Автоматизированная система управления технологическим процессом

В ИТП обеспечивается контроль следующих  узлов и параметров:

– состояние циркуляционных насосов;

– авария циркуляционных насосов;

– режим работы насосов;

– температура сетевой воды;

– давление сетевой воды;

– расход сетевой воды;

– расход подпиточной воды;

– температура сетевой воды на входе и выходе подогревателей;

– давление сетевой воды на входе и выходе подогревателей;

– температура в контуре ГВС;

– давление в системе ГВС;

– температура в контуре отопления;

– давление в контуре отопления;

– опрос счётчика тепло энергии.

Основным источником тепла, поступающего в ИТП, является городская теплосеть. На входе в ИТП находятся два преобразователя расхода, которые подключены к коммерческому счётчику тепла Вист. Обмен данными между теплосчетчиком и АРМ оператора производится по протоколу MODBUS RTU. На АРМ также выводится информация о состояниях насосов ГВС и ЦО посредством снятия с них унифицированных сигналов через ECL Comfort 301 — электронный регулятор  температуры, который регулирует подачу теплоносителя через теплообменник в системы ГВС и ЦО. Обмен данными между электронным регулятором температуры и АРМ оператора производится по интерфейсу RS-485 по протоколу MODBUS RTU. На рисунке показана схема, которая является принципиальной, поэтому не может содержать всех элементов, необходимых для систем отопления.

Рисунок 2 – Принципиальная схема  ГВС

Так же на прямом и обратном трубопроводе установлены унифицированные датчики  давления, которые заведены на модуль аналогового ввода МВА (производства фирмы ОВЕН). Далее по интерфейсу RS-485 по протоколу ОВЕН опрашивается контроллером ПЛК 100 (производства фирмы ОВЕН), и выводится на панель оператора в помещении ремонтного персонала. Обмен данными между АРМ оператора и контроллером осуществляется через ОРС-сервер СоdeSys по производственной сети Ethernet.

2.3 Диспетчеризация вентиляции

Системы вентиляции предназначены  для притока свежего воздуха  и удаления вредных примесей, образующихся в закрытом помещении (углекислого газа, пыли и т.п.). Помимо этого, системы вентиляции осуществляют очистку, подогрев, охлаждение или увлажнение приточного воздуха.

Рисунок 3 – Кадр мнемосхемы системы управления вентиляции

Автоматика системы вентиляции осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков температуры. Зачастую подобные устройства монтируются в помещениях и воздуховодах. В совокупности представленные датчики позволяют отслеживать состояние, ресурс, а также аварийные режимы работы оборудования.

Система комплексной автоматизации  и диспетчеризации вентиляции обеспечивает управление установкой по заданному алгоритму:

– с АРМ оператора инженерных систем;

– со щита локальной автоматики;

– по заданной временной программе установки.

Среди функций диспетчеризации  вентиляции и кондиционирования  следует отметить следующие:

– индикация параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;

– извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;

– оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуациях;

– запуск аварийной вентиляции при пожаре для удаления дыма (осуществляется в случае срабатывания пожарной сигнализации);

– поддержание параметров воздуха в соответствии санитарным нормам;

– защита установки от замораживания в холодный период года;

– регулирование температуры воздуха, проникающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;

– перевод систем как приточной, так и вытяжной вентиляции в режим энергосбережения в часы пониженных нагрузок;

– отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения вентиляционно-вытяжных установок.

В системе вентиляции обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

– состояние приточно-вытяжных вентсистем;

– состояние вытяжных вентиляторов;

– авария вентсистемы;

– засорение фильтра;

– заморозка системы;

– температура уличного воздуха;

– температура приточного воздуха на выходе системы приточной вентиляции;

– температура теплоносителя после калорифера;

– степень открытия регулировочного клапана;

– дистанционное управление вентиляторами с пульта оператора.

Контроллерный уровень выполнен на контроллере ТРМ 133 (производство фирмы ОВЕН). Связь между ТРМ 133 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер по RS-485.

2.4 Диспетчеризация системы освещения

В системе освещения обеспечивается контроль следующих параметров:

– контроль освещения лестничных пролётов;

– контроль освещения по этажно;

– контроль за дежурном освещением;

– контроль освещения фасада.

