Articolul este dedicat utilizării sistemului Trace Mode SCADA pentru controlul online și de la distanță al obiectelor termoficare orase. Unitatea în care a fost implementat proiectul descris este situată în sudul regiunii Arhangelsk (orașul Velsk). Proiectul prevede monitorizarea operațională și managementul procesului de pregătire și distribuire a căldurii pentru încălzire și furnizarea apei calde la unitățile de viață ale orașului.

CJSC „SpetsTeploStroy”, Yaroslavl

Enunțarea problemei și a funcțiilor necesare sistemului

Scopul cu care s-a confruntat compania noastră a fost construirea unei rețele de coloană vertebrală pentru alimentarea cu căldură în cea mai mare parte a orașului, folosind metode avansate de construcție, în care s-au folosit conducte preizolate pentru a construi rețeaua. În acest scop, au fost construite cincisprezece kilometri de rețele principale de încălzire și șapte puncte de încălzire centrală (CHS). Scopul centralei termice este utilizarea apei supraîncălzite din GT-CHP (conform programului 130/70 °C), pregătirea lichidului de răcire pentru rețelele de încălzire intra-bloc (conform programului 95/70 °C) și încălziți apa la 60 °C pentru nevoile de alimentare cu apă caldă menajeră (alimentare cu apă caldă), Centrala termică funcționează după o schemă independentă, închisă.

La stabilirea problemei, au fost luate în considerare multe cerințe pentru a asigura principiul de economisire a energiei de funcționare a centralei termice. Iată câteva dintre cele deosebit de importante:

Efectuați controlul în funcție de vreme a sistemului de încălzire;

Mentinerea parametrilor ACM la un nivel dat (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Menține parametrii fluidului de încălzire la un nivel dat (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Organizați contorizarea comercială a energiei termice și a lichidului de răcire în conformitate cu reglementările în vigoare documente de reglementare(ND);

Asigurarea ATS (intrare de rezervă automată) a pompelor (rețea și alimentare cu apă caldă) cu egalizarea duratei de viață a motorului;

Corectați parametrii de bază folosind calendarul și ceasul în timp real;

Efectuează transfer periodic de date către centrul de control;

Efectuează diagnosticarea instrumentelor de măsură și a echipamentelor de operare;

Lipsa personalului de serviciu la centrala termica;

Monitorizați și informați prompt personalul de service cu privire la apariția situațiilor de urgență.

Ca urmare a acestor cerințe au fost definite funcțiile sistem creat telecomandă operațională. Au fost selectate instrumente de automatizare de bază și auxiliare și de transmisie a datelor. A fost selectat un sistem SCADA pentru a asigura operabilitatea sistemului în ansamblu.

Funcții de sistem necesare și suficiente:

1_Funcții de informare:

Măsurarea și controlul parametrilor tehnologici;

Alarma si inregistrarea abaterilor parametrilor de la limitele stabilite;

Formarea și distribuirea datelor operaționale către personal;

Arhivarea și vizualizarea istoricului parametrilor.

2_Funcții de control:

Reglarea automată a parametrilor importanți ai procesului;

Control de la distanță a dispozitivelor periferice (pompe);

Protecție și blocare tehnologică.

3_Funcții de service:

Autodiagnosticarea complexului software și hardware în timp real;

Transferul datelor către centrul de control conform unui program, la cerere și la apariția unei situații de urgență;

Testarea performanței și a funcționării corecte a dispozitivelor de calcul și a canalelor de intrare/ieșire.

Ceea ce a influențat alegerea instrumentelor de automatizare

si software?

Alegerea principalelor instrumente de automatizare s-a bazat în principal pe trei factori - preț, fiabilitate și versatilitate de configurare și programare. Da, pentru munca independenta Pentru centrala termică și pentru transmiterea datelor au fost alese regulatoare liber programabile din seria PCD2-PCD3 de la Saia-Burgess. Pentru a crea o cameră de control, a fost ales sistemul SCADA domestic Trace Mode 6. Pentru transmiterea datelor, s-a decis să se utilizeze un sistem convențional comunicare celulară: utilizați un canal vocal obișnuit pentru transmiterea de date și mesaje SMS pentru a notifica prompt personalul despre apariția situațiilor de urgență.

Care este principiul de funcționare al sistemului

și caracteristicile implementării controlului în modul Trace?

Ca și în cazul multor sisteme similare, functii de management pentru influența directă asupra mecanismelor de reglementare se acordă nivelului inferior, iar controlul întregului sistem în ansamblu este acordat nivelului superior. Omit în mod deliberat descrierea funcționării nivelului inferior (controlerelor) și a procesului de transfer de date și merg direct la descrierea celui superior.

Pentru ușurință în utilizare, camera de control este dotată cu un computer personal (PC) cu două monitoare. Datele din toate punctele circulă către controlerul de expediere și sunt transmise prin interfața RS-232 către un server OPC care rulează pe un PC. Proiectul este implementat în Trace Mode versiunea 6 și este proiectat pentru 2048 de canale. Aceasta este prima etapă de implementare a sistemului descris.

O caracteristică specială a implementării sarcinii în modul Trace este încercarea de a crea o interfață cu mai multe ferestre cu capacitatea de a monitoriza procesul de alimentare cu căldură on-line, atât pe harta orașului, cât și pe diagramele mnemonice ale punctelor de încălzire. Utilizarea unei interfețe cu mai multe ferestre rezolvă problemele de ieșire cantitate mare informații de pe afișajul dispecerului, care ar trebui să fie suficiente și, în același timp, neredundante. Principiul unei interfețe cu mai multe ferestre vă permite să aveți acces la orice parametri de proces în conformitate cu structura ierarhică a ferestrelor. De asemenea, simplifică implementarea sistemului la fața locului, deoarece o astfel de interfață aspect Este foarte asemănător cu familia de produse Microsoft utilizată pe scară largă și are hardware de meniu și bare de instrumente similare care sunt familiare oricărui utilizator de computer personal.

În fig. 1 arată ecranul principal al sistemului. Afișează schematic rețeaua principală de încălzire indicând sursa de căldură (CHP) și punctele de încălzire centrală (de la primul până la al șaptelea). Ecranul afișează informații despre apariția situațiilor de urgență la instalații, temperatura curentă a aerului exterior, data și ora ultimei transmisii de date din fiecare punct. Obiectele de alimentare cu căldură sunt echipate cu vârfuri pop-up. Când apare o situație anormală, obiectul de pe diagramă începe să „clipească”, iar în raportul de alarmă apar o înregistrare a evenimentului și un indicator roșu intermitent lângă data și ora transmiterii datelor. Este posibil să vizualizați parametrii termici măriți pentru centralele termice și pentru întreaga rețea de încălzire în ansamblu. Pentru a face acest lucru, trebuie să dezactivați afișarea listei de rapoarte de alarmă și avertizare (butonul „OT&P”).

Orez. 1. Ecranul principal al sistemului. Amenajarea instalațiilor de alimentare cu căldură în Velsk

Trecerea la schema mimica a unui punct de încălzire este posibilă în două moduri - trebuie să faceți clic pe pictograma de pe harta orașului sau pe butonul cu inscripția punctului de încălzire.

Schema de mime a punctului de încălzire se deschide pe al doilea ecran. Acest lucru se face pentru ușurința monitorizării situație specifică la punctul central de încălzire și pentru a monitoriza starea generală a sistemului. Pe aceste ecrane, toți parametrii controlați și reglabili sunt vizualizați în timp real, inclusiv parametrii care sunt citiți din contoarele de căldură. Toate echipamente tehnologice iar instrumentele de măsură sunt prevăzute cu tooltips în conformitate cu documentația tehnică.

Imaginea echipamentelor și a echipamentelor de automatizare de pe diagrama mnemonică este cât mai apropiată de aspectul real.

La următorul nivel al interfeței cu mai multe ferestre, control direct proces de transfer de căldură, modificarea setărilor, vizualizarea caracteristicilor echipamentelor de operare, monitorizarea parametrilor în timp real cu un istoric al modificărilor.

În fig. Figura 2 prezintă o interfață cu ecran pentru vizualizarea și controlul principalului echipament de automatizare (controler și calculator de căldură). Pe ecranul de control al controlerului, este posibil să schimbați numerele de telefon pentru trimiterea de mesaje SMS, să interziceți sau să permiteți transmiterea de mesaje de urgență și informații, să controlați frecvența și cantitatea de transmisie a datelor și să setați parametrii pentru autodiagnosticarea instrumentelor de măsură. Pe ecranul contorului de căldură, puteți vizualiza toate setările, puteți modifica setările disponibile și puteți controla modul de schimb de date cu controlerul.

Orez. 2. Ecrane de control pentru contorul de căldură „Vzlyot TSriv” și controlerul PCD253

În fig. Figura 3 prezintă panouri pop-up pentru echipamentele de control (supapă de control și grupuri de pompe). Aceasta afișează starea curentă a acestui echipament, informații despre eroare și unii parametri necesari pentru autodiagnosticare și testare. Astfel, pentru pompe, parametrii foarte importanți sunt presiunea de funcționare în uscat, timpul dintre defecțiuni și întârzierea la pornire.

Orez. 3. Panou de control pentru grupuri de pompe și supapă de control

În fig. Figura 4 prezintă ecrane pentru monitorizarea parametrilor și buclele de control în formă grafică cu posibilitatea de a vizualiza istoricul modificărilor. Toți parametrii controlați ai punctului de încălzire sunt afișați pe ecranul de parametri. Sunt grupate după semnificația lor fizică (temperatura, presiunea, debitul, cantitatea de căldură, puterea termică, iluminatul). Ecranul bucle de control afișează toate buclele de control ale parametrilor și afișează valoarea curentă a parametrului setat ținând cont de zona moartă, poziția supapei și legea de control selectată. Toate aceste date de pe ecrane sunt împărțite în pagini, similar designului general acceptat în aplicațiile Windows.

Orez. 4. Ecrane pentru afișarea grafică a parametrilor și a circuitelor de control

Toate ecranele pot fi mutate pe spațiul a două monitoare, efectuând simultan mai multe sarcini. Toți parametrii necesari pentru funcționarea fără probleme a sistemului de distribuție a căldurii sunt disponibili în timp real.

Cât timp a durat dezvoltarea sistemului?cati dezvoltatori au fost?

Partea de bază a sistemului de expediere și control în modul Trace a fost dezvoltată în termen de o lună de autorul acestui articol și lansată în orașul Velsk. În fig. Este prezentată o fotografie din camera de control temporară în care sistemul este instalat și în funcțiune de probă. În acest moment, organizația noastră pune în funcțiune un alt punct de încălzire și o sursă de căldură de urgență. În aceste facilități este proiectată o cameră de control specială. După punerea în funcțiune, toate cele opt puncte de încălzire vor fi incluse în sistem.

Orez. 5. Temporar locul de munca dispecer

În timpul funcționării sistemului automat de control al procesului, din serviciul de expediere apar diverse comentarii și sugestii. Astfel, sistemul este actualizat constant pentru a îmbunătăți proprietățile operaționale și confortul dispecerului.

Care este efectul implementării unui astfel de sistem de management?

Avantaje și dezavantaje

În acest articol, autorul nu își propune să evalueze efect economic de la implementarea unui sistem de management digital. Cu toate acestea, economiile sunt evidente datorită reducerii personalului implicat în întreținerea sistemului și reducerii semnificative a numărului de accidente. În plus, impactul asupra mediului este evident. De asemenea, trebuie remarcat faptul că implementarea unui astfel de sistem vă permite să răspundeți rapid și să eliminați situațiile care pot duce la consecințe neprevăzute. Perioada de rambursare a întregului complex de lucrări (construcție rețea de încălzire și puncte de încălzire, instalare și punere în funcțiune, automatizare și dispecerizare) pentru client va fi de 5-6 ani.

Avantajele unui sistem de control de lucru pot fi citate:

Vizibilitatea prezentării informațiilor pe reprezentare grafică obiect;

În ceea ce privește elementele de animație, acestea au fost adăugate special în proiect pentru a îmbunătăți efectul vizual al vizionării programului.

Perspective de dezvoltare a sistemului

Siemens este un lider mondial recunoscut în dezvoltarea de sisteme energetice, inclusiv sisteme de alimentare cu apă și căldură. Este exact ceea ce face unul dintre Departamente Siemens - Tehnologii de constructii – „Automatizarea și siguranța clădirilor.” Compania oferă o gamă completă de echipamente și algoritmi pentru automatizarea cazanelor, punctelor de încălzire și stațiilor de pompare.

1. Structura sistemului de alimentare cu căldură

Siemens oferă o soluție cuprinzătoare pentru crearea unui sistem de management unificat pentru sistemele urbane de alimentare cu apă și căldură. Complexitatea abordării constă în faptul că clienților li se oferă totul, de la efectuarea calculelor hidraulice ale sistemelor de alimentare cu apă și căldură până la sistemele de comunicații și expediere. Implementarea acestei abordări este asigurată de experiența acumulată a specialiștilor companiei, dobândită în diferite țări lumea în timpul implementării diferitelor proiecte în domeniul sistemelor de alimentare cu căldură a marilor orașe din Europa Centrală și de Est. Acest articol discută structurile sistemelor de alimentare cu căldură, principiile și algoritmii de control care au fost implementați în timpul implementării acestor proiecte.

Sistemele de alimentare cu căldură sunt construite în principal conform unei scheme în 3 etape, ale cărei părți sunt:

1. Surse de căldură de diferite tipuri, interconectate într-un singur sistem de buclă

2. Centrală puncte de încălzire(CHP) conectat la rețelele principale de încălzire cu temperaturi ridicate ale lichidului de răcire (130...150°C). În stația de încălzire centrală, temperatura scade treptat până la o temperatură maximă de 110 °C, în funcție de nevoile stației de încălzire. În sistemele mici, nivelul punctelor de încălzire centrală poate fi absent.

3. Primire puncte de încălzire individuale energie termică de la centralele termice și asigurarea furnizării de căldură a instalației.

Caracteristica fundamentală a soluțiilor Siemens este că întregul sistem se bazează pe principiul cablajului cu două țevi, care este cel mai bun compromis tehnic și economic. Această soluție face posibilă reducerea pierderilor de căldură și a consumului de energie electrică în comparație cu sistemele cu 4 țevi sau 1 țeavă cu priză deschisă de apă care sunt larg răspândite în Rusia, investițiile în modernizarea cărora fără a-și schimba structura nu sunt eficiente. Costurile de întreținere a unor astfel de sisteme sunt în continuă creștere. Între timp, efectul economic este principalul criteriu pentru fezabilitatea dezvoltării și îmbunătățirii tehnice a sistemului. Este evident că la construirea de noi sisteme ar trebui luate soluții optime testate în practică. Dacă vorbim despre renovare majoră sisteme de alimentare cu căldură cu o structură neoptimă, este rentabil din punct de vedere economic să treceți la un sistem cu 2 conducte cu puncte de încălzire individuale în fiecare casă.

Atunci când furnizează consumatorilor căldură și apă caldă, societatea de administrare suportă costuri fixe, a căror structură este următoarea:

Costuri de generare a căldurii pentru consum;

pierderi în sursele de căldură din cauza metodelor imperfecte de generare a căldurii;

pierderi de căldură în rețeaua de încălzire;

r costurile cu electricitatea.

Fiecare dintre aceste componente poate fi redusă cu un management optim și cu utilizarea instrumentelor moderne de automatizare la fiecare nivel.

2. Surse de căldură

Se știe că pentru sistemele de încălzire sunt de preferat sursele mari de generare combinată de căldură și energie sau sursele în care căldura este un produs secundar, de exemplu, un produs al proceselor industriale. Pe baza unor astfel de principii a apărut ideea de încălzire centrală. Cazanele care funcționează cu diferite tipuri de combustibil sunt folosite ca surse de căldură de rezervă. turbine cu gazși așa mai departe. Dacă cazanele pe gaz servesc ca sursă principală de căldură, acestea trebuie să funcționeze cu optimizarea automată a procesului de ardere. Acesta este singurul mod de a realiza economii și de a reduce emisiile în comparație cu generarea de căldură distribuită în fiecare casă.

3. Stații de pompare

Căldura de la sursele de căldură este transferată către rețelele principale de încălzire. Lichidul de răcire este pompat de pompe de rețea care funcționează continuu. Prin urmare, trebuie specificate selecția și metoda de funcționare a pompelor atenție deosebită. Modul de funcționare al pompei depinde de modurile punctelor de încălzire. O scădere a debitului la stația de încălzire centrală implică o creștere nedorită a presiunii pompei (pompe). O creștere a presiunii afectează negativ toate componentele sistemului. În cel mai bun caz, crește doar zgomotul hidraulic. În orice caz, energia electrică se pierde. În aceste condiții, un efect economic necondiționat este asigurat de controlul frecvenței pompelor. Sunt utilizați diverși algoritmi de control. În proiectarea de bază, controlerul menține o scădere constantă de presiune în pompă, variind viteza de rotație. Datorită faptului că odată cu scăderea debitului de lichid de răcire, pierderile de presiune în conducte sunt reduse (dependență pătratică), este posibilă și reducerea valorii setate (setată) a căderii de presiune. Acest tip de control al pompei se numește proporțional și poate reduce și mai mult costurile de funcționare a pompei. Control mai eficient al pompelor cu corectarea sarcinii pe baza unui „punct la distanță”. În acest caz, se măsoară căderea de presiune la punctele de capăt ale rețelelor principale. Valorile actuale ale presiunii diferențiale compensează presiunea la stația de pompare.

