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 preparare și distribuire a căldurii pentru încălzire și furnizarea apei calde la instalațiile vitale ale orașului.

CJSC SpetsTeploStroy, Yaroslavl

Enunțarea problemei și a funcțiilor necesare sistemului

Scopul cu care s-a confruntat compania noastră a fost realizarea unei rețele principale pentru încălzirea unei mari părți a orașului, folosind metode avansate de construcție, în care s-au folosit conducte preizolate pentru realizarea rețelei. Pentru aceasta, au fost construite cincisprezece kilometri de rețele principale de încălzire și șapte puncte de încălzire centrală (CHP). Scopul centralei de încălzire - folosind apă supraîncălzită de la GT-CHP (conform programului 130/70 °С), pregătește agentul de transport termic pentru rețelele de încălzire intra-sferice (conform programului 95/70 °С) și încălzește apa până la 60 °С pentru nevoile de alimentare cu apă caldă menajeră (alimentare cu apă caldă), TsTP funcționează pe o schemă independentă, închisă.

La stabilirea sarcinii, au fost luate în considerare multe cerințe care asigură principiul de economisire a energiei de funcționare a CHP. Iată câteva dintre cele mai importante:

Pentru a efectua controlul în funcție de vreme a sistemului de încălzire;

Mentineti parametrii ACM la un nivel dat (temperatura t, presiune P, debit G);

Mențineți la un nivel dat parametrii lichidului de răcire pentru încălzire (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Organizați contorizarea comercială a energiei termice și a transportorului de căldură în conformitate cu aplicabile documente normative(ND);

Asigurarea pompelor ATS (transfer automat al rezervei) (rețea și alimentare cu apă caldă) cu egalizare a resurselor motorului;

Efectuează corectarea parametrilor principali conform calendarului și ceasului în timp real;

Efectuează transmiterea periodică a datelor către camera de control;

Efectuează diagnosticarea instrumentelor de măsură și a echipamentelor de operare;

Lipsa personalului de serviciu la centrala termica;

Monitorizează și raportează prompt personalului de întreținere cu privire la apariția situațiilor de urgență.

Ca urmare a acestor cerințe, au fost definite funcții sistem creat telecomandă operațională. Au fost selectate mijloacele principale și auxiliare de automatizare și transmitere a datelor. Sa făcut o alegere a sistemului SCADA pentru a asigura operabilitatea sistemului în ansamblu.

Funcții necesare și suficiente ale sistemului:

1_Funcții de informații:

Măsurarea și controlul parametrilor tehnologici;

Semnalizarea și înregistrarea abaterilor parametrilor de la limitele stabilite;

Formarea și eliberarea 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;

Transmiterea datelor către camera de control în program, la cerere și în caz de urgență;

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

Ceea ce a influențat alegerea instrumentelor de automatizare

si software?

Alegerea instrumentelor de automatizare de bază s-a bazat în principal pe trei factori - acesta este prețul, fiabilitatea și versatilitatea setărilor și programării. Da, pentru muncă independentă Pentru centrala termica si transmisia datelor au fost alese regulatoare programabile gratuit din seria PCD2-PCD3 de la Saia-Burgess. Pentru a crea o cameră de control, s-a ales sistemul SCADA domestic Trace Mode 6. Pentru transmiterea datelor s-a decis să se utilizeze obișnuitul comunicare celulară: utilizați un canal vocal obișnuit pentru transmiterea de date și mesaje SMS pentru notificarea promptă a personalului 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 manageriale pentru un impact direct asupra mecanismelor de reglementare sunt date la nivelul inferior, și deja controlul întregului sistem în ansamblu - la cel superior. Omit în mod deliberat descrierea activității nivelului inferior (controlere) și a procesului de transfer de date și voi merge 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 sunt colectate pe controlerul de expediere și transmise prin interfața RS-232 către serverul OPC care rulează pe un PC. Proiectul este implementat în Trace Mode versiunea 6 și este conceput pentru 2048 de canale. Aceasta este prima etapă a implementării sistemului descris.

O caracteristică 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 în modul on-line, atât pe diagrama orașului, cât și pe diagramele mnemonice ale punctelor de căldură. . Utilizarea unei interfețe cu mai multe ferestre rezolvă problemele de ieșire un numar mare informații de pe afișajul dispecerului, care ar trebui să fie suficiente și, în același timp, neredundante. Principiul unei interfețe cu mai multe ferestre permite accesul la orice parametri de proces în conformitate cu structura ierarhică a ferestrelor. De asemenea, simplifică implementarea sistemului la unitate, deoarece o astfel de interfață aspect foarte asemănătoare cu produsele răspândite ale familiei Microsoft și are echipamente similare de meniu și bare de instrumente familiare oricărui utilizator al unui computer personal.