Контроль за освещением может, осуществляется как с операторского места, так и в помещении дежурного электрика посредством панели оператора серии Delta DOP — АЕ (производство фирмы Delta).

Контроллерный уровень выполнен на контроллере ПЛК 154 и дискретного  модуля вывода МВУ (производство фирмы  ОВЕН). Связь между ПЛК 154 и МВУ  осуществляется по RS-485, с панелью оператора по RS-232 интерфейсу. Связь между ПЛК 154 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер СоDeSys по производственной сети Ethernet.

 

2.5 Кондиционирование

Кондиционирование серверной. реализовано  на прецизионных кондиционерах.

Назначение систем кондиционирования  — это поддержание заданного  микроклимата (во всем здании, отдельном блоке или отдельном помещении). Системы кондиционирования воздуха предназначены для охлаждения/нагрева и частичного осушения/увлажнения воздуха при создании комфортных условий для людей, находящихся в посещениях и стабильной работы серверов.

Система работает по сигналам с датчиков температуры, устанавливаемых в помещениях.

Система комплексной автоматизации  и диспетчеризации кондиционирования  обеспечивает управление установкой по заданному алгоритму:

– с АРМ оператора инженерных систем;

– с локальных панелей управления;

– по заданной временной программе установки.

Система комплексной автоматизации  и диспетчеризации обеспечивает:

– индикацию параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;

– извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;

– оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуациях;

– регулирование температуры воздуха, проникающего в помещения;

– перевод системы в режим энергосбережения по сигналам сдатчиков;

– отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения кондиционирующих установок.

Контроллерный уровень управления выполнен на контроллере Carel mAC (производства Италия) и адаптере snmp/http Web-Gate™. Встроенная функция Web-сервера с использованием стандартного HTTP-протокола дает возможность получать информацию через Web-интерфейс посредством Web-браузера с любого компьютера локальной (или глобальной) вычислительной сети, а связь с SCADA системой TRACE MODE не осуществляется. На рисунке 4, который приведён ниже, отображена страница оператора.

Рисунок 4 – Станция оператора  кондиционирования системы

Адаптер Web-Gate является малогабаритным микропроцессорным устройством, предназначенным  для интеграции климатического оборудования, управляемого встроенными контроллерами Carel, в стандартные вычислительные сети Ethernet, использующие протокол TCP/IP.

Так же отображён экран оператора  с экраном-мнемосхемой, на котором  отображена воздушная завеса, её работа и показания, которые доступны оператору.

Рисунок 5 – Экран оператора  «Воздушная завеса»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы была создана и внедрена автоматизированная система диспетчерского контроля и управления (СДКУ) системами вентиляции и теплоснабжением на предприятии.

Если раньше большая часть действий осуществлялась вручную, требовав много  времени, то теперь система практически  все делает сама. Общий принцип состоит в том, что система автоматически осуществляет диспетчеризацию систем теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования и освещения. А именно предоставляет информацию, о ходе технологического процесса контролируемого объекта на цветных экранах мониторов в реальном масштабе времени в графическом виде, с использованием мнемосхем и анимации, а также обеспечивает дистанционное управление и поддержание режимов работы технологического оборудования инженерных систем.

 Выполнена работа на SCADA TRACE MODE профессиональная версия.

 

 

 

 

 

 

Список  использованных источников

1 Андреев, Е. Б., Куцевич Н.  А. SCADA-системы [Текст] / Е. Б. Андреев,  Н. А. Куцевич. – М.: РТСофт, 2004. – 176 с.

2 Левин, В. М. Расходомеры малых  расходов для схем промышленной автоматики [Текст] / В. М. Левин. – М.: Эксмо, 2012. – 75 с.

3 Кремлевский, П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ [Текст] / П. П. Кремлевский. – М.: Политехника, 2002. – 416 с.

4 Шорников, Е. А. Расходомеры  и счетчики газа, узлы учета  [Текст] / Е. А. Шорников. – М.: Политехника, 2003. – 136 с.

5 SCADA [Электронный ресурс]: Свободная  энциклопедия "Википедия". – Амстердам, 2001. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/SCADA. – Загл. с экрана.

6 ZetView [Электронный ресурс]: ZetLab. – Москва, 2006. – Режим доступа: http://www.zetms.ru/catalog/programs/scada/. – Загл. с экрана.

