Автоматизация блочно-модульных котельных установок на оборудовании от компании “ПЛКСистемы”
Рассматривается применение современного контроллерного и сетевого оборудования компаний AutomationDirect, Korenix и Weintek, представленного компанией “ПЛКСистемы”, для автоматизации блочно-модульных котельных.
Модульные котельные на сегодня получили широкое распространение в коммерческой промышленности, так как являются одними из самых проверенных временем и выгодных источников тепла. На российском рынке производятся котельные мощностью до 20 мегаватт и даже более. Блочно-модульная котельная представляет собой транспортабельный блок-модуль, оснащенный основным тепломеханическим и вспомогательным оборудованием (рис. 1).
Сфера применения такого отопительного оборудования весьма и весьма широка – такие котельные легко обеспечат подачей горячей воды и тепла промышленные и административные здания. Кроме своей главной функции – обеспечение отоплением – блочно-модульные котельные могут эффективно участвовать и в различных производственных процессах, а также в их организации. Существуют три основные типа блочно-модульных котельных установок:
• для работы на газе;
• для работы на дизельном топливе;
• комбинированный вариант для работы на газе и дизельном топливе.
Надежность и безопасность эксплуатации блочно-модульных котельных достигается за счет высокого уровня автоматизации, который позволяет обеспечить безаварийную эксплуатацию котельных без обслуживающего персонала (контроль работы таких котельных может осуществляться с удалённого диспетчерского пульта).
Система автоматики блочно-модульных котельных должна выполнять следующие функции:
• запускать и останавливать паровые (водяные) котлы блочно-модульной котельной как автоматически, так и в ручном режиме;
• регулировать производительность пара (теплоносителя) в котлах с учетом нагрузки;
• проводить гибкие настройки всех котловых параметров;
• управлять насосами теплосети и котлов;
• управлять насосами ГВС;
• управлять насосами подпитки теплосети;
• управлять уровнем воды в баке запаса воды;
• регулировать температуру воды в сети отопления в зависимости от температуры наружного воздуха;
• регулировать температуру в сети ГВС;
• осуществлять каскадное управление котлами в случае совместного использования нескольких котлов;
• регулировать температуру в помещении котельной;
• управлять клапаном подачи газа (жидкого топлива) в котельную;
• осуществлять ночной режим работы котельного оборудования;
• сигнализировать о загазованности по СО и СН4;
• осуществлять мониторинг охранной и пожарной сигнализации;
• отображать необходимую информацию на панели оператора;
• передавать данные о работе котельной установки в диспетчерский пункт.
Оптимальным решением для управления процессами получения теплоносителя в блочно-модульной котельной является применение промышленного контроллера семейства CLICK, производства компании AutomationDirect. ПЛК CLICK по цене интеллектуальных реле поддерживают все основные инструкции и сетевые коммуникации обычных контроллеров. Бесплатное программное обеспечение позволяет не только легко создавать пользовательские программы, но и быстро сконфигурировать с помощью диалогового помощника контроллер и COM порты, выполнить необходимые системные настройки. Мощные 21 инструкции, выполняющие те же функции, что и 150 инструкций традиционных контроллеров, очень просты в применении. Например, математическая инструкция позволяет вводить формулу прямо с клавиатуры или с встроенного калькулятора, не применяя сложного набора инструкций, как у других контроллеров.
В ПЛК CLICK не используются объединительные каркасы или платы. Модуль ЦПУ и модули ввода/вывода соединяются между собой при помощи портов (разъемов) расширения, расположенных на боковых сторонах модулей. Различные модули ввода/вывода позволяют создавать оптимальные по составу системы.
Модули ЦПУ могут быть использованы как законченные ПЛК со встроенными входами/выходами. В настоящее время существует два типа модулей ЦПУ:
• базовые (дискретные) модули ЦПУ со встроенными 8-мью дискретными входами (постоянного или переменного тока) и 6-тью дискретными или релейными выходами;
• аналоговые модули ЦПУ со встроенными 4-мя дискретными входами (постоянного или переменного тока), 4-мя дискретными или релейными выходами, 2-мя аналоговыми входами (ток/напряжение), 2-мя аналоговыми выходами (ток/напряжение) и встроенными часами реального времени.
У базовых модулей ЦПУ CLICK есть два встроенных последовательных коммуникационных порта RS-232, а у аналоговых модулей – еще и третий встроенный RS-485 порт. Один из портов RS-232 контроллера CLICK можно использовать для программирования. Порты 2 и 3 могут быть использованы как ведущие или ведомые устройства Modbus RTU, через них также можно осуществлять обмен символами ASCII (ввод или вывод). К портам 2 и 3 можно подключить панели оператора C-more, C-more Micro, контроллер, частотно-регулируемый привод, сервопривод, шаговый двигатель или любое другое устройство, поддерживающее протокол Modbus RTU.
