Automatisering av varmeforsyningssystemet (individuelt varmepunkt). Automatisert system for operativ fjernkontroll av varmeforsyningsprosessen Kontrollsystem for varmenettverk

Som en del av leveransen av sentralbordutstyr ble strømforsyninger og kontrollskap for to bygninger (ITP) levert. For mottak og distribusjon av elektrisitet i varmepunkter brukes inngangsfordelingsenheter som består av fem paneler hver (totalt 10 paneler). Innledende paneler er utstyrt med bryterbrytere, overspenningsdemper, ammetre og voltmetre. ABP-panelene i ITP1 og ITP2 implementeres på grunnlag av automatiske reserveinngangsenheter. Distribusjonspanelene til ASU er utstyrt med beskyttelses- og koblingsanordninger (kontaktorer, myke startere, knapper og lamper) på det teknologiske utstyret til varmeenheter. Alle effektbrytere er utstyrt med statuskontakter som signaliserer nødstopp. Denne informasjonen overføres til kontrollerne som er installert i automatiseringsskapene.

For å kontrollere og administrere utstyret brukes Aries of PLC110-kontrollerne. De er koblet til inngangs- / utgangsmodulene Aries MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, så vel som berøringspaneler til operatøren.

Kjølevæsken introduseres direkte i ITP-rommet. Vannforsyning for varmtvannsforsyning, oppvarming og varmeforsyning av luftvarmere i ventilasjonssystemer utføres med korreksjon for utetemperaturen.

Visning av teknologiske parametere, ulykker, utstyrsstatus og ekspedisjonskontroll av ITP blir utført med arbeidsstasjonen til utsendere i den integrerte DAC for bygningen. Et arkiv med teknologiske parametere, feil og status for ITP-utstyret er lagret på utsendelsesserveren.

Automatisering av varmepunkter sørger for:

  • opprettholde temperaturen på kjølevæsken som leveres til varme- og ventilasjonssystemene, i samsvar med temperaturplanen;
  • opprettholde vanntemperaturen i det innenlandske varmtvannsforsyningssystemet til forbrukerne;
  • programmering av forskjellige temperaturregimer i henhold til døgnets tider, ukedager og helligdager;
  • overvåking av samsvar med parameterverdier bestemt av den teknologiske algoritmen, støtte for teknologiske og nødparametergrenser;
  • kontroll av temperaturen på kjølevæsken som returneres til varmenettverket i varmeforsyningssystemet, i henhold til et gitt temperaturskjema;
  • utetemperatur måling;
  • opprettholdelse av et gitt trykkfall mellom forsynings- og returledninger for ventilasjons- og varmesystemer;
  • kontroll av sirkulasjonspumper i henhold til en gitt algoritme:
    • av / på;
    • kontroll av pumpeutstyr med frekvensomformere ved signaler fra PLS installert i automatiseringsskap;
    • periodisk bytte av hoved / standby for å sikre samme driftstid;
    • automatisk nødsveksling til ventepumpe i henhold til kontrollen av differansetrykkføleren;
    • automatisk vedlikehold av et gitt trykkfall i varmeforbrukssystemer.
  • kontroll av kjølevæskestyrventiler i primære forbrukerkretsløp;
  • kontroll av pumper og ventiler for mating av oppvarmingsventilasjonskretser;
  • innstilling av prosess og nødparametere gjennom utsendelsessystemet;
  • drenering pumpe kontroll;
  • overvåking av status for elektriske innganger i faser;
  • synkronisering av kontrollertid med et enkelt tidsutsendingssystem (SOEV);
  • oppstart av utstyr etter kraftgjenoppretting i samsvar med en gitt algoritme;
  • sende alarmmeldinger til utsendelsessystemet.

Informasjonsutveksling mellom automatiseringskontrollere og det øverste nivået (AWP med spesialisert MasterSCADA planleggingsprogramvare) gjennomføres ved bruk av Modbus / TCP-protokollen.