4. Puncte de încălzire centrală (CHS)

În sistemele moderne de alimentare cu căldură, stațiile centrale de încălzire joacă un rol foarte important. Un sistem de alimentare cu căldură cu economie de energie ar trebui să funcționeze folosind puncte de încălzire individuale. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că stațiile centrale de încălzire vor fi închise: ele îndeplinesc funcția de stabilizator hidraulic și, în același timp, împart sistemul de alimentare cu căldură în subsisteme separate. În cazul utilizării ITP, sistemele centrale de alimentare cu apă caldă sunt excluse din punctul central de încălzire. În acest caz, prin stația centrală de încălzire trec doar 2 conducte, separate printr-un schimbător de căldură, care separă sistemul de trasee principale de sistemul ITP. Astfel, sistemul ITP poate funcționa cu alte temperaturi ale lichidului de răcire, precum și cu presiuni dinamice mai mici. Acest lucru garantează funcționarea stabilă a ITP și, în același timp, implică o reducere a investițiilor în ITP. Temperatura de alimentare de la punctul central de încălzire este reglată în conformitate cu programul de temperatură în funcție de temperatura aerului exterior, ținând cont de limita de vară, care depinde de cererea sistemului de apă caldă menajeră din sistemul de încălzire și încălzire. Vorbim despre reglarea preliminară a parametrilor lichidului de răcire, care permite reducerea pierderilor de căldură pe rutele secundare, precum și creșterea duratei de viață a componentelor de automatizare termică în ITP.

5. Puncte de încălzire individuale (IHP)

Funcționarea IHP afectează eficiența întregului sistem de alimentare cu căldură. ITP este o parte importantă din punct de vedere strategic a sistemului de alimentare cu căldură. Tranziția de la un sistem cu 4 țevi la un sistem modern cu 2 țevi nu este lipsită de provocări. În primul rând, aceasta implică necesitatea investițiilor, iar în al doilea rând, fără prezența unui anumit „know-how”, introducerea ITP poate, dimpotrivă, să crească costurile de operare. societate de administrare. Principiul de funcționare al ITP este că punctul de încălzire este situat direct în clădire, care este încălzită și pentru care se prepară apă caldă. În același timp, la clădire sunt conectate doar 3 conducte: 2 pentru lichid de răcire și 1 pentru alimentare cu apă rece. Astfel, structura conductelor sistemului este simplificată, iar în timpul reparațiilor planificate ale traseelor, se realizează imediat economii la așezarea conductelor.

5.1. Controlul circuitului de încălzire

Controlerul ITP controlează puterea termică a sistemului de încălzire, modificând temperatura lichidului de răcire. Valoarea de referință a temperaturii de încălzire este determinată de temperatura exterioară și de curba de încălzire (control compensat în funcție de vreme). Curba de încălzire se determină ținând cont de inerția clădirii.

5.2. Inerția clădirii

Inerția clădirilor are o influență semnificativă asupra rezultatului controlului încălzirii în funcție de vreme. Un controlor ITP modern trebuie să ia în considerare acest factor de influență. Inerția unei clădiri este determinată de valoarea constantei de timp a clădirii, care variază de la 10 ore pentru casele cu panouri până la 35 de ore pentru casele din cărămidă. Controlerul IHP determină, pe baza constantei de timp de construcție, așa-numita temperatură „combinată” a aerului exterior, care este utilizată ca semnal de corecție în sistemul automat de control al temperaturii apei de încălzire.

5.3. Energia eoliană

Vântul afectează semnificativ temperatura camerei, în special în clădirile înalte situate în zone deschise. Un algoritm de corectare a temperaturii apei pentru încălzire, ținând cont de influența vântului, asigură economii de până la 10% la energie termică.

5.4 Limitarea temperaturii apei de retur

Toate tipurile de control descrise mai sus afectează indirect reducerea temperaturii apei de retur. Această temperatură este principalul indicator al funcționării economice a sistemului de încălzire. În diferite moduri de funcționare ale IHP, temperatura apei de retur poate fi redusă folosind funcții de limitare. Cu toate acestea, toate funcțiile de restricție presupun abateri de la condițiile confortabile, iar utilizarea lor trebuie să aibă un studiu de fezabilitate. În schemele de conectare a circuitelor de încălzire independente, cu funcționarea economică a schimbătorului de căldură, diferența de temperatură între apa de retur a circuitului primar și circuitul de încălzire nu trebuie să depășească 5°C. Eficiența costurilor este asigurată de funcția de limitare dinamică a temperaturii apei de retur ( DRT – diferența de temperatură pe retur ): când diferența de temperatură specificată între apa de retur a circuitului primar și circuitul de încălzire este depășită, regulatorul reduce debitul de lichid de răcire în circuitul primar. În același timp, sarcina de vârf scade și ea (Fig. 1).

Orez. 6. Linie cu două fire cu două fire corona la distanțe diferite între ele

16 m; 3 - bn = 8 m; 4 - b,

REFERINȚE

1. Efimov B.V. Tunetul flutură în linii aeriene. Apatite: Editura KSC RAS, 2000. 134 p.

2. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshgein M.L., Efremov I.A. Supratensiune și protecție împotriva acesteia în

transmisii de putere aeriană și prin cablu de înaltă tensiune. L.: Nauka, 1988. 301 p.

A.M. Prohorenkov

METODE PENTRU CONSTRUIREA UNUI SISTEM AUTOMATAT PENTRU CONTROLUL DISTRIBUIT AL ALIMENTĂRII CU CĂLDURĂ ORAȘĂ

Probleme de implementare a tehnologiilor de economisire a resurselor în Rusia modernă se acordă o atenție considerabilă. Aceste probleme sunt deosebit de acute în regiunile din nordul îndepărtat. Ca combustibil pentru cazanele din oraș, se folosește păcură, care este livrată pe calea ferată din regiunile centrale ale Rusiei, ceea ce crește semnificativ costul energiei termice generate. Durată

Sezonul de încălzire în Arctica este cu 2-2,5 luni mai lung în comparație cu regiunile centrale ale țării, ceea ce se datorează condițiilor climatice din Nordul Îndepărtat. În același timp, întreprinderile de căldură și energie electrică trebuie să genereze cantitatea necesară de căldură sub formă de abur, apă caldă sub anumiți parametri (presiune, temperatură) pentru a asigura funcționarea tuturor infrastructurilor urbane.

Reducerea costului de generare a energiei termice furnizată consumatorilor este posibilă numai prin arderea economică a combustibilului, utilizare rațională energie electrică pentru nevoile proprii ale întreprinderilor, minimizarea pierderilor de căldură în zonele de transport (rețele de încălzire a orașului) și consum (clădiri, întreprinderi orășenești), precum și reducerea numărului de personal de servicii în zonele de producție.

Rezolvarea tuturor acestor probleme este posibilă doar prin introducerea de noi tehnologii, echipamente, mijloace tehnice management pentru a asigura eficienta economica munca întreprinderilor de energie termică, precum și îmbunătățirea calității managementului și funcționării sistemelor de energie termică.

Enunțarea problemei

Una dintre sarcinile importante în domeniul încălzirii urbane este crearea de sisteme de alimentare cu căldură cu funcționare paralelă a mai multor surse de căldură. Sisteme moderne Sistemele de încălzire centralizată pentru orașe s-au dezvoltat ca sisteme foarte complexe, distribuite spațial, cu circulație închisă. Consumatorii, de regulă, nu au proprietatea de autoreglare; lichidul de răcire este distribuit prin preinstalare special concepute (pentru unul dintre moduri) rezistențe hidraulice constante [1]. În acest sens, natura aleatorie a selecției energiei termice de către consumatorii de abur și apă caldă duce la procese tranzitorii complexe dinamice în toate elementele sistemului de energie termică (TES).

