3. Общие положения.

Система СУОРК (далее система) предназначена для автоматического управления, оптимизации работы и контроля при эксплуатации паровых и водогрейных котлов, работающих на природном газе, мазуте или пылеобразном топливе.

Внедрение системы позволит повысить эффективность производства тепловой энергии за счет реализации оптимальных режимов сжигания топлива, повышения производительности оборудования и оперативности управления технологическим процессом, внедрения энергоэффективных технологий, а также снизить аварийность и увеличить срок службы оборудования, уменьшить численность обслуживающего персонала и влияние человеческого фактора в производственном процессе и, одновременно, повысить экологические характеристики котельной и культуру производства.

Система СУОРК может применяться в:

• коммунальных (жилищнокоммунального хозяйства) котельных системах отопления и горячего водоснабжения с водогрейными котлами различной производительности от 1 до 100 Гкал/ч (мощность 1…116 МВт);

• промышленных котельных по выработке насыщенного или перегретого пара для технологических нужд и систем отопления предприятий и организаций с паровыми котлами производительностью до 75 т/ч (мощность до 50 МВт) типов ДЕ, ДКВР, К, БКЗ, работающими под разрежением (с вентиляторами и дымососами);

• котельных цехов тепловых паротурбинных электростанций ТПЭС, теплоэлектроцентралей ТЭЦ с паровыми и водогрейными котлами большой производительности до 400 т/ч, 200 Гкал/ч (мощностью до 300 МВт).

СУОРК в полной комплектации может автоматически управлять работой всех узлов и агрегатов котельной установки, в том числе — имеющими приводные асинхронные электродвигатели:

• тягодутьевыми устройствами — вентиляторами и дымососами;

• насосными агрегатами — сетевыми, подпиточными, рециркуляционными и др. насосами;

• запорной и регулирующей арматурой подачи топлива, воды, воздуха, отходящих газов (клапанами, задвижками, направляющими аппаратами, проч.).

4. Структура и конструктивные особенности системы суорк.

Комплекс технических средств СУОРК является материальной базой, на основе которой в совокупности с программой, составленной в соответствии с алгоритмами функционирования котла, реализуются задачи управления технологическим процессом и информационного обслуживания эксплуатационного персонала.

В зависимости от объекта установки и требований Заказчика система СУОРК может быть реализована на базе различных технических средств и иметь различную функциональность.

Структура СУОРК является иерархической и распределенной. Такое построение системы повышает ее живучесть, так как отказ отдельных технических средств на различных уровнях иерархии приводит лишь к отказу выполнения части функций системы.

Рис. 1 — Общая трехуровневая структурная схема СУОРК

ПЧ – преобразователь частоты.

На нижнем уровне располагаются датчики давления, перепада давления, температуры, уровня, исполнительные механизмы, блоки питания, электромагнитные пускатели, промежуточные реле, блоки бесперебойного питания, а также средства дистанционного управления (местные посты) исполнительными механизмами (задвижками, клапанами и др.), позволяющие оператору вести технологический процесс при неисправности СУОРК (для ручного аварийного режима работы или в процессе наладки).

В соответствии с требованиями Заказчика система СУОРК может функционировать с уже установленными технологическими датчиками и исполнительными устройствами, часть которых по причинам морального и физического износа может заменяться новыми или модернизироваться в соответствии с требованиями управления. Датчики, первичные преобразователи и исполнительные устройства могут не иметь унифицированных входных и выходных сигналов. При этом, решения о их модернизации и доработках оговариваются в ТЗ.

Датчики и первичные преобразователи размещаются по месту, непосредственно у технологического и электротехнического оборудования котла.

Логика управления реализуется на среднем уровне системы, где расположен основной модуль системы, базирующийся на промышленном программируемом контроллере производства Siemens (Германия) или Unitronics (Израиль), оснащенном необходимыми устройствами ввода/вывода информации. Выбор основного контроллера согласуется с Заказчиком и зависит от типа котла, количества и типа сигналов датчиков, а также от требований к функциональности и надежности работы всей системы СУОРК и ее подсистем.

Могут применяться следующие серии контроллеров (Siemens/Unitronics):

• Simatic S7-200/V120 — для котлов невысокой производительности и функциональности системы;

• Simatic S7-300/V230, V280 — для котлов средней и большой производительности с повышенной функциональностью системы;

• Simatic S7-400 — для котлов большой производительности (свыше 100 Гкал/час) с повышенной функциональностью системы, а также в тех случаях, где требуется повышенная надежность работы с обеспечением «горячего» резервирования контроллеров.

Все указанные контроллеры Unitronics имеют встроенные средства отображения (текстовой или ЖКИ-дисплей) и управления, поэтому надобность в дополнительной операторской панели практически отпадает. В качестве подобной альтернативы при установке контроллера Siemens может служить интегрированная система Simatic С7 со встроенным дисплеем и кнопочной клавиатурой.

По требованию Заказчика могут быть применены контроллеры производства OMRON (Япония) или Schneider (Франция).

Основной модуль представляет собой комплекс технических и программных средств. Контроллер выполняет функции сбора, обработки информации, управления, регулирования и защиты котла от нештатных ситуаций, подачи предупредительной и аварийной сигнализации, блокировок, выдачи сигналов в штатную котельную автоматику и др.

Конструктивно основной модуль контроллера выполнен в виде отдельного шкафа со своим пультом управления и панелью для отображения параметров. В состав шкафа входят все требуемые для функционирования блоки и модули контроллера, а также релейно-контакторная аппаратура управления исполнительными устройствами (при невысокой функциональности системы). Для доступа к электронным модулям и клеммам для подключения датчиков и исполнительных механизмов шкаф оборудован дверью с замком.

Для систем средней и высокой функциональности релейно-контакторная аппаратура размещается в отдельных шкафах автоматики, размещаемых рядом с существующим щитом котельной автоматики. Шкафы автоматики предназначены для непосредственного управления исполнительными и регулирующими устройствами. В одном шкафу может быть расположено оборудование силовой автоматики для управления 15-25 исполнительными устройствами. В качестве компонентов силовой автоматики используются, в основном, автоматические выключатели, контакторы, реле, бесконтактные полупроводниковые коммутирующие элементы производства фирм Siemens, Rade Koncar (Македония) и др.

При построении систем СУОРК средней и высокой функциональности (в том числе — при управлении группой котлов по схеме «главного регулятора») в качестве подсистем сбора информации с датчиков и первичных преобразователей могут использоваться станции распределенного ввода-вывода серии ЕТ200 пр-ва Siemens или модули удаленного ввода информации серий ADAM пр-ва Advantech. Станции и модули ADAM могут устанавливаться рассредоточено, в непосредственной близости к существующим клеммным соединениям цепей датчиков. Обмен информацией между ними и основным модулем осуществляется по интерфейсу RS-485 с помощью витой пары.

В каждом конкретном случае реализации системы конструкция и наполнение шкафов может изменяться.

В верхний уровень системы входят средства, реализующие функции отображения информации в различной форме, ее архивирование и запись, а также функции дистанционного управления основным модулем контроллера (средний уровень) путем прямого регулирования ИУ или изменения параметров и уставок регулирования ИУ.

Техническим средством реализации верхнего уровня является автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора на базе персонального компьютера (рабочей станции) или промышленного компьютера (для повышения надежности в ответственных применениях).

Компьютер снабжается всеми необходимыми модулями для реализации указанных Заказчиком функций. Операторская станция устанавливается на центральном посту управления котлом и связана с основным контроллерным модулем по сети Ethernet.

Для повышения надежности функционирования верхнего уровня системы может устанавливаться дополнительная операторская станция для дублирования функций и «горячего» резервирования.

Система СУОРК надежно интегрируется с существующей автоматикой безопасности котла. При этом установленная автоматика управления (регулирования) на котле по согласованию с Заказчиком выводится в «холодный» резерв, либо демонтируется.