Det automatiske styringssystemet for varmeforsyning består av følgende moduler, som hver utfører sin egen oppgave:

  • Hovedkontrollen. Hoveddelen av kontrolleren er en mikroprosessor med mulighet for programmering. Med andre ord kan du legge inn data som det automatiske systemet fungerer etter. Temperaturen kan endre seg i samsvar med tiden på døgnet, for eksempel på slutten av arbeidsdagen vil enhetene bytte til minimumseffekt, og før den starter, tvert imot, vil de maksimalt gå til å varme opp rommene før skiftet ankommer. Kontrolleren kan utføre justering av termiske installasjoner i automatisk modus, basert på dataene som er samlet inn av andre moduler;
  • Termiske sensorer. Sensorer oppfatter temperaturen på kjølevæsken i systemet, så vel som miljøet, sender de riktige kommandoene til kontrolleren. De mest moderne modellene for denne automatiseringen sender signaler via trådløse kommunikasjonskanaler, så det er ikke nødvendig å legge komplekse systemer med ledninger og kabler, noe som forenkler og fremskynder installasjonen;
  • Manuelt kontrollpanel. Hovedtastene og bryterne er konsentrert her, slik at du kan kontrollere CART manuelt. Menneskelig intervensjon er nødvendig når du utfører testlanseringer, kobler til nye moduler, oppgraderer systemet. For å oppnå maksimal bekvemmelighet, gir panelet en flytende krystallskjerm som lar deg overvåke alle indikatorer i sanntid, overvåke at de overholder standardene og iverksette tiltak når de overskrider de fastsatte grensene;
  • Temperaturregulatorer. Dette er aktuatorer som bestemmer den nåværende ytelsen til CAPT. Regulatorer kan være mekaniske eller elektroniske, men deres eneste oppgave er å justere rørets tverrsnitt i samsvar med gjeldende ytre forhold og behov. Endring av båndbredden til kanalene gjør det mulig å redusere eller omvendt øke volumene av kjølevæske som tilføres radiatorene, på grunn av hvilken temperaturen vil øke eller synke;
  • Pumpeutstyr. САРТ med automatisering forutsetter at kjølevæskesirkulasjonen er levert av pumper som skaper nødvendig trykk, det er nødvendig for en viss vannstrømningshastighet. Den naturlige designen begrenser mulighetene for justering betydelig.
  Uansett hvor det automatiserte systemet vil bli operert, i en liten hytte eller i et stort foretak, er det nødvendig å nærme seg utforming og implementering med alt ansvar. Det er umulig å uavhengig gjennomføre de nødvendige beregningene, det er bedre å stole på alt arbeidet til spesialister. Du finner dem i vår organisasjon. Mange positive kundevurderinger, dusinvis av gjennomførte prosjekter med høy grad av kompleksitet er tydelige bevis på vår profesjonalitet og ansvarlige holdning!

Siemens er en anerkjent verdensledende innen utvikling av systemer for energisektoren, inkludert varme- og vannforsyningssystemer. Dette er nøyaktig hva en av avdelingene gjør.Siemens - Building Technologies   - "Automatisering og sikkerhet av bygninger". Selskapet tilbyr et komplett utvalg av utstyr og algoritmer for automatisering av fyrrom, varmepunkter og pumpestasjoner.

1. Strukturen til varmeforsyningssystemet

Siemens tilbyr en omfattende løsning for å lage et enhetlig styringssystem for byvarme- og vannforsyningssystemer. Kompleksiteten i tilnærmingen ligger i det faktum at kundene får tilbud om alt fra å utføre hydrauliske beregninger av varme- og vannforsyningssystemer til kommunikasjons- og utsendelsessystemer. Implementeringen av denne tilnærmingen er gitt av den akkumulerte erfaringen fra selskapets spesialister, anskaffet i forskjellige land i verden under implementeringen av forskjellige prosjekter innen varmeforsyningssystemer i store byer i Sentral- og Øst-Europa. Denne artikkelen diskuterer strukturen til varmeforsyningssystemer, prinsippene og kontrollalgoritmer som ble implementert under implementeringen av disse prosjektene.

Varmeforsyningssystemer er hovedsakelig bygget i henhold til et tretrinns opplegg, hvis deler er:

1. Varmekilder av forskjellige typer, koblet sammen til et enkelt sløyfesystem

2. Sentralvarmeenheter (CTP) koblet til hovedvarmenettene med høy kjølevæsketemperatur (130 ... 150 ° С). I sentralvarmesentralen synker temperaturen gradvis til en maksimumstemperatur på 110 ° C, basert på behovene til ITP. I små systemer kan nivået på sentrale varmepunkter være fraværende.

3. Individuelle varmeenheter som mottar termisk energi fra sentralvarmen og leverer varmeforsyning til anlegget.

Et grunnleggende trekk ved Siemens-løsninger er at hele systemet er basert på prinsippet om 2-rørs ledninger, som er det beste tekniske og økonomiske kompromisset. Denne løsningen gjør det mulig å redusere varmetap og energiforbruk sammenlignet med 4-rørs eller 1-rørs åpne rørsystemer, som er utbredt i Russland, hvis investeringer i modernisering ikke er effektive uten å endre strukturen. Vedlikeholdskostnadene for slike systemer øker stadig. I mellomtiden er det den økonomiske effekten som er hovedkriteriet for hensiktsmessigheten av utvikling og teknisk forbedring av systemet. Det er klart, i konstruksjonen av nye systemer bør optimale løsninger som testes i praksis tas. Hvis vi snakker om overhaling av varmeforsyningssystemet med en ikke-optimal struktur, er det økonomisk mulig å bytte til et 2-rørs system med individuelle varmeenheter i hvert hus.

Når selskapet forsyner seg med varme og varmt vann, pådras forvaltningsselskapet faste kostnader, hvis struktur er som følger:

Kostnadene for å generere varme til forbruk;

tap i varmekilder på grunn av ufullkomne varmegenereringsmetoder;

varmetap i varmeledningen;

r strømkostnader.

Hver av disse komponentene kan reduseres med optimal kontroll og bruk av moderne automatisering på hvert nivå.

2. Varmekilder

Det er kjent at for varmeforsyningssystemer foretrekkes store kilder for kombinert varme- og kraftproduksjon eller kilder der varme er et sekundært produkt, for eksempel et produkt av industrielle prosesser. Det var på bakgrunn av slike prinsipper at ideen om sentral varmeforsyning oppsto. Som reservevarmekilder brukes kjelehus som opererer på forskjellige typer drivstoff, gassturbiner osv. Hvis gasskjelhus fungerer som hovedvarmekilde, bør de jobbe med automatisk optimalisering av forbrenningsprosessen. Dette er den eneste måten å spare penger og redusere utslipp sammenlignet med den distribuerte varmeutviklingen i hvert hus.

3. Pumpestasjoner

Varme overføres fra varmekilder til varmeledningen. Kjølevæsken pumpes av nettverkspumper som fungerer kontinuerlig. Derfor bør valg og driftsmåte for pumpene vies spesiell oppmerksomhet. Driftsmodusen til pumpen avhenger av modusene til varmepunktene. Å redusere strømningshastigheten på sentralvarmekretsen medfører en uønsket økning i trykket til pumpen (e). Økningen i trykket påvirker alle komponenter i systemet negativt. I beste fall øker bare hydraulisk støy. I alle fall går elektrisk energi tapt. Under disse forhold oppnås en ubetinget økonomisk effekt med frekvensstyringen av pumpene. Ulike kontrollalgoritmer brukes. I grunnplanen opprettholder kontrolleren et konstant trykkfall over pumpen ved å endre hastighet. På grunn av det faktum at med en reduksjon i kjølevæskets strømningshastighet, trykk tap i banene (kvadratisk avhengighet) reduseres, kan differansetrykkets innstillingsverdi (settpunkt) også reduseres. Slik pumpestyring kalles proporsjonal og kan redusere kostnadene ved drift av pumpen ytterligere. Mer effektiv pumpestyring med korreksjon av oppgaven på "fjernpunktet". I dette tilfellet måles trykkfallet ved sluttpunktene til bagasjerommet. Gjeldende differensialtrykk kompenserer for trykk på pumpestasjonen.

4. Sentralvarmeenheter (TSC)

I moderne varmesystemer spiller sentralvarmeanlegg en veldig viktig rolle. Et energisparende varmeforsyningssystem skal fungere ved bruk av individuelle varmepunkter. Dette betyr imidlertid ikke at sentralvarmekretsene vil være lukket: de utfører funksjonen til en hydraulisk stabilisator og deler samtidig varmeforsyningssystemet i separate delsystemer. Ved bruk av ITP er sentrale varmtvannsforsyningssystemer ekskludert fra sentralvarmesystemet. Samtidig passerer bare 2 rør gjennom sentralvarmesystemet, atskilt av en varmeveksler, som skiller bagasjeromssystemet fra ITP-systemet. Dermed kan ITP-systemet fungere med andre kjølevæsketemperaturer, så vel som med lavere dynamisk trykk. Dette sikrer stabil drift av ITP og innebærer samtidig en reduksjon i investeringene i ITP. Tilførselstemperaturen fra sentralvarmekretsen justeres i samsvar med temperaturplanen for utetemperaturen, under hensyntagen til sommergrensen, som avhenger av behovene til det varme varmtvannssystemet til ITP. Vi snakker om foreløpig justering av kjølevæskeparametrene, som gjør det mulig å redusere varmetap i sekundærrutene, samt å øke levetiden for komponentene i termisk automatisering i ITP.

5. Individuelle varmeenheter (ITP)

ITP-drift påvirker effektiviteten til hele varmeforsyningssystemet. ITP er en strategisk viktig del av varmeforsyningssystemet. Overgangen fra et 4-rørs system til et moderne 2-rørs system er fulle av visse vanskeligheter. For det første innebærer dette behov for investeringer, og for det andre, uten en viss kunnskap, kan innføring av ITP tvert imot øke driftskostnadene til forvaltningsselskapet. Prinsippet for drift av ITP er at varmepunktet er plassert direkte i bygningen, som er oppvarmet og som det tilberedes varmt vann til. Samtidig er bare 3 rør koblet til bygningen: 2 for kjølevæsken og 1 for kaldt vannforsyning. Dermed blir strukturen i rørledningene til systemet forenklet, og med planlagt reparasjon av ruter umiddelbart blir det en besparelse på legging av rør.

5.1. Varmekontroll

ITP-kontrolleren kontrollerer varmekraften til varmesystemet ved å endre temperaturen på kjølevæsken. Innstillingspunktet for oppvarmingstemperatur bestemmes av utetemperaturen og varmekurven (væravhengig kontroll). Varmekurven bestemmes under hensyntagen til tregheten i bygningen.

5.2. Bygnings treghet

Treghetsnivået til bygninger har betydelig innvirkning på resultatet av væravhengig varmekontroll. En moderne ITP-kontroller må vurdere denne påvirkningsfaktoren. Treghetsnivået til en bygning bestemmes av verdien av tidskonstanten til bygningen, som varierer fra 10 timer for panelhus til 35 timer for murhus. ITP-kontrolleren bestemmer, på grunnlag av byggetidskonstanten, den såkalte "kombinerte" utetemperaturen, som brukes som et korreksjonssignal i det automatiskeemet.

5.3. Vindkraft

Vind påvirker romtemperaturen betydelig, spesielt i høyhus som ligger i åpne områder. Algoritmen for å justere vanntemperaturen for oppvarming, tatt i betraktning vindens påvirkning, gir opptil 10% besparelse i termisk energi.

5.4 Begrensning av returvannstemperaturen

Alle kontrollene beskrevet ovenfor påvirker indirekte reduksjonen i returtemperaturen. Denne temperaturen er hovedindikatoren for den økonomiske driften av varmesystemet. Under forskjellige ITP-driftsforhold kan returvannstemperaturen reduseres ved hjelp av begrensningsfunksjonene. Imidlertid innebærer alle begrensningsfunksjonene avvik fra behagelige forhold, og anvendelse av disse bør ha en mulighetsstudie. I uavhengige ordninger for tilkobling av varmekretsen under økonomisk drift av varmeveksleren, må temperaturforskjellen mellom returvannet til primærkretsen og varmekretsen ikke overstige 5 ° C. Lønnsomheten tilveiebringes av funksjonen dynamisk begrensning av returvannstemperaturen (DRT - differensial for returtemperatur ): Når den innstilte verdien av temperaturforskjellen mellom returvannet til primærkretsen og varmekretsen overskrides, reduserer regulatoren strømningshastigheten til kjølevæsken i primærkretsen. Samtidig synker også toppbelastningen (fig. 1).

Artikkel 18. Fordeling av varmelast og styring av varmeforsyningssystemer

1. Fordelingen av varmebelastningen til forbrukere av varmeenergi i varmeforsyningssystemet mellom de som leverer varmeenergi i dette varmeforsyningssystemet, utføres av det organ som er autorisert i samsvar med denne føderale loven til å godkjenne varmeforsyningsordningen ved årlig å endre varmeforsyningsordningen.

2. For å fordele varmebelastningen til forbrukere av varmeenergi, er alle varmeforsyningsorganisasjoner som eier varmekilder i dette varmeforsyningssystemet pålagt å sende inn til det organ som er autorisert i samsvar med denne føderale loven for å godkjenne varmeforsyningsordningen, en søknad som inneholder informasjon:

1) mengden varmeenergi som varmeforsyningsorganisasjonen påtar seg å levere til forbrukere og varmeforsyningsorganisasjoner i dette varmeforsyningssystemet;

2) på volumet av kraft fra kilder til termisk energi, som varmeforsyningsorganisasjonen forplikter seg til å støtte;

3) gjeldende tariffer innen varmeforsyning og prognoser for spesifikke enhetskostnader for produksjon av varmeenergi, varmebærer og vedlikehold av kapasitet.

3. Varmeforsyningsordningen skal bestemme forholdene under hvilke det er mulighet for å levere termisk energi til forbrukere fra forskjellige kilder til termisk energi, samtidig som varmeforsyningens pålitelighet opprettholdes. I nærvær av slike forhold utføres fordelingen av varmelasten mellom varmekilder på konkurransedyktig grunnlag i samsvar med kriteriet for de minste spesifikke variable kostnadene for varmeproduksjon av varmekilder, bestemt på den måten som er fastsatt av prisfastsettelsen innen varmeforsyning, godkjent av regjeringen i Den Russiske Føderasjon, basert på søknader organisasjoner som eier kilder til termisk energi, og standardene tatt i betraktning ved regulering av tollsatser i regionen oppvarming av den tilsvarende kontrollperioden.

4. Hvis varmeforsyningsorganisasjonen ikke er enig i fordelingen av varmebelastningen som er utført i varmeforsyningsordningen, har den rett til å anke avgjørelsen om slik distribusjon gjort av det organ som er godkjent i samsvar med denne føderale loven for å godkjenne varmeforsyningsordningen til det føderale utøvende organ som er godkjent av regjeringen i Den russiske føderasjon.

5. Varmeforsyningsorganisasjoner og varmeforsyningsorganisasjoner som opererer i det samme varmeforsyningssystemet, skal årlig før oppvarmingsperioden starter inngå en avtale mellom seg om styring av varmeforsyningssystemet i samsvar med reglene for varmeforsyningsorganisasjon godkjent av den russiske regjeringen.

6. Temaet for avtalen spesifisert i punkt 5 i denne artikkelen er prosedyren for gjensidige handlinger for å sikre at varmeforsyningssystemet fungerer i samsvar med kravene i denne føderale loven. Obligatoriske betingelser for denne avtalen er:

1) bestemmelse av underordnelse av utsendelsestjenester fra varmeforsyningsorganisasjoner og varmenettorganisasjoner, prosedyren for deres samhandling;

3) prosedyren for å sikre tilgang til partene i avtalen eller, etter gjensidig avtale med partene i avtalen, en annen organisasjon til oppvarmingsnettverk for å sette opp varmenett og regulere driften av varmeforsyningssystemet

4) rekkefølgen av samhandling av varmeforsyningsorganisasjoner og organisasjoner for varmenettverk i nødsituasjoner og nødsituasjoner.

7. I tilfelle varmeforsyningsorganisasjoner og varmeforsyningsorganisasjoner ikke har inngått avtalen som er spesifisert i denne artikkelen, skal prosedyren for styring av varmeforsyningssystemet bestemmes av avtalen som ble inngått for den forrige oppvarmingsperioden, og hvis en slik avtale ikke er inngått tidligere, skal den spesifiserte prosedyren etableres av det organ som er autorisert i samsvar med dette Føderal lov om godkjenning av en varmeforsyningsordning.

Funksjoner ved varmeforsyning er det strenge samspillet mellom varmeforsynings- og varmeforbruksregimer, samt mangfoldigheten av forsyningspunktene for flere varer (termisk energi, kraft, varmebærer, varmt vann) Hensikten med varmeforsyning er ikke å sikre generering og transport, men å opprettholde kvaliteten på de navngitte varene for hver forbruker.

Dette målet ble oppnådd relativt effektivt med stabil kjølevæskestrømning i alle elementer i systemet. Den "kvalitetsreguleringen" som brukes av oss i sin essens innebærer en endring i bare kjølevæskets temperatur. Fremveksten av bygninger med kontrollert forbruk sikret uforutsigbarheten til hydrauliske modus i nettverkene, mens konstante kostnader ble opprettholdt i selve bygningene. Klager i nabohusene måtte elimineres ved overforløp og tilsvarende massive overløp.

På tross av periodisk kalibrering kan ikke hydrauliske beregningsmodeller brukes i forhold til kostnadsavvik ved bygging av innløp på grunn av endringer i indre varme- og varmtvannsforbruk, så vel som påvirkning fra sol, vind og regn. Med den faktiske kvalitative og kvantitative reguleringen er det nødvendig å "se" systemet i sanntid og sikre:

  • kontroll av det maksimale antall forsyningspoeng;
  • reduksjon av nåværende saldo på ferie, tap og forbruk;
  • kontrollere handlinger med uakseptabelt brudd på regimene.

Ledelsen skal være så automatisert som mulig, ellers er det ganske enkelt umulig å implementere. Utfordringen var å oppnå dette uten for store kostnader for å utstyre kontrollpunkter.

I dag, når et stort antall bygninger har målesystemer med strømningsmåler, temperatur- og trykksensorer, er det urimelig å bruke dem bare til økonomiske beregninger. ACS "Heat" er hovedsakelig bygget på syntese og analyse av informasjon "fra forbrukeren."

Når du opprettet ACS, ble typiske problemer med foreldede systemer overvunnet:

  • avhengighet av korrektheten i beregninger av måleenheter og påliteligheten til data i ikke-betrodde arkiver;
  • manglende evne til å redusere driftsbalanser på grunn av inkonsekvenser i måletiden;
  • manglende evne til å kontrollere raskt skiftende prosesser;
  • manglende overholdelse av de nye kravene til informasjonssikkerhet i den føderale loven "Om sikkerheten til kritisk informasjonsinfrastruktur i den russiske føderasjonen".

Effekter av implementeringen av systemet:

Forbrukertjenester:

  • bestemmelse av reelle saldoer for alle typer varer og kommersielle tap:
  • bestemmelse av mulige inntekter utenfor balansen;
  • kontroll av faktisk strømforbruk og overholdelse av dets tekniske spesifikasjoner for tilkobling;
  • innføring av restriksjoner som tilsvarer betalingsnivået;
  • overgang til en todelt tariff;
  • kPI-kontroll for alle tjenester som jobber med forbrukere, og vurdering av kvaliteten på arbeidet deres.

Operation:

  • bestemmelse av teknologiske tap og balanser i varmenettverk;
  • ekspedisjon og nødkontroll i henhold til faktiske forhold;
  • opprettholde optimale temperaturplaner;
  • nettverksstatusovervåking;
  • justering av varmeforsyningsmodus;
  • kontroll av driftsstans og brudd på modus.

Utvikling og investering:

  • pålitelig vurdering av resultatene av implementering av forbedringsprosjekter;
  • vurdering av effekten av investeringskostnader;
  • utvikling av varmeforsyningsordninger i reelle elektroniske modeller;
  • optimalisering av diametre og nettverkskonfigurasjon;
  • reduksjon i tilkoblingskostnader når man tar hensyn til de reelle reservene til båndbredde og energisparing blant forbrukerne
  • reparasjonsplanlegging
  • organisering av fellesarbeid for termiske kraftverk og kjelerom.
Lignende publikasjoner