Monitorizarea operațională a stării obiectelor aflate la distanță și gestionarea echipamentelor situate la punctele controlate (CP) este imposibilă fără dezvoltarea unui sistem automatizat pentru controlul dispecerării și gestionarea punctelor centrale de încălzire și a stațiilor de pompare (ASDC și U TsTP și PS) din oraş. Prin urmare, unul dintre problemele actuale este gestionarea fluxurilor de energie termică, luând în considerare caracteristicile hidraulice atât ale rețelelor de încălzire în sine, cât și ale consumatorilor de energie. Necesită rezolvarea problemelor asociate cu crearea sistemelor de alimentare cu căldură, unde funcționează în paralel

mai multe surse de căldură (stații termice - TS)) funcționează pentru total retea de incalzire oraș și pe programul general de încărcare termică. Astfel de sisteme fac posibilă economisirea combustibilului în timpul încălzirii, creșterea gradului de încărcare a echipamentelor principale și operarea unităților de cazan în moduri cu valori optime de eficiență.

Rezolvarea problemelor control optim procese tehnologice incalzire cazane

Pentru a rezolva problemele de control optim al proceselor tehnologice ale cazanului de încălzire „Nord” a Întreprinderii Regionale de Stat de Termoenergie (GOTEP) „TEKOS”, în cadrul unui grant din Programul pentru importul de economisire a energiei și Echipamente și materiale de protecție a mediului (PIEPOM) ale Comitetului ruso-american, echipamentul a fost furnizat (finanțat de guvernul SUA). Acest echipament și proiectat pentru el software a făcut posibilă rezolvarea unei game largi de probleme de reconstrucție la întreprinderea de bază GOTEP „TEKOS”, iar rezultatele obținute urmau să fie replicate la întreprinderile de termoficare din regiune.

Baza pentru reconstrucția sistemelor de control pentru unitățile de cazane TC a fost înlocuirea echipamentelor de automatizare învechite pentru panoul de control central și sistemele de control automate locale cu un sistem modern de control distribuit cu microprocesor. Sistemul de control distribuit implementat pentru unitățile de cazan bazat pe sistemul cu microprocesor (MPS) TDC 3000-S (Supper) de la Honeywell a oferit o soluție unică cuprinzătoare pentru implementarea tuturor funcțiilor sistemului pentru controlul proceselor tehnologice ale vehiculului. MPS de operare are calități valoroase: simplitatea și claritatea dispoziției funcțiilor de control și operare; flexibilitate în îndeplinirea tuturor cerințelor procesului, ținând cont de indicatorii de fiabilitate (funcționarea în modul de așteptare „fierbinte” al celui de-al doilea computer și al unității de control), disponibilitate și eficiență; acces ușor la toate datele sistemului; ușurința de a schimba și extinde funcțiile de serviciu fără a afecta negativ sistemul;

calitate îmbunătățită a prezentării informațiilor într-o formă convenabilă pentru luarea deciziilor (interfață prietenoasă a operatorului inteligent), care ajută la reducerea erorilor personalului operațional la operarea și monitorizarea proceselor vehiculului; crearea computerizată a documentației sistemului de control automat al procesului; pregătirea operațională crescută a unității (rezultatul autodiagnosticării sistemului de control); sistem promițător cu un grad ridicat de inovație. Sistemul TDC 3000 - S (Fig. 1) are capacitatea de a conecta controlere PLC externe de la alți producători (această caracteristică este realizată cu prezența unui modul gateway PLC). Sunt afișate informații de la controlerele PLC

apare în TOS sub forma unei matrice de puncte, accesibile pentru citire și scriere din programele utilizatorului. Acest lucru face posibilă utilizarea stațiilor de intrare-ieșire distribuite instalate în imediata apropiere a obiectelor gestionate pentru a colecta date și a transmite date către TOC printr-un cablu de informații folosind unul dintre protocoalele standard. Această opțiune vă permite să integrați noi obiecte de control, inclusiv sistem automatizat controlul expedierii și gestionarea unităților centrale de încălzire și a stațiilor de pompare (ASDKiU TsTPiNS), în sistemul de control al proceselor automatizat existent al întreprinderii, fără modificări externe pentru utilizatori.

Rețea locală de calculatoare

Statii universale

Istoric aplicat pe calculator

modul modul gateway

Rețea locală management

Trunk Gateway

I Rezervă (ARMM)

Modul de îmbunătățire. manager de proces ovated (ARMM)

Rețea universală de control

Controlere I/O

Cablu de 4-20 mA

Stație de intrare/ieșire SIMATIC ET200M.

Controlere I/O

Rețea de dispozitive PLC (PROFIBUS)

Cablu de 4-20 mA

Senzori de debit

Senzori de temperatura

Senzori de presiune

Analizoare

Regulatoare

Statii de frecventa

Supape

Senzori de debit

Senzori de temperatura

Senzori de presiune

Analizoare

Regulatoare

Statii de frecventa

Supape

Orez. 1. Colectarea informațiilor de către stațiile PLC distribuite, transferarea acestora către TDC3000-S pentru vizualizare și procesare cu emiterea ulterioară a semnalelor de control

Studiile experimentale efectuate au arătat că procesele care au loc într-un cazan cu abur în modurile sale de funcționare sunt de natură aleatorie și sunt nestaționare, ceea ce este confirmat de rezultatele prelucrărilor matematice și ale analizei statistice. Ținând cont de natura aleatorie a proceselor care au loc într-un cazan cu abur, estimările deplasării așteptării matematice (ME) M(t) și dispersie 5 (?) de-a lungul coordonatelor principale de control au fost luate ca măsură de evaluare a calității. de control:

Em, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ gMikh (t) ^ min

unde Mzn(t), Mmn(t) - MO specificat și curent al parametrilor principali reglabili ai cazanului de abur: cantitatea de aer, cantitatea de combustibil, precum și producția de abur a cazanului.

s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s^ (t) ^ min, (2)

unde 52Tn, 5zn2(t) sunt dispersia curentă și specificată a principalilor parametri controlați ai cazanului de abur.

Apoi criteriul de calitate al controlului va avea forma

Jn = I [avMy(t) + ßsö;, (t)] ^ min, (3)

unde n = 1, ...,j; - ß - coeficienți de ponderare.

În funcție de modul de funcționare al cazanului (reglare sau de bază), trebuie formată o strategie optimă de control.

Pentru modul de reglare de funcționare al unui cazan cu abur, strategia de control ar trebui să vizeze menținerea constantă a presiunii în colectorul de abur, indiferent de consumul de abur al consumatorilor de energie termică. Pentru acest mod de funcționare, o estimare a deplasării MO a presiunii aburului în colectorul principal de abur este luată ca măsură a calității controlului sub forma

er (/) = Рг(1) - Рт () ^Б^ (4)

unde HP, Рт(0 - valorile medii date și curente ale presiunii aburului în colectorul principal de abur.

Deplasarea presiunii aburului în colectorul principal de abur prin dispersie, ținând cont de (4) are forma

(0 = -4r(0 ^^ (5))

unde (UrzOO, art(0 - dat și dispersia presiunii curente.

Pentru ajustarea coeficienților de transfer ai regulatoarelor de circuit ale sistemului de control al cazanului multiconectat au fost utilizate metode de logică neclară.

În timpul funcționării de probă a cazanelor automate de abur s-a acumulat material statistic, care a permis obținerea comparativă (cu funcționarea centralelor neautomatizate) caracteristici ale eficienței tehnico-economice a introducerii de noi metode și controale și continuarea lucrărilor de reconstrucție. pe alte cazane. Astfel, în perioada de funcționare de șase luni a cazanelor de abur neautomatizate nr. 9 și 10, precum și a cazanelor automate de abur nr. 13 și 14, s-au obținut rezultatele, care sunt prezentate în tabelul 1.

Determinarea parametrilor pentru încărcarea optimă a unei stații termice

Pentru a determina sarcina optimă a vehiculului, este necesar să se cunoască caracteristicile energetice ale generatoarelor de abur ale acestora și ale camerei cazanului în ansamblu, care reprezintă relația dintre cantitatea de combustibil furnizată și căldura primită.

Algoritmul pentru găsirea acestor caracteristici include următorii pași:

Tabelul 1

Indicatori de performanță a cazanului

Denumirea indicatorului Valoarea indicatoarelor de muls din cazan

№9-10 № 13-14

Producție de căldură, Gcal Consum de combustibil, t Rată specifică de consum de combustibil pentru producerea a 1 Gcal de energie termică, kg echivalent combustibil standard^cal 170.207 20.430 120,03 217.626 24.816 114,03

1. Determinarea performanței termice a cazanelor pentru diferite moduri de încărcare ale funcționării acestora.

2. Determinarea pierderilor de căldură A(), luând în considerare randamentul cazanelor și sarcina utilă a acestora.

3. Determinarea caracteristicilor de sarcină ale unităților de cazan în intervalul de schimbare a acestora de la minim admisibil la maxim.

