Referencje - Energetyka Cieplna, Skarżysko-Kamienna

w w w. a s t o r. c o m . p l
Energetyka Cieplna, Skarżysko−Kamienna
Automatyzacja Ciepłowni Centralnej
W ramach zadania pt. "Wykonanie i uruchomienie zapro−
jektowanych układów AKPiA (3 kotły węglowe WR−25 i
układ rurociągów grzewczych) w Centralnej Ciepłowni" zo−
stała wykonana automatyzacja ciepłowni miasta Skarży−
sko−Kamienna. Zadanie obejmowało realizację systemu
automatyki dla trzech kotłów WR−25, części ogólnej cie−
płowni oraz wybranych węzłów cieplnych.
Celem zadania była optymalizacja procesu produkcji ciepła
oraz ograniczenie kosztów jego dystrybucji. Źródło wytwa−
rzanej energii cieplnej stanowią trzy kotły rusztowe WR−25,
z których dwa zostały w pełni zautomatyzowane. Trzeci ko−
cioł został jedynie opomiarowany.
Celem automatycznej regulacji procesu spalania w kotle
rusztowym jest dążenie do zapewnienia maksymalnej
sprawności kotła. Cel ten jest realizowany przy wykorzysta−
niu sterowników serii 90−30 firmy GE Fanuc, wyposażo−
nych w procesory CPU364 z wbudowanym portem sieci
Ethernet. Algorytm sterowania każdym z kotłów realizowa−
ny jest przez osobny sterownik. Część hydrauliczna cie−
płowni również została wyposażona w sterownik GE Fanuc
serii 90−30.
Zastosowanie oprogramowania InTouch w systemie cie−
płowni umożliwiło:
●
bieżące śledzenie pracy obiektów podłączonych do
systemu (kotły, obiegi wodne, węzły),
●
informowanie operatora o powstałych stanach alarmo−
wych i występujących zdarzeniach,
●
zdalne sterownie wybranymi układami regulacji,
●
tworzenie raportów z danych historycznych dotyczą−
cych poszczególnych archiwizowanych parametrów,
●
archiwizację wartości parametrów pracy ciepłowni,
●
archiwizację stanów alarmowych i zdarzeń,
●
obserwowanie i analizowanie wykresów czasowych.
Na układ hydrauliczny ciepłowni składają się cztery pompy
obiegowe (PO1, PO2, PO3, PO4) o mocy 250 kW każda.
Do sterowania pracą tych pomp został zastosowany układ
regulacji kaskadowej. Trzy pompy obiegowe pracują w
układzie rozruchu bezpośredniego, natomiast czwarta wy−
posażona została w przetwornicę częstotliwości w celu
umożliwienia płynnej regulacji ciśnienia dyspozycyjnego w
sieci cieplnej. W układzie pracują także trzy pompy zmie−
szania gorącego (PM1, PM2, PM3), pracujące na wspólny
kolektor. Pompy mieszające (PM1 i PM2) sterowane są au−
tomatycznie za pomocą sterownika VersaMax Micro firmy
GE Fanuc, natomiast PM3 jest pompą rezerwową, załącza−
ną ręcznie. Każda z pomp PM1, PM2 może pracować za−
równo z rozruchem bezpośrednim, jaki i poprzez falownik.
Obraz synoptyczny części hydraulicznej ciepłowni.
W układzie są dwie pompy stabilizujące (PS1, PS2), które
w pełni automatycznie stabilizują ciśnienie w sieci cieplnej.
Także praca pomp uzupełniających (PU1, PU2) została
całkowicie zautomatyzowana. Aby umożliwić automatyczną
stabilizację przepływu wody przez kotły, został wymieniony
zawór zmieszania zimnego. Algorytm sterowania tym za−
worem zaimplementowano w sterowniku części hydraulicz−
nej ciepłowni. Wykorzystując protokół EGD, sterownik czę−
ści hydraulicznej pobiera informacje na temat przepływów
przez poszczególne kotły w celu stabilizowania sumarycz−
nego przepływu przez kotły.