Pe fig. 1 arată ecranul principal al sistemului. Afișează schematic rețeaua principală de încălzire cu indicarea sursei de căldură (CHP) și a punctelor 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 ultimului transfer de date din fiecare punct. Obiectele de alimentare cu căldură sunt prevăzute cu indicii 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 CET și pentru întreaga rețea de încălzire în ansamblu. Pentru a face acest lucru, dezactivați afișarea listei raportului de alarme și avertismente (butonul „OTiP”).

Orez. unu. Ecranul principal al sistemului. Schema de amplasare a instalațiilor de alimentare cu căldură în orașul Velsk

Există două moduri de a comuta la diagrama mnemonică a unui punct de căldură - trebuie să faceți clic pe pictograma de pe harta orașului sau pe butonul cu inscripția punctului de căldură.

Pe al doilea ecran se deschide diagrama mnemonică a substației. Acest lucru a fost făcut pentru ușurința observării. situație specifică la TsTP 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 indicii pop-up în conformitate cu documentația tehnică.

Imaginea echipamentelor și a mijloacelor de automatizare de pe diagrama mnemonică este cât mai apropiată de imaginea reală.

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

Pe fig. 2 prezintă o interfață de ecran pentru vizualizarea și gestionarea principalelor instrumente de automatizare (controler de control și contor de căldură). Pe ecranul de gestionare a controlerului, este posibilă schimbarea numerelor de telefon pentru trimiterea de mesaje SMS, interzicerea sau permiterea transmiterii de mesaje de urgență și informare, controlul frecvenței și cantității de transmisie a datelor și setarea parametrilor 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 calculatorul de căldură Vzlet TSRV și controlerul PCD253

Pe fig. 3 prezintă panouri pop-up pentru echipamentele de control (supapă de control și grupuri de pompe). Afișează starea curentă a acestui echipament, detalii despre eroare și câțiva parametri necesari pentru autodiagnosticare și verificare. Deci, pentru pompe, presiunea de funcționare uscată, MTBF și întârzierea la pornire sunt parametri foarte importanți.

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

Pe fig. 4 prezintă ecrane pentru monitorizarea parametrilor și buclele de control în formă grafică cu posibilitatea de a vizualiza istoricul modificărilor. Toți parametrii controlați ai stației termice sunt afișați pe ecranul de parametri. Ele sunt grupate în funcție de semnificația lor fizică (temperatura, presiunea, debitul, cantitatea de căldură, puterea termică, iluminatul). Toate buclele de control ale parametrilor sunt afișate pe ecranul buclelor de control și este afișată valoarea curentă a parametrului, având în vedere 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. patru. Ecrane pentru afișarea grafică a parametrilor și a buclelor de control

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

De cât timp este sistemul în dezvoltare?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. Pe fig. este prezentată o fotografie din camera de control temporară, unde este instalat sistemul și este în funcțiune de probă. În acest moment, organizația noastră pune în funcțiune încă un 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 căldură vor fi incluse în sistem.

Orez. 5. Temporar la locul de muncă dispecer

În timpul funcționării sistemului automat de control al procesului, apar diverse comentarii și dorințe din partea serviciului de dispecerizare. Astfel, procesul de actualizare a sistemului este în desfășurare constantă pentru a îmbunătăți proprietățile operaționale și confortul dispecerului.

Care este efectul introducerii unui astfel de sistem de management?

Avantaje și dezavantaje

În acest articol, autorul nu își propune să evalueze efect economic din implementarea unui sistem de management în cifre. Economiile sunt însă evidente datorită reducerii personalului implicat în întreținerea sistemului, o reducere semnificativă a numărului de accidente. În plus, impactul asupra mediului este evident. De asemenea, trebuie remarcat faptul că introducerea 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 (constructia unei magistrale de incalzire si a punctelor de incalzire, instalare si punere in functiune, automatizare si dispecerat) pentru client va fi de 5-6 ani.

Avantajele unui sistem de control de lucru pot fi date:

Vizibilitatea prezentării informațiilor privind imagine grafică obiect;

În ceea ce privește elementele de animație, acestea au fost adăugate proiectului într-un mod special pentru a îmbunătăți efectul vizual al vizionării programului.

Perspective de dezvoltare a sistemului

Siemens este un lider mondial recunoscut în dezvoltarea de sisteme pentru sectorul energetic, inclusiv sisteme de încălzire și de alimentare cu apă. Asta 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 căldură și stațiilor de pompare.

