркуляционных насосов

Работа системы циркуляционных насосов модульной котельной осу­ществляется в двух режимах: штат­ном и дополнительном. Диагностика работоспособности каждого цирку­ляционного насоса во всех режимах ведется по наличию или отсутствию заданного оператором порогово­го значения перепада давления на входе и выходе насоса. В штатном режиме насосы включаются пооче­редно, одновременно запускается таймер, отсчитывающий время, не­обходимое для стабилизации дав­ления воды. Мониторинг работос­пособности проводится в течение всего времени, пока насос работает. В случае отказа система отключает неисправный насос и выдает соот­ветствующую информацию и инди­кацию на панель ИП320 и удаленный компьютер, после чего переключает работу котельной на второй насос. Если и второй насос оказывается неисправным, то ПЛК выдает коман­ду на закрытие клапана подачи газа, а через предварительно заданное оператором время производится перевод оборудования в состояние ОСТАНОВ_КОТЕЛЬНОЙ.

В дополнительном режиме оба насоса включаются одновременно. Это обусловлено потребностью со­здания бо'льшего перепада давления теплоносителя в зимнее время для обеспечения его улучшенной цир­куляции. В дополнительном режиме также осуществляется про­верка работоспособности насосов и, в случае отказа одного из них, произво­дится отключение первого насоса. После этого, в со­ответствии с алгоритмом, заложенным в ПЛК, анали­зируется сложившаяся си­туация, и если был отклю­чен исправный насос, то он вновь включается, а не­исправный – выключается, в противном случае допол­нительного переключения насосов не происходит.

Заключение

Созданная система управления модульной котельной характеризу­ются высокими показателями надеж­ности и функциональности. Эффект от ее внедрения проявляется в виде снижения потребления энергоре­сурсов и эксплуатационных затрат, а также значительного повышения про­изводительности труда сотрудников за счет комфортных условий работы. Компания ОДОРАНТ готова к сотруд­ничеству со всеми заинтересованны­ми лицами по вопросам тиражиро­вания описанного в статье готового решения.