4. Pe baza modificării pierderilor totale de căldură în cazanele cu abur, determinați caracteristicile energetice ale acestora, reflectând consumul orar de combustibil standard, folosind formula 5 = 0,0342(0, + AC?).

5. Obținerea caracteristicilor energetice ale cazanelor (TS) folosind caracteristicile energetice ale cazanelor.

6. Formarea, ținând cont de caracteristicile energetice ale vehiculelor, deciziile de control cu ​​privire la succesiunea și ordinea încărcării acestora în perioada de încălzire, precum și în timpul sezonului estival.

O altă problemă importantă în organizarea funcționării paralele a surselor (TS) este identificarea factorilor care au un impact semnificativ asupra încărcării cazanelor și sarcinile sistemului de management al alimentării cu căldură de a furniza consumatorilor cantitatea necesară de energie termică atunci când posibil. costuri minime pentru producerea și transmiterea acestuia.

Soluția primei probleme se realizează prin legarea programelor de alimentare cu programele de utilizare a căldurii printr-un sistem de schimbătoare de căldură, soluția celei de-a doua este prin stabilirea corespondenței sarcinii termice a consumatorilor cu generarea acesteia, adică prin planificarea modificărilor de sarcină. și reducerea pierderilor în timpul transferului de energie termică. Asigurarea coordonării aprovizionării cu energie termică și a programelor de utilizare ar trebui realizată prin utilizarea automatizării locale în stadii intermediare de la sursele de energie termică la consumatorii săi.

Pentru a rezolva a doua problemă, se propune implementarea unor funcții de evaluare a sarcinii planificate a consumatorilor, ținând cont de capacitățile fezabile din punct de vedere economic ale surselor de energie (ES). Această abordare este posibilă folosind metode de control situațional bazate pe implementarea algoritmilor de logică fuzzy. Principalul factor care are un impact semnificativ asupra

Sarcina termică a cazanelor este acea parte a acesteia care este utilizată pentru încălzirea clădirilor și pentru alimentarea cu apă caldă. Debitul mediu de căldură (în wați) utilizat pentru încălzirea clădirilor este determinat de formulă

unde /ot este temperatura medie a aerului exterior pentru anumită perioadă; g( - temperatura medie a aerului interior al încăperii încălzite (temperatura care trebuie menținută la un anumit nivel); /0 - temperatura calculată a aerului exterior pentru proiectarea încălzirii;<70 - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий в Ваттах на 1 м площади здания при температуре /0; А - общая площадь здания; Кх - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии конкретных данных его можно считать равным 0,25).

Din formula (6) este clar că sarcina termică pentru încălzirea clădirilor este determinată în principal de temperatura aerului exterior.

Debitul mediu de căldură (în wați) pentru alimentarea cu apă caldă a clădirilor este determinat de expresie

1,2sh(a + ^)(55 - ^) p

Yt „ . "_Cu"

unde t este numărul de consumatori; a este rata consumului de apă pentru alimentarea cu apă caldă la o temperatură de +55 °C de persoană pe zi în litri; b - rata consumului de apă pentru alimentarea cu apă caldă, consumată în clădiri publice, la o temperatură de +55 ° C (luat egal cu 25 litri pe zi de persoană); c este capacitatea termică a apei; /x este temperatura apei reci (de la robinet) în timpul perioadei de încălzire (presupusă egală cu +5 °C).

Analiza expresiei (7) a arătat că la calcul, sarcina medie de căldură pe alimentarea cu apă caldă se dovedește a fi constantă. Selecția efectivă a energiei termice (sub formă de apă caldă de la robinet), spre deosebire de valoarea calculată, este de natură aleatorie, care este asociată cu o creștere a colectării de apă caldă dimineața și seara și o scăderea selecției în timpul zilei și nopții. În fig. 2, 3 prezintă grafice ale modificărilor

Ulei 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 213 114 115 116 117 118 119 3 314 315 316 317

zile ale lunii

Orez. 2. Graficul modificărilor temperaturii apei în centrala termică N9 5 (7 - apă directă din cazan,

2 - trimestrial direct, 3 - apă pentru alimentare cu apă caldă, 4 - trimestrial invers, 5 - apă retur cazan) și temperaturile aerului exterior (6) pentru perioada 1 februarie - 4 februarie 2009

presiunea și temperatura apei calde pentru centrala termică nr. 5, care au fost obținute din arhiva SDKi a centralei de încălzire și încălzire din Murmansk.

Odată cu debutul zilelor calde, când temperatura mediului nu scade sub +8 °C timp de cinci zile, sarcina de încălzire a consumatorilor este oprită, iar rețeaua de încălzire funcționează pentru nevoile de alimentare cu apă caldă. Debitul mediu de căldură către ACM în perioada de neîncălzire se calculează folosind formula

unde este temperatura apei reci (de la robinet) în timpul perioadei de neîncălzire (presupusă a fi +15 °C); p este un coeficient care ține cont de modificarea consumului mediu de apă pentru alimentarea cu apă caldă în perioada de neîncălzire în raport cu perioada de încălzire (0,8 - pentru sectorul locuințe și servicii comunale, 1 - pentru întreprinderi).

Luând în considerare formulele (7), (8), se calculează grafice ale sarcinii termice a consumatorilor de energie, care stau la baza construirii sarcinilor pentru reglarea centralizată a furnizării de energie termică a vehiculului.

Sistem automat de control al dispecerelor și gestionarea punctelor centrale de încălzire și a stațiilor de pompare ale orașului

O caracteristică specifică a orașului Murmansk este că este situat pe o zonă deluroasă. Altitudinea minimă este de 10 m, cea maximă este de 150 m În legătură cu aceasta, rețelele de încălzire au un grafic piezometric greu. Datorită presiunii crescute a apei în tronsoanele inițiale, rata accidentelor (rupturi de conducte) crește.

Pentru monitorizarea operațională a stării obiectelor de la distanță și controlul echipamentelor situate în punctele controlate (CP),

Orez. 3. Graficul modificărilor presiunii apei în centrala termică nr. 5 pentru perioada 1 februarie - 4 februarie 2009: 1 - apă pentru alimentare cu apă caldă, 2 - apă directă la cazan, 3 - trimestrial direct, 4 - trimestrial invers ,

5 - rece, 6 - retur apa cazanului

a fost dezvoltat de ASDKiUTsTPiNS din orașul Murmansk. Punctele controlate, unde au fost instalate echipamente de telemecanică în timpul lucrărilor de reconstrucție, sunt situate la o distanță de până la 20 km de întreprinderea principală. Comunicarea cu echipamentul de telemecanica de la punctul de control se realizeaza printr-o linie telefonica dedicata. Camerele centrale de cazane (CHP) și stațiile de pompare sunt clădiri separate în care sunt instalate echipamente tehnologice. Datele de la centrul de control ajung la centrul de control (în PCARM al dispecerului), situat pe teritoriul Severnaya TS al întreprinderii TEKOS și la serverul TS, după care devin disponibile utilizatorilor rețelei locale de calculatoare a întreprinderii pentru a să-și rezolve problemele de producție.

În conformitate cu sarcinile rezolvate cu ajutorul ASDCiUTsTPiNS, complexul are o structură pe două niveluri (Fig. 4).

Nivelul 1 (superior, grup) - consola dispecerului. La acest nivel sunt implementate următoarele funcții: controlul centralizat și controlul de la distanță al proceselor tehnologice; afișarea datelor pe afișajul panoului de control; formarea si emiterea de

chiar documentare; generarea de sarcini în sistemul de control industrial al întreprinderii pentru gestionarea modurilor de funcționare paralelă a stațiilor termice orașului pe rețeaua generală de încălzire a orașului; accesul utilizatorilor rețelei locale a întreprinderii la baza de date a proceselor tehnologice.

Nivelul 2 (local, local) - echipamente panou de control cu ​​senzori (alarme, măsurători) și actuatoare finale amplasate pe acestea. La acest nivel sunt implementate funcțiile de colectare și prelucrare primară a informațiilor și emiterea de acțiuni de control asupra actuatoarelor.

Funcții îndeplinite de ASDKiUTsTPiNS ale orașului

Funcții de informare: monitorizarea citirilor de la senzori de presiune, temperatură, debit de apă și monitorizarea stării actuatoarelor (pornit/oprit, deschis/închis).

Funcții de control: controlul pompelor de rețea, al pompelor de apă caldă și al altor echipamente tehnologice ale camerei de control.