1. Structura sistemului de încălzire

Siemens oferă o soluție cuprinzătoare pentru crearea unui sistem de control unificat pentru sistemele urbane de alimentare cu apă și căldură. Complexitatea abordării constă în faptul că totul este oferit clienților, începând cu calculele hidraulice ale sistemelor de alimentare cu căldură și apă și terminând cu sistemele de comunicare și dispecerizare. Implementarea acestui demers este asigurata de experienta acumulata a specialistilor companiei, dobandita in tari diferiteîn întreaga lume în timpul implementării diverselor proiecte în domeniul sistemelor de încălzire pentru orașele mari 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 implementarea 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 în buclă

2. Centrală puncte de căldură(CHP) conectat la rețelele principale de încălzire cu o temperatură ridicată a agentului termic (130...150°С). În centrul de încălzire centrală, temperatura scade treptat până la o temperatură maximă de 110 ° C, în funcție de nevoile ITP. Pentru sistemele mici, nivelul punctelor centrale de căldură poate fi absent.

3. Primire puncte de încălzire individuale energie termală de la centrala termică și asigurarea alimentării cu căldură a instalației.

Principala caracteristică a soluțiilor Siemens este că întregul sistem se bazează pe principiul distribuției în 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 admisie deschisă de apă, care sunt utilizate pe scară largă în Rusia, investițiile în modernizarea cărora fără a-și schimba structura nu sunt eficiente. Costurile de întreținere pentru astfel de sisteme sunt în continuă creștere. Între timp, efectul economic este principalul criteriu pentru oportunitatea dezvoltării și îmbunătățirii tehnice a sistemului. Evident, la construirea de noi sisteme ar trebui adoptate soluții optime care au fost testate în practică. Dacă este vorba revizuire Structura neoptimală a sistemelor de alimentare cu căldură, este rentabilă 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 sursele mari de cogenerare sau cele în care căldura este un produs secundar, precum procesele industriale, sunt preferate pentru sistemele de încălzire. Pe baza unor astfel de principii s-a născut ideea de încălzire în cartier. Cazanele care funcționează cu diferite tipuri de combustibil sunt folosite ca surse de căldură de rezervă. turbine cu gaz Si asa 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. Purtatorul de căldură este pompat de pompe de rețea care funcționează continuu. Prin urmare, trebuie specificate selecția și metoda de funcționare a pompelor Atentie speciala. Modul de funcționare al pompei depinde de modurile punctelor de încălzire. O scădere a debitului la CHP implică o creștere nedorită a înălțimii pompei (pompei). O creștere a presiunii afectează negativ toate componentele sistemului. În cel mai bun caz, crește doar zgomotul hidraulic. În ambele cazuri, energia electrică este irosită. În aceste condiții, un efect economic necondiționat este asigurat cu controlul frecvenței pompelor. Sunt utilizați diverși algoritmi de control. În schema de bază, controlerul menține o presiune diferențială constantă la nivelul pompei prin schimbarea vitezei. Datorită faptului că odată cu scăderea debitului lichidului de răcire, pierderile de presiune în conducte sunt reduse (dependență pătratică), este posibilă și reducerea punctului de referință (punct de referință) al căderii de presiune. Acest control al pompelor se numește proporțional și vă permite să reduceți și mai mult costul de funcționare a pompei. Control mai eficient al pompelor cu corectarea sarcinii prin „punctul de la distanță”. În acest caz, se măsoară căderea de presiune la punctele de capăt ale rețelelor principale. Valorile actuale ale presiunii diferențiale compensează presiunile din stația de pompare.

4. Puncte de încălzire centrală (CHP)

Sistemele de încălzire centrală joacă un rol foarte important în sistemele moderne de încălzire. Un sistem de alimentare cu căldură cu economie de energie ar trebui să funcționeze cu utilizarea punctelor de căldură individuale. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că stațiile centrale de încălzire vor fi închise: ele acționează ca un stabilizator hidraulic și, în același timp, împart sistemul de alimentare cu căldură în subsisteme separate. În cazul utilizării ITP, sistemele de alimentare cu apă caldă centrală sunt excluse din centrala termică. Totodată, prin centrala termică 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 CET este corectată în conformitate cu programul de temperatură în funcție de temperatura exterioară, ținând cont de limitarea de vară, care depinde de cererea sistemului de ACM din CET. Vorbim despre o ajustare preliminară a parametrilor lichidului de răcire, care face posibilă reducerea pierderilor de căldură pe rutele secundare, precum și creșterea duratei de viață a componentelor de automatizare termică din ITP.

5. Puncte de încălzire individuale (ITP)

Funcționarea ITP afectează eficiența întregului sistem de alimentare cu căldură. ITP este o parte importantă din punct de vedere strategic a sistemului de alimentare cu căldură. Trecerea de la un sistem cu 4 țevi la un sistem modern cu 2 țevi este asociată cu anumite dificultăți. În primul rând, aceasta implică nevoia de investiții, iar în al doilea rând, fără un anumit „know-how”, introducerea ITP poate, dimpotrivă, să crească costurile curente. companie de management. 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 lichidul de răcire și 1 pentru alimentarea cu apă rece. Astfel, structura conductelor sistemului este simplificată, iar în timpul reparației planificate a traseelor ​​au loc imediat economii la așezarea conductelor.

