АСУТП котельной

АСУТП котельной предназначена для:

- автоматического управления работой котельной;
- повышения надежности работы оборудования котельной за счет комплексного контроля его состояния, - применения селективных токовых защит и частотно-регулируемых приводов;
- снижения затрат на топливо, электроэнергию и воду за счет оптимизации режимов работы котлов и применения частотно-регулируемых приводов;
- снижения затрат на ремонт оборудования за счет своевременного принятия мер по устранению неполадок, а также планирования мероприятий по их предупреждению;
- сокращения дежурного и обслуживающего персонала, уменьшения фонда оплаты труда и связанных с ним накладных расходов;
- повышения точности, достоверности и оперативности получения информации о состоянии котлового оборудования, расходе воды, пара и электроэнергии для принятия правильных управленческих решений, в том числе в аварийных ситуациях;
- предоставления информации о состоянии оборудования дежурному персоналу котельной в удобном для восприятия виде (технологические мнемосхемы котельной с индикацией значений технологических параметров и их отклонений);
- регистрации контролируемых параметров и событий, автоматического архивирования их в базе данных, предоставления информации из базы данных в виде трендов, таблиц, диаграмм;
- расчета общих и удельных показателей работы котельной по данным приборов учета электроэнергии, воды, пара и тепла;
- автоматической регистрации действий дежурного оператора, в том числе в аварийных ситуациях, для повышения уровня ответственности оперативного персонала;
- формирования сменных, суточных и месячных отчетов о работе котельной.

АСУТП котельной реализует следующие функции:

- измерение технологических параметров;
- технологические защиты и блокировки;
- автоматическое поддержание технологических параметров в заданных пределах;
- автоматическое и дистанционное управление технологическим оборудованием;
- учет энергоресурсов;
- расчет технико-экономических показателей работы котельной;
- представление оперативному персоналу на мониторах информации о состоянии технологического и полевого оборудования, а также о работе ПТК (программно-технического комплекса);
- регистрация и архивирование значений технологических параметров, работы АСУТП котельной, действий оператора и других событий в системе, формирование и вывод протоколов и отчетов на печать (автоматически или по запросу оператора).

АСУТП  позволяет управлять оборудованием котельной:

- автоматически, с отображением хода технологического процесса на АРМ (автоматизированном рабочем месте) оператора;
- дистанционно с АРМ оператора;
- вручную с местных пультов управления.
Основной вид управления — автоматический.

Система позволяет решать следующие задачи функционально-группового (автоматического) управления:

- поддержание номинальных технологических режимов;
- останов котла.
При розжиге или при другой необходимости осуществляется дистанционное управление с АРМ.

Структура

АСУТП котельной строится по двухуровневой схеме управления. Нижний уровень управления (уровень контроллеров) реализует задачи локальной автоматики: ТЗиБ (технологических защит и блокировок), регулировок, измерения параметров, передачи их на верхний уровень управления. Верхний уровень (уровень АРМ оператора) решает задачи сбора, отображения и хранения данных, функционально-группового (ФГУ) и дистанционного управления, задачи вычисления удельных и интегральных параметров работы котельной.  В АСУТП котельной входят контроллер функционального узла (КФУ) котлов (по одному на каждый котел) и общекотельного оборудования, шкаф питания и коммуникаций, автоматизированные рабочие места и сервер баз данных (БД) и приложений.

Управление котельной  осуществляется с  АРМ оператора, которое для надежности дублируется путём его «горячего» резервирования. Для обслуживания, проведения регламентных работ и настройки системы предназначен АРМ обслуживания АСУТП. Для управления потоками данных и хранения информации предназначается сервер БД и приложений.

Окупаемость АСУТП зависит от размеров котельной, степени автоматизации и определяется следующими факторами:

Значительное повышение надежности работы системы автоматики за счет минимизации количества реле, ключей, переключателей (замена «релейной логики» логикой аппаратно-программной) и применения современных микропроцессорных устройств и силовых переключающих элементов с неограниченным сроком службы.
Повышение статической и динамической точности регулирования параметров котла за счет новых алгоритмов цифрового регулирования, что позволяет обеспечить значительную экономию топлива. Возможность полностью автоматизировать управление котлом, включая пуски и останов.
Передача системе управления части ответственных операций, требующих точности исполнения, в частности, реализация алгоритмов автоматического планового и аварийного безударного останова котла, что позволяет повысить срок службы технологического оборудования, снизить расход электроэнергии, улучшить условия труда эксплуатационного персонала.
Возможность организации автоматического регулирования работы котельной в целом - обеспечение автоматической разгрузки и подгрузки котлов, перераспределение нагрузок между котлами при аварийном или плановом останове одного из них и т.п.
Исключение до 10-15 км кабелей, металлоконструкций для их прокладки, затрат на проектные и монтажные работы. Уменьшение количества пультов и панелей на щите управления и занимаемой ими площади.
Обеспечение точного и достоверного, в режиме реального времени, учета и контроля технологических параметров котлов за счет отказа от устаревших и самопишущих приборов. Исключение таких негативных факторов, как изношенные средства и приборы измерений с низкими метрологическими характеристиками, ошибки при снятии и обработке показаний, низкая информативность и значительная трудоёмкость процесса обработки данных в силу их ручного сбора.
Доступность системы для людей с разной степенью подготовки к работе на компьютере.
Простота работы с архивами и широкие возможности визуализации технологического процесса, с динамизацией мнемосхем, использующей гистограммы, графические и цифровые сигнализаторы, псевдострелочные приборы, тренды.
Защита от неправильных действий оператора и несанкционированного вмешательства в работу оборудования путем организации системы индивидуальных паролей и допусков и обеспечения диалогового режима «машина-оператор».
Возможность осуществлять диагностику состояния технологического оборудования и предупреждать развитие аварийных ситуаций.
Возможность измерения и автоматического вычисления технико-экономических показателей работы котельной (теплопроизводительность, КПД и т.д.)
Возможность организации подсистемы управления сетевыми насосами с использованием частотных преобразователей, что позволяет: обеспечить плавный и безударный пуск электродвигателей, что увеличивает их срок службы; минимизировать потери, связанные с регулированием давления в сети за счет исключения запорно-регулирующей арматуры; существенно уменьшить эксплуатационные затраты, связанные с обслуживанием насосных агрегатов за счет исключения гидроударов и обеспечения стабильных давлений в трубопроводах сети, а следовательно, увеличения срока службы сальниковых уплотнений, а также исключение/снижение затрат на обслуживание запорно-регулирующей арматуры.
Возможность организации подсистемы управления тяго-дутьевыми агрегатами с использованием частотных преобразователей, что позволяет: повысить на 20-30% КПД и срок эксплуатации электродвигателей; снизить потребленную электроэнергию на 20-30%; обеспечить оптимальный режим горения топлива в топке котла, а, следовательно, на 3-5% уменьшить потребление топлива; предупреждать возможные аварийные ситуации за счет обработки более 20 параметров состояния электроприводов.
Снижение общей численности эксплуатационного персонала.
Улучшение условий труда оперативного персонала за счет: уменьшения количества контролируемых приборов (всё на экране); уменьшения шума и тепловыделения; улучшения условий при выполнении операций (управление с клавиатуры, а не с панелей управления шкафов).
Возможность объединения локальных АСУТП в единый комплекс и организации АСУ предприятия в целом.
Срок окупаемости АСУТП котельных составляет 2,5 - 4 года.

Примеры реализованных систем можно посмотреть на странице  "опыт работ" и в буклете "Автоматизация и диспетчеризация объектов теплоснабжения. Опыт внедрений"