Funcții de vizualizare și înregistrare: toți parametrii de informare și parametrii de alarmă sunt afișați pe tendințele și diagramele mnemonice ale stației operator; toate informatiile

PC statie de lucru dispecer

Adaptor ShV/K8-485

Linii telefonice dedicate

Controlorii

Orez. 4. Schema structurală a complexului

parametrii, parametrii de alarma, comenzile de control sunt inregistrate in baza de date periodic, precum si in cazurile de modificari de stare.

Functii de alarma: intrerupere de curent la punctul de control; declanșarea senzorului de inundație la punctul de control și a senzorului de securitate la punctul de control; alarma de la senzori de presiune limită (înaltă/joasă) din conducte și senzori pentru schimbări de urgență în starea actuatoarelor (pornit/oprit, deschis/închis).

Conceptul unui sistem de sprijinire a deciziilor

Un sistem automat de control al proceselor (APCS) modern este un sistem de control om-mașină pe mai multe niveluri. Un dispecer într-un sistem automat de control al procesului pe mai multe niveluri primește informații de la un monitor de computer și acționează asupra obiectelor situate la o distanță considerabilă de el folosind sisteme de telecomunicații, controlere și actuatoare inteligente. Astfel, dispeceratul devine actorul principal în gestionarea procesului tehnologic al întreprinderii. Procesele tehnologice din ingineria energiei termice sunt potențial periculoase. Astfel, peste treizeci de ani, numărul accidentelor înregistrate se dublează aproximativ la fiecare zece ani. Se știe că, în condiții de echilibru ale sistemelor energetice complexe, erorile datorate inexactității datelor inițiale sunt de 82-84%, din cauza inexactității modelului - 14-15% și din cauza inexactității metodei - 2-3%. Datorită ponderii mari de eroare în datele inițiale, apare o eroare în calculul funcției obiectiv, ceea ce duce la o zonă semnificativă de incertitudine la alegerea modului optim de funcționare al sistemului. Aceste probleme pot fi eliminate dacă considerăm automatizarea nu doar ca o modalitate de înlocuire a muncii manuale direct în managementul producției, ci ca un mijloc de analiză, prognoză și management. Trecerea de la dispecerare la un sistem de suport decizional înseamnă o tranziție la o nouă calitate - un sistem inteligent de informare al întreprinderii. Baza oricărui accident (cu excepția dezastrelor naturale) este eroarea umană (operator). Unul dintre motivele pentru aceasta este abordarea veche, tradițională, a construirii sistemelor de control complexe, axată pe utilizarea celei mai noi tehnologii.

progrese tehnice și tehnologice subestimând în același timp nevoia de a folosi metode de control situațional, metode de integrare a subsistemelor de control, precum și construirea unei interfețe om-mașină eficientă concentrată pe o persoană (dispecer). Totodată, se preconizează transferarea funcțiilor dispecerului pentru analiza datelor, prognozarea situațiilor și luarea deciziilor adecvate către componentele sistemelor inteligente de suport a deciziilor (DSDS). Conceptul SPIR include o serie de instrumente unite printr-un obiectiv comun - de a facilita adoptarea și implementarea unor decizii de management raționale și eficiente. SPIR este un sistem automat interactiv care acționează ca un intermediar inteligent care acceptă o interfață de utilizator în limbaj natural cu sistemul SCAOA și utilizează reguli de luare a deciziilor corespunzătoare modelului și bazei. Alături de aceasta, SPPIR îndeplinește și funcția de susținere automată a dispecerului în etapele analizei informațiilor, recunoașterii și prognozării situațiilor. În fig. Figura 5 prezintă structura SPIR, cu ajutorul căruia dispeceratul vehiculului controlează alimentarea cu căldură a microdistrictului.

Pe baza celor de mai sus, putem identifica mai multe variabile lingvistice neclare care afectează încărcarea vehiculului și, prin urmare, funcționarea rețelelor de încălzire. Aceste variabile sunt prezentate în tabel. 2.

În funcție de anotimp, ora zilei, ziua săptămânii, precum și de caracteristicile mediului extern, unitatea de evaluare a situației calculează starea tehnică și performanța necesară a surselor de energie termică. Această abordare face posibilă rezolvarea problemelor de economie de combustibil în timpul încălzirii centralizate, creșterea gradului de încărcare a echipamentelor principale și operarea cazanelor în moduri cu valori optime de eficiență.

Construirea unui sistem automatizat pentru controlul distribuit al alimentării cu căldură a orașului este posibilă în următoarele condiții:

implementarea sistemelor automate de control pentru centralele din cazane de încălzire. (Implementarea unui sistem automat de control al procesului la Severnaya TS

Orez. 5. Structura cazanului de incalzire SPIR a microraionului

Tabelul 2

Variabile lingvistice care determină sarcina unei cazane de încălzire

Denumire Nume Interval de valori (set universal) Termeni

^lună Luna din ianuarie până în decembrie „ian”, „feb”, „martie”, „apr”, „mai”, „iunie”, „iulie”, „aug”, „sept”, „oct”, „noiembrie” , "dec"

T-week Ziua săptămânii de lucru sau zi liberă „de lucru”, „zi liberă”

TSug Ora zilei de la 00:00 la 24:00 „noapte”, „dimineață”, „ziua”, „seara”

t 1 n.v Temperatura aerului exterior de la -32 la +32 °C „dedesubt”, „-32”, „-28”, „-24”, „-20”, „-16”, „-12”, „- 8”, „^1”, „0”, „4”, „8”, „12”, „16”, „20”, „24”, „28”, „32”, „de mai sus”

1" în Viteza vântului de la 0 la 20 m/s „0”, „5”, „10”, „15”, „mai mare”

a asigurat o reducere a ratei consumului specific de combustibil pentru cazanele nr. 13.14 comparativ cu centralele nr. 9.10 cu 5,2%. Economiile de energie electrică după instalarea convertizoarelor vectoriale de frecvență pe acționările ventilatoarelor și evacuatoarelor de fum ale cazanului nr. 13 s-au ridicat la 36% (consum specific înainte de reconstrucție - 3,91 kWh/Gcal, după reconstrucție - 2,94 kWh/Gcal și pentru cazan).

Nr. 14 - 47% (consum specific de energie electrică înainte de reconstrucție - 7,87 kWh/Gcal, după reconstrucție - 4,79 kWh/Gcal));

dezvoltarea și implementarea ASDKiUTsTPiNS a orașului;

implementarea metodelor de suport informațional pentru operatorii TS și ASDKiUTsTPiNS ai orașului folosind conceptul SPIR.

REFERINȚE

1. Shubin E.P. Probleme de bază în proiectarea sistemelor urbane de alimentare cu căldură. M.: Energie, 1979. 360 p.

2. Prokhorenkov A.M. Reconstrucția cazanelor de încălzire pe baza complexelor de informare și control // Știința producției. 2000. Nr 2. P. 51-54.

3. Prokhorenkov A.M., Sovlukov A.S. Modele fuzzy în sistemele de control ale proceselor tehnologice agregate de cazan // Computer Standards & Interfaces. 2002. Vol. 24. P. 151-159.

4. Mesarovic M., Mako D., Takahara Y. Teoria sistemelor ierarhice pe mai multe niveluri. M.: Mir, 1973. 456 p.

5. Prokhorenkov A.M. Metode de identificare a caracteristicilor aleatorii ale procesului în sistemele de procesare a informațiilor // IEEE Transactions on instrumentation and measurement. 2002. Vol. 51, Nr. 3. P. 492-496.

6. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Prelucrarea semnalelor aleatorii în sistemele digitale de control industrial // Procesarea semnalelor digitale. 2008. Nr 3. P. 32-36.

7. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Determinarea caracteristicilor de clasificare a proceselor aleatorii // Tehnici de măsurare. 2008. Vol. 51, nr. 4. P. 351-356.

8. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Influența caracteristicilor de clasificare a proceselor aleatorii asupra acurateței prelucrării rezultatelor măsurătorilor // Tehnologia de măsurare. 2008. N° 8. P. 3-7.

9. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Sistem informatic pentru analiza proceselor aleatorii în obiecte nestaționare // Proc. al treilea IEEE Int. Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS"2005). Sofia, Bulgaria. 2005. P. 18-21.

10. Metode de control neuro-fuzzy și adaptativ robust / Ed. N.D. Egupova // M.: Editura MSTU im. N.E. Bauman, 2002". 658 p.