5.1. Controlul circuitului de încălzire

Controlerul ITP controlează puterea termică a sistemului de încălzire prin modificarea temperaturii lichidului de răcire. Valoarea de referință a temperaturii de încălzire este determinată de temperatura exterioară și 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 un impact semnificativ asupra rezultatului controlului încălzirii în funcție de vreme. Un controler ITP modern trebuie să țină cont de acest factor de influență. Inerția clădirii 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. Pe baza constantei de timp a clădirii, regulatorul IHS determină așa-numita temperatură exterioară „combinată”, care este utilizată ca semnal de corecție în sistemul automat de control al temperaturii apei de încălzire.

5.3. forta vantului

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

5.4 Limitarea temperaturii pe 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. Cu diferite moduri de funcționare ale IHS, temperatura apei de retur poate fi redusă folosind funcțiile de limitare. Cu toate acestea, toate funcțiile limitatoare presupun abateri de la condițiile de confort, iar utilizarea lor trebuie susținută de un studiu de fezabilitate. În schemele independente de conectare a circuitului de încălzire, cu funcționarea economică a schimbătorului de căldură, diferența de temperatură dintre apa de retur a circuitului primar și circuitul de încălzire nu trebuie să depășească 5 ° C. Economia este asigurată de funcția de limitare dinamică a temperaturii apei de retur ( DRT – diferența de temperatură pe retur ): când valoarea setată a diferenței de temperatură pe retur între circuitul primar și circuitul de încălzire este depășită, regulatorul reduce debitul de agent termic 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 - bp = 8 m; 4 - b,

BIBLIOGRAFIE

1. Efimov B.V. Valuri de furtună în liniile 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 acestora în

linii aeriene de înaltă tensiune și cabluri electrice. L.: Nauka, 1988. 301 p.

A.M. Prohorenkov

METODE PENTRU CONSTRUIREA UNUI SISTEM AUTOMAT DE CONTROLUL APORTĂRII DE CĂLDURĂ DISTRIBUITĂ A ORAȘULUI

Problemele introducerii tehnologiilor de economisire a resurselor în Rusia modernă acordată o atenție considerabilă. Aceste probleme sunt deosebit de acute în regiunile din nordul îndepărtat. Păcura este folosită ca combustibil pentru cazanele din oraș, care este livrat cu trenul din regiunile centrale ale Rusiei, ceea ce crește semnificativ costul energiei termice generate. Durată

Sezonul de încălzire în condițiile Arcticii este cu 2-2,5 luni mai lung decât în ​​regiunile centrale ale țării, ceea ce este asociat cu condițiile climatice ale Nordului Îndepărtat. Totodată, întreprinderile de termoficare trebuie să genereze cantitatea necesară de căldură sub formă de abur, apă caldă sub anumiți parametri (presiune, temperatură) pentru a asigura activitatea vitală a tuturor infrastructurilor urbane.

Reducerea costului de generare a căldurii furnizate 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 căldură ale orașului) și consum (clădiri, întreprinderi ale orașului), precum și reducerea numărului de personal de service la locurile de producție.

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

Formularea problemei

Una dintre sarcinile importante în domeniul încălzirii urbane este crearea de sisteme de alimentare cu căldură cu funcționarea paralelă a mai multor surse de căldură. Sisteme moderne Sistemele de termoficare ale orașelor s-au dezvoltat ca sisteme foarte complexe, distribuite spațial, cu circulație închisă. De regulă, consumatorii nu au proprietatea de autoreglare, distribuția lichidului de răcire se realizează prin instalarea prealabilă a rezistențelor hidraulice constante special concepute (pentru unul dintre moduri) [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 unui sistem de energie termică (TPP).

Controlul operațional al stării instalațiilor de la distanță și controlul echipamentelor situate la punctele controlate (CP) este imposibil fără dezvoltarea unui sistem automatizat pentru controlul dispecerelor și gestionarea punctelor centrale de încălzire și a stațiilor de pompare (ASDK și U TsTP și NS) ale oraș. Prin urmare, unul dintre probleme reale 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 legate de crearea sistemelor de alimentare cu căldură, unde în paralel

există mai multe surse de căldură (stații termice - TS)) pentru un total retea de incalzire oraș și pe curba generală a sarcinii termice. Astfel de sisteme fac posibilă economisirea combustibilului în timpul încălzirii, creșterea gradului de încărcare a echipamentului principal și operarea unităților de cazan în moduri cu valori optime de eficiență.

Rezolvarea problemelor control optim procese tehnologice incalzire cazan

Pentru a rezolva problemele de control optim al proceselor tehnologice ale cazanelor de încălzire „Severnaya” a Întreprinderii Regionale de Energie Termica de Stat (GOTEP) „TEKOS”, în cadrul unui grant din Programul de import pentru echipamente de economisire a energiei și de protecție a mediului și Materiale (PIEPOM) al 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 sarcini de reconstrucție la întreprinderea de bază GOTEP „TEKOS”, iar rezultatele obținute - de a replica la întreprinderile de energie termică și electrică din regiune.

Baza reconstrucției sistemelor de control pentru unitățile de cazane TS a fost înlocuirea instrumentelor de automatizare învechite ale panoului de control central și ale sistemelor locale de control automat cu un sistem modern de control distribuit, bazat pe microprocesor. Sistemul de control distribuit implementat pentru cazane bazat pe sistemul cu microprocesor (MPS) TDC 3000-S (Supper) de la Honeywell a oferit o singură soluție integrată pentru implementarea tuturor funcțiilor sistemului de control al proceselor tehnologice ale TS. MPS operat are calități valoroase: simplitate și vizibilitate a dispoziției funcțiilor de control și operare; flexibilitate în îndeplinirea tuturor cerințelor procesului, ținând cont de indicatorii de fiabilitate (lucrarea în modul standby „fierbinte” al celui de-al doilea computer și USO), disponibilitate și eficiență; acces ușor la toate datele sistemului; ușurința schimbării și extinderea funcțiilor de serviciu fără feedback asupra sistemului;

calitate îmbunătățită a prezentării informațiilor într-o formă convenabilă pentru luarea deciziilor (interfață prietenoasă cu operatorul inteligent), care ajută la reducerea erorilor personalului operațional în operarea și controlul proceselor TS; Creare computerizată de documentaţie pentru sistemele de control al proceselor; pregătirea operațională crescută a obiectului (rezultatul autodiagnosticării sistemului de control); sistem promițător cu un grad ridicat de inovație. În sistemul TDC 3000 - S (Fig. 1) este posibil să se conecteze controlere PLC externe de la alți producători (această posibilitate este implementată dacă există un modul gateway PLC). Sunt afișate informații de la controlerele PLC

Este afișat în TOC ca o serie de puncte disponibile pentru citire și scriere din programele utilizatorului. Acest lucru face posibilă utilizarea stațiilor I/O distribuite instalate în imediata apropiere a obiectelor controlate pentru colectarea datelor și transferul datelor către TOC printr-un cablu de informare folosind unul dintre protocoalele standard. Această opțiune vă permite să integrați noi obiecte de control, inclusiv sistem automatizat controlul dispecerării și gestionarea punctelor centrale de încălzire și a stațiilor de pompare (ASDKiU TsTPiNS), către sistemul de control al proceselor automatizat existent al întreprinderii fără modificări externe pentru utilizatori.

retea locala de calculatoare

Statii universale

Istoric aplicat pe calculator

modul modul gateway

Rețeaua locală management

Poarta backbone

I Rezervă (ARMM)

Modul de îmbunătățire. Manager avansat de proces (ARMM)

Rețea universală de control

Controlere I/O

Trasee de cablu 4-20 mA

Stație I/O SIMATIC ET200M.

Controlere I/O

Rețea de dispozitive PLC (PROFIBUS)

Trasee de cablu 4-20 mA

Senzori de debit

Senzori de temperatura

Senzori de presiune

Analizoare

Regulatoare

Statii de frecventa

Vane de închidere

Senzori de debit

Senzori de temperatura

Senzori de presiune

Analizoare

Regulatoare

Statii de frecventa

Vane de închidere

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

Studiile experimentale efectuate au arătat că procesele care au loc în cazanul de abur în modurile de funcționare ale acestuia 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 în cazanul de abur, estimările deplasării așteptării matematice (MO) M(t) și dispersia 5 (?) de-a lungul coordonatelor principale de control sunt luate ca măsură de evaluare a calitatea controlului:

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

unde Mzn(t), Mmn(t) sunt MO setat și curent al parametrilor principali reglabili ai cazanului de abur: cantitatea de aer, cantitatea de combustibil și puterea de abur a cazanului.

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

unde 52Tn, 5zn2(t) sunt variațiile curente și setate ale parametrilor principali 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 greutate.

În funcție de modul de funcționare al cazanului (regulator sau de bază), ar trebui să se formeze o strategie optimă de control.

Pentru modul de funcționare de control al cazanului de abur, strategia de control trebuie să vizeze menținerea constantă a presiunii în colectorul de abur, indiferent de consumul de abur de către consumatorii de căldură. Pentru acest mod de operare, estimarea deplasării presiunii aburului în colectorul principal de abur sub forma

ep (/) = Pz(1) - Pm () ^B^ (4)

unde VD, Pt(0 - setate și valori medii 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 - dispersiile presiunii date și curente.

Pentru ajustarea coeficienților de transfer ai regulatoarelor circuitelor sistemului de control al cazanului multiconectat au fost utilizate metode de logică fuzzy.

În timpul exploatării pilot a cazanelor automate de abur s-a acumulat material statistic, care a făcut posibilă 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. Deci, pentru perioada de funcționare semestrială a cazanelor cu abur neautomatizate nr. 9 și 10, precum și a cazanelor automate cu abur nr. 13 și 14, s-au obținut rezultatele, care sunt prezentate în tabelul 1.

Determinarea parametrilor pentru încărcarea optimă a unei centrale termice

Pentru a determina sarcina optimă a vehiculului, este necesar să se cunoască caracteristicile energetice ale generatoarelor lor de abur și ale cazanului în ansamblu, care sunt 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 indicatorilor pentru cazane de muls

№9-10 № 13-14

Generare de căldură, Gcal Consum de combustibil, t Rată specifică de consum de combustibil pentru generarea a 1 Gcal de energie termică, kg combustibil de referință 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, determinarea caracteristicilor energetice ale acestora, reflectând consumul orar de combustibil standard, conform formulei 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 TS, a deciziilor de control asupra succesiunii și ordinii de încărcare a acestora în perioada de încălzire, precum și în sezonul de vară.

O altă problemă importantă a organizării funcționării paralele a surselor (TS) este determinarea factorilor care au un impact semnificativ asupra încărcăturii cazanelor și sarcinile sistemului de management al alimentării cu căldură de a furniza consumatorilor cantitatea necesară de energie termică atunci când posibil. cost minim pentru producerea și transmiterea acestuia.

Rezolvarea primei probleme se realizează prin legarea programelor de alimentare cu programele de utilizare a căldurii prin intermediul unui sistem de schimbătoare de căldură, soluția celei de-a doua este prin stabilirea corespondenței dintre sarcina termică a consumatorilor și producția acesteia, adică prin planificarea modificării sarcinii și reducerea pierderilor în transmiterea energiei termice. Asigurarea conectării programelor de furnizare și utilizare a energiei termice ar trebui realizată prin utilizarea automatizării locale în stadii intermediare de la sursele de energie termică la consumatorii săi.

Pentru rezolvarea celei de-a doua probleme, se propune implementarea funcțiilor de estimare a sarcinii planificate a consumatorilor, ținând cont de posibilitățile justificate economic ale surselor de energie (ES). O astfel de 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 /de la - temperatura medie exterioară pt anumită perioadă; r( - temperatura medie a aerului interior al încăperii încălzite (temperatura care trebuie menținută la un anumit nivel); / 0 - temperatura estimată 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) se poate observa că sarcina termică asupra încălzirii 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

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

YT ". " _ Cu"

unde m este numărul de consumatori; a - rata consumului de apă pentru alimentarea cu apă caldă la o temperatură de +55 ° C per 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 (presupus a fi de 25 litri pe zi de persoană); c este capacitatea termică a apei; /x - temperatura apei reci (de la robinet) în timpul perioadei de încălzire (presupusă a fi +5 °C).

Analiza expresiei (7) a arătat că atunci când se calculează sarcina termică medie pe alimentarea cu apă caldă, aceasta se dovedește a fi constantă. Extragerea reală a energiei termice (sub formă de apă caldă de la robinet), spre deosebire de valoarea calculată, este aleatorie, ceea ce este asociat cu o creștere a analizei apei calde dimineața și seara și o scădere a selecția în timpul zilei și nopții. Pe fig. 2, 3 prezintă grafice ale schimbării

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

zile ale lunii

Orez. 2. Graficul modificărilor temperaturii apei în CHP 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 TsTP nr. 5, care au fost obținute din arhiva SDKi U TsTP și NS 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 alimentarea cu apă caldă în timpul perioadei de neîncălzire este calculat prin formula

unde este temperatura apei reci (de la robinet) în timpul perioadei de neîncălzire (presupusă a fi +15 °С); p - coeficient ținând 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 locativ și comunal, 1 - pentru întreprinderi).

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

Sistem automat de control și management al dispecerării centralelor termice și stațiilor de pompare ale orașului

O caracteristică specifică a orașului Murmansk este că este situat pe o zonă deluroasă. Cota minima este de 10 m, maxima este de 150 m. In acest sens, retelele de incalzire au un grafic piezometric greu. Datorită presiunii crescute a apei în tronsoanele inițiale, rata accidentelor (rupturi de conducte) crește.