Komunikacja pomiędzy sterownikami odbywa się poprzez
sieć Ethernet z wykorzystaniem protokołu EGD (Ethernet
Global Data). Jako system wizualizacji i archiwizacji danych
procesowych zastosowano oprogramowanie InTouch 7.11
firmy Wonderware. Komunikacja pomiędzy sterownikami a
systemem InTouch odbywa się także z wykorzystaniem
sieci Ethernet.
W sterowniku części hydraulicznej został umieszczony al−
gorytm regulatora pogodowego, sterującego automatycznie
pracą całej ciepłowni. Na podstawie wartości określonych
przez technologa w tabeli pogodowej i wpisanych przez
operatora w systemie InTouch, wyliczana jest sumaryczna
moc, z jaką powinna pracować cała ciepłownia. Na tej pod−
stawie do sterowników poszczególnych kotłów przesyłane
Schemat systemu.
są wartości zadane mocy.
W ramach zadania został wykonany system monitoringu
pracy najważniejszych węzłów cieplnych położonych na te−
renie miasta. Wybrano węzeł o krytycznym ciśnieniu po−
wrotu. Najistotniejszymi parametrami przekazywanymi z te−
go węzła do systemu automatyki ciepłowni są ciśnienie na
zasilaniu i ciśnienie na powrocie.
Drugim monitorowanym węzłem jest węzeł o najgorszym
ciśnieniu dyspozycyjnym. Stabilizacja ciśnienia dyspozy−
cyjnego na tym węźle powyżej wartości krytycznej pozwa−
la na utrzymanie odpowiedniego ciśnienia w całej sieci. Na
podstawie zdalnych pomiarów z tego węzła realizowany
jest algorytm sterowania pomp obiegowych. W przypadku
ewentualnej utraty transmisji parametrów z węzła następu−
je natychmiastowe powiadomienie operatora (komunikat
alarmowy w systemie wizualizacji) oraz przełączenie ukła−
du regulacji na stabilizację ciśnienia dyspozycyjnego w cie−
płowni. Dane z węzłów przesyłane są drogą radiową. Moni−
toring pracy węzła wykonany został z zastosowaniem ra−
diomodemów Satelline−1870 firmy Satel, pracujących w
paśmie częstotliwości 868 ÷ 870 MHz, w którym nie jest
wymagany przydział częstotliwości. Prędkość transmisji w
powietrzu wynosi 9600 bit/s, podczas gdy prędkość wyj−
ściowa może zostać ustawiona w przedziale 1200 ÷ 19200
bit/s.
W efekcie wyboru częstotliwości pracy radiomodemu (z za−
kresu 868 ÷ 870 MHz), moc radiomodemu jest automa−
tycznie korygowana w zależności od maksymalnej dopusz−
czalnej mocy obowiązującej w danym podpaśmie (5 ÷ 100
mW).
Na budynku ciepłowni zainstalowana została antena do−
okólna, co pozwoli w przyszłości dołączyć do systemu mo−
nitoringu pozostałe węzły. Aby zapewnić optymalne warun−
ki dla komunikacji radiowej, na budynku węzła cieplnego
zamontowany został maszt wysokości 5 m wraz z anteną
kierunkową. Węzeł wyposażony został w sterownik Versa−
Max Micro firmy GE Fanuc wraz z 6−punktowym modułem
wejść/wyjść analogowych, do którego zostały podłączone
najważniejsze sygnały pomiarowe z węzła.
Realizacja tego zadania usprawniła w znacznym stopniu
pracę całej ciepłowni. Pozytywnym efektem wdrożenia jest
także dostarczanie operatorom, dyspozytorom i kierownic−
twu szczegółowych parametrów pracy zarówno poszcze−
gólnych urządzeń technologicznych, jak i całej ciepłowni.
Marcin Płatkowski − Softechnik Sp. z o.o.
ELEMENTY SYSTEMU
90-30, VersaMax Micro
InTouch
Satelline 1870
w w w. a s t o r. c o m . p l