P. Prokhorenkov A.M., Kachala N.M. Eficacitatea algoritmilor adaptativi pentru reglarea regulatoarelor în sistemele de control este supusă influenței perturbațiilor aleatorii // BicrniK: Științific și Tehnic. j-l. Emisiune specială. Cerkasy State Technol. Univ.-Cerkassk. 2009. p. 83-85.

12. Prokhorenkov A.M., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Menținerea datelor pentru procesele de luare a deciziilor sub control industrial // BicrniK: științific și tehnic. j-l. Emisiune specială. Cerkasy State Technol. univ. Cerkassk. 2009. p. 89-91.

Caracteristicile furnizării de căldură sunt influența reciprocă strictă a modurilor de alimentare și de consum de căldură, precum și multiplicitatea punctelor de livrare pentru mai multe bunuri (energie termică, energie electrică, lichid de răcire, apă caldă). Scopul furnizării de căldură nu este de a asigura producerea și transportul, ci de a menține calitatea acestor bunuri pentru fiecare consumator.

Acest obiectiv a fost atins relativ eficient cu debite stabile de lichid de răcire în toate elementele sistemului. Reglarea „calității” pe care o folosim prin însăși esența sa implică o modificare numai a temperaturii lichidului de răcire. Apariția clădirilor cu consum controlat a asigurat imprevizibilitatea regimurilor hidraulice în rețele menținând în același timp costuri constante în clădirile în sine. Plângerile din casele învecinate trebuiau eliminate prin circulație crescută și supraîncălzirea masivă corespunzătoare.

Modelele de calcul hidraulic utilizate astăzi, în ciuda calibrării lor periodice, nu pot lua în considerare abaterile debitelor la aporturile din clădire din cauza schimbărilor în generarea internă de căldură și consumul de apă caldă, precum și influența soarelui, vântului și ploii. Cu o reglementare calitativă și cantitativă efectivă, este necesar să se „vezi” sistemul în timp real și să se asigure:

  • controlul numărului maxim de puncte de livrare;
  • întocmirea balanțelor curente de aprovizionare, pierderi și consum;
  • acţiune de control în cazul încălcării inacceptabile a regimurilor.

Managementul trebuie să fie cât mai automatizat posibil, altfel este pur și simplu imposibil de implementat. Provocarea a fost de a realiza acest lucru fără a suporta costuri excesive pentru echipamentul punctului de control.

Astăzi, când un număr mare de clădiri au sisteme de măsurare cu debitmetre, senzori de temperatură și presiune, nu este înțelept să le folosim doar pentru calcule financiare. ACS „Teplo” este construit în principal pe generalizarea și analiza informațiilor „de la consumator”.

La crearea sistemului de control automat, au fost depășite problemele tipice ale sistemelor învechite:

  • dependența de corectitudinea calculelor dispozitivelor de contorizare și fiabilitatea datelor din arhivele neverificabile;
  • imposibilitatea întocmirii bilanţurilor operaţionale din cauza neconcordanţelor în timpii de măsurare;
  • incapacitatea de a controla procesele în schimbare rapidă;
  • nerespectarea noilor cerințe de securitate a informațiilor din legea federală „Cu privire la securitatea infrastructurii informaționale critice a Federației Ruse”.

Efectele implementării sistemului:

Servicii pentru consumatori:

  • determinarea soldurilor reale pentru toate tipurile de bunuri si pierderi comerciale:
  • determinarea posibilelor venituri extrabilanțiale;
  • controlul consumului real de energie și respectarea specificațiilor sale de conectare;
  • introducerea de restricții corespunzătoare nivelului plăților;
  • trecerea la un tarif în două părți;
  • monitorizarea KPI-urilor pentru toate serviciile care lucrează cu consumatorii și evaluarea calității muncii lor.

Operare:

  • determinarea pierderilor și echilibrelor tehnologice în rețelele de încălzire;
  • dispecerare si control de urgenta in functie de conditiile reale;
  • menținerea programelor optime de temperatură;
  • monitorizarea stării rețelelor;
  • reglarea modurilor de alimentare cu căldură;
  • controlul opririlor și încălcărilor regimului.

Dezvoltare și investiții:

  • evaluare fiabilă a rezultatelor implementării proiectelor de îmbunătățire;
  • evaluarea efectelor costurilor de investiție;
  • dezvoltarea schemelor de alimentare cu căldură în modele electronice reale;
  • optimizarea diametrelor și configurației rețelei;
  • reducerea costurilor de conectare, luând în considerare rezervele reale de lățime de bandă și economiile de energie în rândul consumatorilor;
  • planificarea reparațiilor
  • organizarea lucrului în comun a centralelor termice și a cazanelor.

Un serviciu public important în orașele moderne este furnizarea de căldură. Sistemul de alimentare cu căldură servește la satisfacerea nevoilor populației pentru servicii de încălzire în clădiri rezidențiale și publice, alimentare cu apă caldă (încălzirea apei) și ventilație.

Un sistem urban modern de alimentare cu căldură include următoarele elemente principale: o sursă de căldură, rețele și dispozitive de transfer de căldură, precum și echipamente și dispozitive consumatoare de căldură - sisteme de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă.

Sistemele urbane de alimentare cu căldură sunt clasificate după următoarele criterii:

  • - gradul de centralizare;
  • - tipul lichidului de răcire;
  • - metoda de generare a energiei termice;
  • - metoda de alimentare cu apa pentru alimentarea cu apa calda si incalzire;
  • - numărul conductelor rețelei de încălzire;
  • - o metodă de furnizare a consumatorilor cu energie termică etc.

De gradul de centralizare se disting sursele de încălzire doua tipuri principale:

  • 1) sisteme centralizate de alimentare cu căldură, care au fost dezvoltate în orașe și zone cu clădiri predominant cu mai multe etaje. Dintre acestea putem evidenția: furnizarea centralizată de căldură foarte organizată, bazată pe producția combinată de căldură și energie electrică la centralele termice - termoficare și furnizare centralizată de căldură din centrale termice și centrale termice industriale;
  • 2) furnizare descentralizată de căldură din instalațiile cazanelor casei mici (anexe, subsol, acoperiș), dispozitive individuale de încălzire etc.; În același timp, nu există rețele de încălzire și pierderi de energie termică asociate.

De tip de lichid de răcire Există sisteme de alimentare cu apă și abur. În sistemele de încălzire cu abur, aburul supraîncălzit acționează ca lichid de răcire. Aceste sisteme sunt utilizate în principal în scopuri tehnologice în industrie și generarea de energie. Datorită pericolului crescut în timpul funcționării lor, acestea practic nu sunt utilizate pentru nevoile de alimentare cu căldură municipală a populației.

În sistemele de încălzire a apei, lichidul de răcire este apă caldă. Aceste sisteme sunt utilizate în principal pentru furnizarea de energie termică a consumatorilor urbani, pentru furnizarea de apă caldă și încălzire, iar în unele cazuri pentru procese tehnologice. În țara noastră, sistemele de încălzire cu apă reprezintă mai mult de jumătate din toate rețelele de încălzire.

De metoda de generare a energiei termice distinge:

  • - producerea combinată de căldură și energie electrică la centralele combinate de căldură și electricitate. În acest caz, căldura aburului de apă termală de lucru este utilizată pentru a genera energie electrică atunci când aburul se extinde în turbine, iar apoi căldura rămasă a aburului de evacuare este folosită pentru a încălzi apa în schimbătoarele de căldură care alcătuiesc echipamentul de încălzire al centrala de cogenerare. Apa caldă este folosită pentru a furniza căldură consumatorilor urbani. Astfel, la o centrală termică, căldura cu potențial ridicat este folosită pentru a genera energie electrică, iar căldura cu potențial scăzut este folosită pentru furnizarea de căldură. Acesta este sensul energetic al producerii combinate de căldură și electricitate, care asigură o reducere semnificativă a consumului specific de combustibil la generarea energiei termice și electrice;
  • - generarea separată de energie termică, atunci când încălzirea apei în centralele de cazane (stații termice) este separată de producția de energie electrică.

De metoda de alimentare cu apa Pentru alimentarea cu apă caldă, sistemele de încălzire a apei sunt împărțite în deschise și închise. În sistemele de încălzire cu apă caldă, apa caldă este furnizată la robinetele de apă ale sistemului local de alimentare cu apă caldă direct din rețelele de încălzire. În sistemele închise de încălzire cu apă, apa din rețelele de încălzire este utilizată numai ca mediu de încălzire pentru încălzirea apei de la robinet în boilerele - schimbătoare de căldură (cazane), care apoi intră în sistemul local de alimentare cu apă caldă.

De numărul de conducte Există sisteme de alimentare cu căldură cu o singură conductă, două conducte și mai multe conducte.

De modalitate de a oferi consumatorilor energia termică diferă între sistemele de alimentare cu căldură cu o etapă și mai multe trepte - în funcție de schemele de conectare a abonaților (consumatorilor) la rețelele de încălzire. Nodurile pentru conectarea consumatorilor de căldură la rețelele de încălzire se numesc intrări de abonat. La intrarea abonatului din fiecare clădire, sunt instalate încălzitoare de apă caldă, lifturi, pompe, fitinguri și instrumente pentru a regla parametrii și debitul de lichid de răcire pentru încălzirea locală și dispozitivele de distribuție a apei. Prin urmare, intrarea abonatului este adesea numită punct local de încălzire (MTP). Dacă o intrare de abonat este construită pentru o instalație separată, atunci se numește punct de încălzire individual (IHP).

Atunci când se organizează sisteme de alimentare cu căldură cu o singură etapă, consumatorii de căldură sunt conectați direct la rețelele de încălzire. O astfel de conectare directă a dispozitivelor de încălzire limitează limitele de presiune admisibile în rețelele de încălzire, deoarece presiunea ridicată necesară pentru a transporta lichidul de răcire la utilizatorii finali este periculoasă pentru radiatoarele de încălzire. Din acest motiv, sistemele cu o singură treaptă sunt utilizate pentru a furniza căldură unui număr limitat de consumatori din casele de cazane cu o lungime scurtă a rețelei de încălzire.

În sistemele cu mai multe etape, între sursa de căldură și consumatori sunt amplasate încălzirea centrală (CHP) sau punctele de control și distribuție (CDP), în care parametrii lichidului de răcire pot fi modificați la cererea consumatorilor locali. Centralele de încălzire și distribuție sunt echipate cu unități de pompare și încălzire a apei, supape de control și siguranță, precum și instrumente concepute pentru a asigura un grup de consumatori dintr-un bloc sau regiune cu energie termică a parametrilor necesari. Cu ajutorul unităților de pompare sau de încălzire a apei, conductele principale (prima treaptă) sunt izolate hidraulic parțial sau complet de rețelele de distribuție (a doua treaptă). Din punctul central de încălzire sau din centrul de distribuție, lichidul de răcire cu parametri acceptabili sau stabiliți este furnizat prin conducte comune sau separate din a doua etapă către PTM-ul fiecărei clădiri pentru consumatorii locali. Totodată, în MTP se realizează numai amestecarea prin lift a apei de retur de la instalațiile locale de încălzire, reglementarea locală a debitului de apă pentru alimentarea cu apă caldă și contorizarea consumului de căldură.

Organizarea izolației hidraulice complete a rețelelor de încălzire din prima și a doua etapă este cea mai importantă măsură pentru a crește fiabilitatea alimentării cu căldură și a crește distanța de transport a căldurii. Sistemele de alimentare cu căldură în mai multe trepte cu stații centrale de încălzire și schimbătoare de căldură fac posibilă reducerea de zeci de ori a numărului de încălzitoare locale de apă caldă, pompe de circulație și regulatoare de temperatură instalate în MTP cu un sistem cu o singură treaptă. În centrala termică este posibil să se organizeze tratarea apei locale de la robinet pentru a preveni coroziunea sistemelor de alimentare cu apă caldă. În cele din urmă, la construirea unei stații centrale de încălzire și a unui centru de distribuție, costurile unitare de operare și costul de întreținere a personalului pentru întreținerea echipamentelor din MTP sunt reduse semnificativ.

Energia termică sub formă de apă caldă sau abur este transportată de la o centrală termică sau o centrală termică la consumatori (cladiri de locuințe, clădiri publice și întreprinderi industriale) prin conducte speciale - rețele de încălzire. Traseul rețelelor de încălzire din orașe și alte zone populate ar trebui să fie prevăzut pe benzile tehnice rezervate rețelelor de inginerie.

Rețelele moderne de încălzire ale sistemelor urbane sunt structuri inginerești complexe. Lungimea lor de la sursă la consumatori este de zeci de kilometri, iar diametrul rețelei ajunge la 1400 mm. Rețelele de căldură includ conducte de căldură; compensatoare care percep prelungiri de temperatură; echipamente de oprire, control și siguranță instalate în camere sau pavilioane speciale; stații de pompare; puncte de termoficare (RTP) și puncte de încălzire (TP).

Rețelele de încălzire sunt împărțite în linii principale, așezate în direcțiile principale ale unei așezări, rețele de distribuție - în cadrul unui bloc, microdistrict - și ramuri către clădiri individuale și abonați.

Diagramele rețelelor de căldură sunt de obicei folosite ca și radiale. Pentru a evita întreruperile în alimentarea cu căldură către consumator, este necesar să se conecteze rețelele principale individuale între ele, precum și să se instaleze jumperi între ramuri. În orașele mari, dacă există mai multe surse mari de căldură, rețelele de încălzire mai complexe sunt construite într-un model inel.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a unor astfel de sisteme, este necesar să le construiți ierarhic, în care întregul sistem este împărțit într-un număr de niveluri, fiecare dintre ele având propria sa sarcină, scăzând în importanță de la nivelul superior la cel de jos. Nivelul ierarhic superior este format din sursele de căldură, următorul nivel - rețelele principale de încălzire cu RTP, cel inferior - rețelele de distribuție cu intrări de consumatori. Sursele de căldură furnizează apă caldă la o anumită temperatură și o anumită presiune rețelelor de încălzire, asigură circulația apei în sistem și mențin presiunea hidrodinamică și statică adecvată în acesta. Au stații speciale de tratare a apei unde se efectuează purificarea chimică și dezaerarea apei. Fluxurile principale de transport de căldură sunt transportate prin rețelele principale de încălzire către unitățile de consum de căldură. În RTP, lichidul de răcire este distribuit pe regiuni, iar în rețelele raionale se mențin regimuri hidraulice și termice autonome. Organizarea unei structuri ierarhice a sistemelor de alimentare cu căldură asigură controlabilitatea acestora în timpul funcționării.

Pentru a controla modurile hidraulice și termice ale sistemului de alimentare cu căldură, acesta este automatizat, iar cantitatea de căldură furnizată este reglementată în conformitate cu standardele de consum și cu cerințele abonaților. Cea mai mare cantitate de căldură este cheltuită pentru încălzirea clădirilor. Sarcina de încălzire se modifică odată cu temperatura exterioară. Pentru a menține furnizarea de căldură în concordanță cu consumatorii, utilizează o reglare centrală la sursele de căldură. Nu este posibil să se obțină o furnizare de căldură de înaltă calitate folosind doar reglarea centrală, prin urmare se utilizează o reglare automată suplimentară la punctele de încălzire și la consumatori. Consumul de apă pentru alimentarea cu apă caldă este în continuă schimbare, iar pentru a menține o alimentare stabilă cu căldură, modul hidraulic al rețelelor de încălzire este reglat automat, iar temperatura apei calde este menținută constantă și egală cu 65 ° C.

Principalele probleme sistemice care complică organizarea unui mecanism eficient de funcționare a furnizării de căldură în orașele moderne includ următoarele:

  • - uzura fizică și morală semnificativă a echipamentelor sistemului de alimentare cu căldură;
  • - nivel ridicat al pierderilor în rețelele de încălzire;
  • - o lipsă masivă de dispozitive de contorizare a căldurii și regulatoare de alimentare cu căldură în rândul locuitorilor;
  • - încărcături termice supraestimate în rândul consumatorilor;
  • - imperfecțiunea cadrului normativ și legislativ.

Echipamentele întreprinderilor de inginerie termică și rețelelor de încălzire au un grad ridicat de uzură în medie în Rusia, ajungând la 70%. Numărul total de cazane de încălzire este dominat de cele mici, ineficiente, procesul de reconstrucție și lichidare a acestora decurge foarte lent. Creșterea capacității termice rămâne anual în urma sarcinilor în creștere de 2 ori sau mai mult. Din cauza întreruperilor sistematice în furnizarea de combustibil pentru cazane în multe orașe, anual apar dificultăți serioase în furnizarea de căldură a zonelor rezidențiale și a caselor. Pornirea sistemelor de încălzire în toamnă durează câteva luni, „subîncălzirea” spațiilor rezidențiale în timpul iernii a devenit norma, nu excepția; Rata de înlocuire a echipamentelor este în scădere, iar cantitatea de echipamente deteriorate este în creștere. Acest lucru a predeterminat o creștere bruscă a ratei accidentelor sistemelor de alimentare cu căldură în ultimii ani.