Pentru controlul operațional al stării obiectelor de la distanță și controlul echipamentelor situate în punctele controlate (CP),

Orez. Fig. 3. Graficul modificării presiunii apei în centrala termică N° 5 pentru perioada 1 februarie - 4 februarie 2009: 1 - alimentare cu apă caldă, 2 - apă directă din cazan, 3 - trimestrial direct, 4 - trimestrial invers,

5 - rece, 6 - retur apa cazanului

a fost dezvoltat de ASDKiUCTPiNS din orașul Murmansk. Punctele controlate, unde au fost instalate echipamente de telemecanica in timpul lucrarilor de reconstructie, sunt situate la o distanta de pana la 20 km de intreprinderea principala. Comunicarea cu echipamentul de telemecanica de la CP se realizeaza printr-o linie telefonica dedicata. Camerele centrale de cazane (CTP) și stațiile de pompare sunt clădiri separate în care sunt instalate echipamente tehnologice. Datele de la panoul de control sunt trimise către camera de control (în PCARM al dispecerului) situată pe teritoriul Severnaya TS al întreprinderii TEKOS și către serverul TS, după care devin disponibile pentru utilizatorii rețelei locale a întreprinderii. pentru a-și rezolva problemele de producție.

În conformitate cu sarcinile rezolvate cu ajutorul ASDKiUTSTPiNS, 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; formarea sarcinilor în sistemul de control automat al procesului al întreprinderii pentru gestionarea modurilor de funcționare paralelă a stațiilor termice ale orașului pentru rețeaua generală de căldură a orașului; accesul utilizatorilor rețelei locale a întreprinderii la baza de date a procesului tehnologic.

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

Funcții îndeplinite de ASDKiUCTPiNS al orașului

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

Funcții de control: control pompe de rețea, pompe de apă caldă, alte echipamente tehnologice ale cutiei de viteze.

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

Stația de lucru PC a dispecerului

Adaptor SHV/K8-485

Linii telefonice dedicate

Controlere KP

Orez. 4. Schema bloc a complexului

parametrii, parametrii de semnalizare, comenzile de control sunt înregistrate în baza de date periodic, precum și în cazurile de schimbare a stării.

Funcții de alarmă: întrerupere de curent la cutia de viteze; activarea senzorului de inundații la punctul de control și securitate la punctul de control; semnalizarea de la senzori de limitare (înaltă/joasă) presiune în conducte și transmițători a modificărilor de urgență ale stării actuatoarelor (pornit/oprit, deschis/închis).

Conceptul de sistem de sprijinire a deciziei

Un sistem automat de control al proceselor (APCS) modern este un sistem de control om-mașină pe mai multe niveluri. Dispecerul 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 acesta, folosind sisteme de telecomunicații, controlere și actuatoare inteligente. Astfel, dispeceratul devine personajul principal în managementul procesului tehnologic al întreprinderii. Procesele tehnologice din ingineria energiei termice sunt potențial periculoase. Deci, timp de treizeci de ani, numărul accidentelor înregistrate se dublează aproximativ la fiecare zece ani. Se știe că, în regimurile de echilibru ale sistemelor energetice complexe, erorile datorate inexactității datelor inițiale sunt de 82-84%, din cauza inexactității modelului - 14-15%, din cauza inexactității metodei - 2 -3%. Datorită ponderii mari a erorii în datele inițiale, există și o eroare în calculul funcției obiectiv, ceea ce duce la o zonă semnificativă de incertitudine la alegerea modului optim de funcționare a sistemului. Aceste probleme pot fi eliminate dacă considerăm automatizarea nu doar ca o modalitate de a înlocui munca manuală direct în managementul producției, ci ca un mijloc de analiză, prognoză și control. Trecerea de la dispecerare la un sistem de suport decizional înseamnă o tranziție la o nouă calitate - un sistem informațional inteligent al unei întreprinderi. Orice accident (cu excepția dezastrelor naturale) se bazează pe o eroare umană (operator). Unul dintre motivele pentru aceasta este abordarea veche, tradițională, a construirii sistemelor de control complexe, axată pe utilizarea celei mai noi tehnologii.

realizările științifice și tehnologice subestimând în același timp nevoia de a folosi metode de management situațional, metode de integrare a subsistemelor de control, precum și construirea unei interfețe om-mașină eficientă concentrată pe o persoană (dispecer). Totodată, se are în vedere transferul funcțiilor dispecerului pentru analiza datelor, prognozarea situațiilor și luarea deciziilor corespunzătoare către componentele sistemelor inteligente de suport a deciziilor (ISDS). Conceptul SPID include o serie de instrumente unite printr-un obiectiv comun - promovarea adoptării și implementării unor decizii de management raționale și eficiente. SPPIR este un sistem automat interactiv care acționează ca un intermediar inteligent care menține o interfață de utilizator în limbaj natural cu un sistem 3CAOA și utilizează reguli de decizie care corespund modelului și bazei. Alături de aceasta, SPPIR îndeplinește și funcția de urmărire automată a dispecerului în etapele de analiză a informațiilor, recunoaștere și prognoză a situațiilor. Pe fig. În figura 5 este prezentată structura SPPIR, cu ajutorul căruia dispeceratul TS gestionează alimentarea cu căldură a microdistrictului.

