Автоматизация ЦТП

    Система разрабатывается как единый аппаратно-программный комплекс распределенной архитектуры, оборудование которого представлено в виде трехуровневой иерархии (рис. 1):

    Рис.1. Обобщенная структурная схема системы  автоматизированного управления насосной станцией 
 
 
 
 
 
 
 

    Аппаратная  часть комплекса строится на основе продукции мировых лидеров в области промышленной автоматизации.

    Реализация  алгоритмов функционирования насосов  и электрозадвижек возлагается на промышленные контроллеры.

    Функции взаимодействия “оператор-система” выполняет  рабочая станция – IBM-совместимый  персональный компьютер.

    Управление  в контуре интеллектуального  электронного оборудования “привод  – контроллер – рабочая станция” реализовано по межмашинному интерфейсу RS-232, RS-422, RS-485.

    Для контроллера и рабочей станции должно быть разработано прикладное программное обеспечение, которое может быть адаптировано под конфигурацию оборудования конкретной насосной станции. Диалог оператора с системой реализован в естественной форме мнемонических изображений в SCADA-системе. Так же следует предусмотреть архивирование основных параметров технологического процесса и состояния насосных агрегатов.

          Конструктивно основные устройства системы выполняются  по модульному принципу в виде монтажных  шкафов (кроме датчиков и рабочей  станции оператора) различной степени  защиты от поражения персонала и от влияния внешней среды.

    Следует так же учитывать необходимость  замены старых приборов измерения на новые с цифровыми выходами это  обусловлено:

    1. В отопительной технике используются чугунные нагревательные приборы (радиаторы). Их допустимое давление не превышает 0.6 МПа. Превышение указанного предела может привести к авариям в отопительных установках. Это существенно снижает надежность и усложняет эксплуатацию систем теплоснабжения крупных городов, так как при большой протяженности тепловых сетей и большом числе присоединенных абонентских установок с разнородной тепловой нагрузкой расходы воды в сети и связанные с ними потери давления могут изменяться в широких пределах.  При этом уровень давлений в сети может превысить предел, допустимый для абонентских установок.

      В тех случаях когда разность  между допустимым давлением в тепло потребляю ших приборах  и  расчетным давлением в тепловой сети невелика, даже небольшие повышения давления в тепловой сети, вызванные, например, аварийным отключением насоса на подстанции или непроизвольным перекрытием клапана в сети, могут привести к разрыву приборов в отопительных установках абонентов. Чтобы осуществлять контроль за изменением давления в трубах мы и заменяем манометры.

    2. Датчики температуры будут использованы для отслеживания температуры воды в прямой трубе, обратной трубе и после подмешивания к горячей воде подающей линии охлажденной воды обратной линии. Необходимость этого заключается в том, что благодаря знаниям температуры воды можно будет избежать аварий связанных с пределом температуры воды для отопительных установок. Также датчик температуры будет установлен на трубу горячего водоснабжения после того, как вода пройдет через теплообменник. С помощью регулятора температуры и датчикам температуры станет возможным распределение по корпусу воды определенной температуры.

          При автоматизации  процесса работы ЦТП одной из поставленных задач является регулирования темперы  в зависимости от температуры  окружающей среды, этот процесс является новым на ЦТП и его следует рассмотреть более подробно.

    Система регулирования температуры теплоносителя в зависимости от температуры окружающей среды компенсирует перепады температуры, одновременно поддерживая гидравлический баланс системы отопления.

    Регулирование реализуется по заданному температурному графику отопления с учетом реальных измеренных значений температур наружного  воздуха. При этом система автоматически  производит коррекцию выбранного температурного графика.      
 
 

1. Клапан трехходовой 
2. Механизм электрический исполнительный МЭИ 
3. Устройство управления типа "ТЕПЛУР"

4.Датчик температуры теплоносителя в обратном трубопроводе 
5.Датчик температуры наружного воздуха 
6.Датчик температуры теплоносителя в подающем трубопроводе 

    Выбор КТС нижнего уровня АСУ ТП.

Группы  КТС в составе нижнего уровня:

1. Датчик измерения  давления

    Основные  критерии выбора:

Дополнительное условие: датчик должен быть предназначен для измерения избыточного давления.

    Сравним несколько датчиков

     Основываясь на данные приведенные в таблице выбираем датчик давления Rosemount 3051S.

     В датчиках давления Rosemount 3051S применяется  конструкция SuperModule. Она представляет собой полностью герметичный  узел, обеспечивающий самую высокую  защиту от проникновения пыли и воды (IP68). В состав узла входит плата электроники и емкостный преобразователь давления, выполненный по сенсорной технологии Saturn. Основной и дублирующий сенсоры емкостной ячейки, выполненные по этой технологии, увеличивают надежность работы датчика и значительно улучшают метрологические характеристики.

     С 2007 г. датчики доступны в беспроводном исполнении, что позволяет увеличить  количество собираемой информации для  более эффективного управления.

Применение  принципа масштабируемой архитектуры в датчике позволяет встраивать дополнительные платы расширения и модули, что увеличивает функциональность датчика, обеспечивает удобство диагностики, снижает стоимость обслуживания. 

Измеряемые  среды: жидкости, в т.ч. нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси.

Диапазоны измеряемых давлений:

     минимальный 0-0,025 кПа;

     максимальный 0-68,9 MПа

Диапазон  температур:

     окружающей  среды от -51 до 85°С;

     измеряемой  среды от -73 до 205°С

Выходные  сигналы:

     4-20/HART;

     Foundation Fieldbus;

     беспроводной HART-протокол

Основная  приведенная погрешность:

     ±0,025% (вариант Ultra);

     ±0,055% (вариант Classic)

Основная  относительная погрешность ±0,04 % (вариант Ultra for Flow)

     Диапазон  перенастройки пределов измерений 200:1, 100:1

     Наличие взрывозащитного исполнения

Внесены в Госреестр средств измерений  под №24116-02, сертификат №13768

2. Датчик измерения  расхода

    Основные  критерии выбора:

     Интеллектуальный  вихревой расходомер Rosemount 8800D принадлежит к известному семейству приборов Rosemount SMART FAMILY.

     Принцип действия: определение частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы. Частота вихрей пропорциональна объемному расходу.

Достоинства:

Опция MTA (встроенный температурный сенсор) позволяет измерять массовый расход насыщенного пара с компенсацией по температуре для технологического учета.

• 4-20 мА с цифровым сигналом на базе HART - протокола;
• частотно-импульсный с перенастраиваемой ценой и длительностью импульсов;
• Foundation fieldbus (FF)

• по цифровому и импульсному выходу: для жидкости ±0,65%, для пара, газа ±1,35%;
• по токовому выходу: дополнительно ±0,025% от диапазона

    3. Датчик измерения температуры

    Основные  критерии выбора: