АСУ ТП теплового пункта

Назначение системы

АСУ ТП теплового пункта предназначена для эффективного управления технологическим процессом обеспечения потребителей тепловой энергией и горячим водоснабжением с целью повышения его надежности, качества и экономичности.

Объекты управления

Объектами управления АСУ ТП являются центральные и индивидуальные тепловые пункты, обеспечивающие присоединение к тепловой сети систем теплопотребления: отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических установок потребителей. Рассматриваемое техническое решение максимально удовлетворяет техническим требованиям к наиболее крупным тепловым пунктам. В то же время оно может быть легко адаптировано и к другим тепловым пунктам.

 

Цели и задачи

  • Обеспечение надежности и эффективности процесса теплоснабжения за счет применения прогрессивных технических решений с использованием современных программно-технических средств, введения новых функций, в том числе математической обработки и накопления технологической информации
  • Снижение производственных издержек за счет повышения качества и оптимизации процесса теплоснабжения, своевременного обнаружения и локализации аварийных ситуаций, снижения затрат на ремонт технологического оборудования
  • Обеспечение персонала эксплуатационных служб достаточной, достоверной и своевременной технологической и ретроспективной информацией для ведения оперативного контроля и управления технологическим процессом, анализа, оптимизации и планирования работ по эксплуатации и ремонту оборудования теплового пункта.

Основные функции АСУ ТП

В зависимости от назначения теплового пункта и конкретных условий присоединения систем теплопотребления, система реализует следующие свои основные функции:

  • измерение температуры, давления, расхода теплоносителя и тепловой энергии в трубопроводах тепловой сети и систем теплопотребления
  • измерение тока и температуры подшипников электродвигателей насосов
  • коммерческий (технический) учет расхода теплоносителя и тепловой энергии, переданных в системы теплопотребления потребителей, в соответствии с «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя»
  • коммерческий (технический) учет электрической энергии, потребляемой тепловым пунктом
  • измерение сигналов с дискретных датчиков, в том числе с концевых выключателей запорной и регулирующей арматуры, насосных агрегатов с последующим отображением положения (состояния) исполнительных механизмов на экране панели оператора и (или) АРМ оператора
  • сигнализация о неисправностях оборудования или о нарушениях заданного значения контролируемых параметров
  • дистанционное управление пуском и остановом насосов, открытием и закрытием запорной и регулирующей арматуры
  • автоматическое регулирование технологических параметров теплового пункта:
    • температуры и давления воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей
    • тепловой энергии в системе отопления потребителей в зависимости от изменения температуры наружного воздуха
    • перепада давлений воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети на вводе в тепловой пункт
    • ограничение расхода теплоносителя из тепловой сети на тепловой пункт
  • индивидуальное и групповое автоматическое управление насосными агрегатами:
    • включение и выключение подпиточных насосов для поддержания статического давления в системах теплопотребления при их независимом присоединении
    • корректирующих (подмешивающих) насосов для снижения температуры воды после теплового пункта в зависимости от принятого температурного графика при зависимом присоединении систем теплопотребления
    • плавный пуск и регулируемый останов электродвигателей насосов для исключения гидравлических ударов в трубопроводе
    • чередование включения насосов в работу для равномерной выработки ресурса электродвигателей и насосов
    • автоматический ввод в работу резервного насоса (АВР)
  • выполнение алгоритмов противоаварийных защит и блокировок (ПАЗ) технологического оборудования теплового пункта
  • коррекция системного времени контроллера и подключаемых к нему тепловычислителей и счетчиков электроэнергии по сигналам точного времени, получаемым с GPS–приемника (для подсистем коммерческого и технического учета энергоносителей)
  • сбор, архивирование и документирование технологических данных и событий системы, отображение технологической информации на местном щите управления, на экране панели оператора, на АРМ оператора
  • обмен технологическими данными с центральным и (или) районными диспетчерскими пунктами, в том числе прием дистанционных команд управления, настроек и уставок технологического процесса (при работе системы в составе МАСДУ тепловых сетей).

Архитектура

В иерархии АСУ ТП теплового пункта, в общем случае, выделяются несколько территориально и функционально распределенных уровней сбора и обработки информации.

Нижний уровень сбора и обработки информации системы включает в себя исполнительные механизмы, дискретные и аналоговые датчики, располагаемые на технологических участках теплового пункта.

Средний уровень сбора и обработки информации системы представлен микропроцессорным контроллером, выполненным по схеме 100% «горячего» резервирования процессорной части, обеспечивающим:

  • аналого-цифровое преобразование сигналов с аналоговых и дискретных датчиков в цифровой код и заданную алгоритмическую обработку информации с датчиков нижнего уровня системы
  • информационный обмен с интеллектуальными устройствами нижнего уровня (с тепловодосчетчиками, счетчиками электроэнергии). В качестве счетчиков электроэнергии могут применяться электросчетчики типа СЭТ, Меркурий, ПЦ и др. В качестве тепловодосчетчиков могут применяться приборы фирмы «ВЗЛЕТ», «ЛОГИКА» и др.
  • формирование выходных управляющих сигналов на исполнительные механизмы по задаваемым технологическим программам или по командам оперативно-диспетчерского персонала
  • обмен данными с АРМ оператора теплового пункта, с центральным и (или) районным диспетчерским пунктом (при работе системы в составе МАСДУ тепловых сетей) по резервируемым проводным и беспроводным каналам связи (по интерфейсу Ethernet).

Индикация и сигнализация по основным технологическим параметрам теплового пункта, а также управление насосами, регулирующей и запорной арматурой дополнительно дублируется со щита местного управления тепловым пунктом.

Верхний уровень сбора и обработки информации включает в себя автоматизированное рабочее место оперативно-диспетчерского персонала, обеспечивающего:

  • сбор, заданную обработку и долговременное хранение информации, получаемой с контроллера среднего уровня системы
  • документирование и визуализацию оперативных и архивных данных системы
  • ручной ввод настроечных параметров системы (технологических уставок, настроек регуляторов, шкалы датчиков и т.п.)
  • формирование контроллеру команд на выполнение технологических программ, на выдачу управляющих сигналов исполнительными механизмами.

Отличительные особенности

  • Реализация информационно-вычислительных и управляющих функций системы на базе единого (однотипного) комплекса программно-технических средств
  • Модульность системы, позволяющая осуществлять поэтапное подключение к системе объектов 1-й, 2-й, 3-й и последующих очередей
  • Возможность тиражирования и адаптации АСУ ТП или отдельных ее частей (подсистем) на аналогичных объектах тепловых сетей
  • Возможность работы в составе распределенной МАСДТУ тепловых сетей.

Результаты

  • Снижение производственных издержек за счет:
    • оптимизации процесса теплоснабжения
    • оперативного реагирования эксплуатационных служб на аварийные ситуации вследствие их своевременного обнаружения и локализации
    • снижения затрат на ремонт технологического оборудования теплового пункта, в том числе за счет увеличения ресурса и межремонтных сроков насосов и электродвигателей
  • Экономия от снижения потребления электроэнергии при регулировании производительности насосных агрегатов (при изменении частоты вращения ротора насосов)
  • Обеспечение персонала достаточной, достоверной и своевременной технологической и ретроспективной информацией для ведения оперативного контроля и управления процессом теплоснабжения, для анализа, оптимизации и планирования работ по эксплуатации оборудования теплового пункта и его ремонтов
  • Повышение надежности системы в целом за счет уменьшения влияния «человеческого фактора» и автоматической диагностики системой всех ее элементов.

На базе данного решения подготовлены проекты для внедрения аналогичных АСУ ТП для «Саратовских тепловых сетей», «Курских тепловых сетей», АСУ ТП теплоснабжения зоны МДП-2 ОАО «ТЕВИС» (г. Тольятти) и др.