7 Winlog Pro [Электронный ресурс]: Winlog Pro. – СПб, 2008. – Режим доступа: http://www.winlogscada.ru/. – Загл. с экрана.

8 Wonderware InTouch HMI [Электронный ресурс]: Wonderware. – Москва, 2006. – Режим доступа: http://www.wonderware.ru/htm/Wonderware%20HMI-SCADA.htm. – Загл. с экрана.

9 ЛЭРС УЧЕТ [Электронный ресурс]: Хабаровский Центр Энергоресурсосбережения.  – Хабаровск, 2003. – Режим доступа: http://www.lers.ru/soft/. – Загл. с экрана.

 10 Хартов, В. Я. Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих [Текст] / В. Я. Хартов. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. – 280 с.

11 Хофманн, М. Микроконтроллеры  для начинающих [Текст] / М. Хофманн.  – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 304 с.

12 Fargo Maestro 100 [Электронный ресурс]: OneGSM. – Москва, 2009. – Режим доступа: http://www.onegsm.ru/show_good.php?idtov=1200. – Загл. с экрана.

13 Руководство пользователя Fargo Maestro 100 [Электронный ресурс]: Rainbow Technologies. – Москва, 1992. – Режим доступа: http://www.rtcs.ru/supplier_article_detail.asp?supplier=26&id=174. – Загл. с экрана.

14 SprutNet RS232 [Электронный ресурс]: BitCord. – Москва, 2009. – Режим доступа: http://gprs-system.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=12&Itemid=1. – Загл. с экрана.

15 Руководство по SprutNet RS232 [Электронный ресурс]: "Завод "СТАРОРУСПРИБОР". – Старо Русса, 2012. – Режим доступа: http://www.staroruspribor.ru/files/catalog/gallery/1100/1169/4.pdf. – Загл. с экрана.

16 Руководство по СПТ-941 [Электронный  ресурс]: ООО "ЭКС". – Новосибирск, 2007. – Режим доступа: http://www.ekssibiri.ru/content/files/941_10-11_re.pdf. – Загл. с экрана.

17 СПТ-941 [Электронный ресурс]: Современные  приборы. – Ижевск, 2008. – Режим  доступа: http://www.sovpribor.ru/catalog/rashod/registr-vychisl/1412-spt-941. – Загл. с экрана.

 18 Руководство по ТМК-Н30 [Электронный ресурс]: Компания "Городок". – Уссурийск, 2012. – Режим доступа: http://fprim.ru/userfiles/file/Rukovodstva/re_TMK-H30_(28_06_2011).pdf. – Загл. с экрана.

19 ТМК-Н30 [Электронный ресурс]: КИПиА.  – Москва, 2011. – Режим доступа: http://www.kipia.info/teploschetchiki/tmk-n30/. – Загл. с экрана.

20 ВКТ-7 [Электронный ресурс]: "Теплоком-Сервис  М". – Москва, 2009. – Режим доступа: http://www.teplocom.msk.ru/catalog/teplovich/vkt_7/. – Загл с экрана.

21 Руководство по ВКТ-7 [Электронный ресурс]: НПО "Наука". – Чебоксары, 2012. – Режим доступа: http://www.nponauka.com/uploads/instructions/BKT7.pdf. – Загл. с экрана.

22 ТСРВ-026М [Электронный ресурс]: ЗАО "Взлет". – Санкт-Петербург, 1990. – Режим доступа: http://www.vzljot.ru/catalogue/details?id=152. – Загл. с экрана.

23 ЭРСВ [Электронный ресурс]: ЗАО  "Взлет". – Санкт-Петербург, 1990. – Режим доступа: http://www.vzljot.ru/catalogue/details?id=6. – Загл. с экрана.

24 Метран 300ПР [Электронный ресурс]: Научно-производственное объединение "Карат". – Екатеринбург, 2008. – Режим доступа: http://www.uraltech.ru/view_text_cat/id/200. – Загл. с экрана.

25 ВПС [Электронный ресурс]: НПО  "ПромПрибор". – Калуга, 1992. –  Режим доступа: http://www.prompribor-kaluga.ru/produktsiya/preobrazovateli-rashoda/preobrazovatel-rashoda-vihrevoy-elektromagnitny-vps/. – Загл. с экрана.