Процессорные модули могут быть дополнены разнообразными модулями расширения (до 8 модулей, до 142 входов/выходов). Система ZIPLink позволяет избежать рутинной утомительной работы по подключению входов/выходов ПЛК к клеммным блокам. Необходимо просто подключить один конец кабеля ZIPLink к модулю ввода/вывода ПЛК, а другой конец – к выносной панели ZL-RTB20.
Структурная схема автоматизированной системы управления блочно-модульной котельной представлена на рис. 2.
Так как работа котельной установки предусмотрена без обслуживающего персонала, для связи и передачи отчетов о работе в диспетчерский пункт предусмотрен канал связи 2,4 GHz – WiFi. Для этого рекомендуется беспроводная точка доступа JetWare 2410N от компании Korenix. Данная система обладает следующими свойствами:
• поддерживает стандарт 802.11n WLAN, совместимость с предшествующими стандартами 802.11b/g;
• обладает в 3 раза более высокой пропускной способностью, чем у 802.11 b/g, скорость передачи данных – до 150 Мбит/с по одной антенне;
• тип модуляции данных: OFDM/BPSK/QPSK/CCK/DQPSK/DBPSK;
• тип антенны: встроенная направленная антенна 8 дБ, дальность связи – до 5 км;
• имеется дополнительный разъем N-типа для внешней антенны;
• имеется беспроводной QoS (WMM) для приоритета передачи видео;
• осуществляется поддержка базовой станции, CPE, связи типа “точка-точка”, “точка-многоточка”;
• осуществляется поддержка Spanning Tree Protocol, IGMP Snooping, SNMPv3, NTP, DHCP серверарежима маршрутизатора;
• имеет расширенную систему безопасности WEP, WPA, WPA2 фильтр MAC адресов;
• питание: встроенное 12 VDC PoE, питание через Ethernet кабель;
• рабочая температура: –20…+70 °C.
Для отображения параметров котельного оборудования и ручного управления оборудованием предлагается использовать жидкокристаллические сенсорные операторские панели (панели оператора) Weintek, отличающиеся широкой функциональностью, высокой надежностью и демократичной ценой.
Операторские панели (панели оператора) MT8000i и MT6000i – поколение человеко-машинного интерфейса c повышенной устойчивостью к электропомехам, благодаря технологии развязки по цепи питания. Качество высококонтрастного широкого экрана операторских панелей (панелей оператора) i-серии дает возможность пользователям использовать больше экранного пространства для обработки динамической графики.
Операторские панели (панели оператора) серии МТ6000i, за исключением работы по сети Ethernet и отсутствия аудио выхода, являются полным аналогом серии МТ8000i.
Все операторские панели (панели оператора) поставляются с предустановленной средой исполнения.
Бесплатное программное обеспечение EasyBuilder 8000, русифицированное (локализованное) ООО “ПЛКСистемы”, предназначено для быстрого конфигурирования операторских панелей (панелей оператора), а наличие библиотек – стандартных и специальных коммуникационных драйверов – позволяет панелям работать с большинством типов контроллеров ведущих мировых производителей.
Основные характеристики панелей оператора Weintek:
- мощный 400 МГц RISC-процессор позволяет выполнять сложные приложения человеко-машинного интерфейса;
- широкоформатный 16:9 TFT LCD дисплей предоставляет пользователям дополнительную область экрана (например, для панели 7'' – 35%) для размещения меню, кнопок и других объектов, поддерживает 65536 цветов и позволяет получить более качественное изображение;
- встроенная энергосберегающая лампа подсветки устраняет “эффект желтизны”, даже после длительного использования панели;
- дисплей Windows-стиля поддерживает до 2000 всплывающих окон;
- существует возможность создания текстовой и цифровой информации, поддержка всех основных шрифтов Windows, на одном экране может отображаться информация на разных языках;
- осуществляется поддержка графических файлов формата BMP, JPG, GIF и динамических GIF файлов;
- существует возможность прямого подключения разнообразных периферийных устройств:
- поддержка через 1 порт 10/100 base-T Ethernet до 255 виртуальных устройств (у MT6000i отсутствует);
- до 3-х портов USB для подключения принтеров, сканеров, клавиатуры, USB памяти;
- до 3-х последовательных портов, которые могут быть подключены к 3 разным устройствам одновременно;
- выходной звуковой сигнал (только MT8000i);
- имеется Слот для SD карт;
- емкость Flash 128 MB позволяет создавать программы до 16 MB и использовать объем памяти для журналов событий, выборок данных и т.д. – до 48 MB;
- различное расположение экрана (альбомное, книжное).
Выводы
Созданная система автоматизации блочно-модульной котельной на базе оборудования, рекомендованного компанией “ПЛКСистемы”, позволяет сэкономить время и деньги на ввод в эксплуатацию котельной, а также включить блочно-модульную котельную в общую структуру управления предприятия или хозяйства.
Многолетний опыт в сфере автоматизированных систем управления позволяет компании “ПЛКСистемы” с уверенностью рекомендовать представляемое оборудование как одно из лучших в соотношении цены и качества для применения в системах автоматизации блочно-модульных котельных.
Статья опубликована в журнале "Автоматизация и IT в энергетике", 2013 №9
Скачать