Pe baza celor de mai sus, pot fi identificate mai multe variabile lingvistice neclare care afectează sarcina TS și, în consecință, funcționarea rețelelor de căldură. Aceste variabile sunt date 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 permite rezolvarea problemelor de economie de combustibil în termoficare, creșterea gradului de încărcare a echipamentelor principale și operarea cazanelor în regimuri cu valori optime de eficiență.

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

introducerea sistemelor automate de control pentru centralele de încălzire a cazanelor. (Implementarea sistemelor automate de control al proceselor la TS „Severnaya”

Orez. 5. Structura SPPIR a cazanelor de încălzire a microsectorului

masa 2

Variabile lingvistice care determină sarcina unei cazane de încălzire

Notație Nume Interval de valori (set universal) Termeni

^lună Luna Ianuarie până în decembrie Ian, Feb, Mar, Apr, Mai, Iun, Iul, Aug, Sep, Oct, Nov , „dec”

T-week Ziua săptămânii de lucru sau weekend „lucrător”, „vacanță”

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 „mai scăzută”, „-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"

prevedea 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 după instalarea convertizoarelor vectoriale de frecvență pe acționările ventilatoarelor și evacuatoarelor de fum ale cazanului nr. 13 au fost de 36% (consum specific înainte de reconstrucție - 3,91 kWh/Gcal, după reconstrucție - 2,94 kWh/Gcal și

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

dezvoltarea și implementarea ASDKiUCTPiNS a orașului;

introducerea metodelor de suport informațional pentru operatorii TS și ASDKiUCTPiNS ai orașului folosind conceptul SPPIR.

BIBLIOGRAFIE

1. Shubin E.P. Principalele probleme ale proiectării 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 // Nauka proizvodstvo. 2000. Nr 2. S. 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. Mesarovich 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 H.M. Procesarea aleatorie a semnalului în sistemele digitale de control industrial // Procesarea semnalului digital. 2008. Nr 3. S. 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 H.M. Influența caracteristicilor de clasificare ale proceselor aleatorii asupra acurateței prelucrării rezultatelor măsurătorilor // Izmeritelnaya tekhnika. 2008. N° 8. S. 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-fuz și adaptiv robust, Ed. N.D. Yegupova // 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 supuse influenţei perturbaţiilor aleatorii // BicrniK: Ştiinţific şi Tehnic. bine. Emisiune specială. Cerkasy State Technol. un-t.-Cherkask. 2009. S. 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. bine. Emisiune specială. Cerkasy State Technol. un-t. Cherkask. 2009. S. 89-91.

Caracteristicile furnizării de căldură sunt influența reciprocă rigidă a modurilor de alimentare și consum de căldură, precum și multiplicitatea punctelor de alimentare pentru mai multe bunuri (energie termică, energie electrică, lichid de răcire, apă caldă). Scopul furnizării de căldură nu este de a asigura producția 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. Reglementarea „de calitate” pe care o folosim, prin însăși natura sa, presupune modificarea doar a temperaturii lichidului de răcire. Apariția clădirilor controlate în funcție de cerere a asigurat imprevizibilitatea regimurilor hidraulice în rețele menținând în același timp constanta costurilor în clădirile în sine. Reclamațiile din casele învecinate trebuiau eliminate prin circulație excesivă și revărsările de masă corespunzătoare.

Modelele de calcul hidraulic utilizate astăzi, în ciuda calibrării lor periodice, nu pot prevedea contabilizarea abaterilor de costuri la inputurile clădirii din cauza schimbărilor în generarea internă de căldură și consumul de apă caldă, precum și influența soarelui, vântului și ploii. Odată cu reglementarea calitativ-cantitativă actuală, este necesar să „vezi” sistemul în timp real și să furnizezi:

  • controlul numărului maxim de puncte de livrare;
  • reconcilierea soldurilor curente de aprovizionare, pierderi si consum;
  • acțiune de control în cazul încălcării inacceptabile a modurilor.

Managementul ar trebui să fie cât mai automatizat posibil, altfel este pur și simplu imposibil de implementat. Provocarea a fost de a realiza acest lucru fără cheltuieli nejustificate pentru înființarea punctelor de control.

Astăzi, când într-un număr mare de clădiri există sisteme de măsurare cu debitmetre, senzori de temperatură și presiune, este nerezonabil să le folosiți 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 de fiabilitatea datelor din arhivele neverificabile;
  • imposibilitatea reunirii soldurilor operaționale din cauza neconcordanțelor în timpul măsurătorilor;
  • 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”.

Efecte ale 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 acestuia cu specificațiile tehnice 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.

Exploatare:

  • determinarea pierderilor si bilantelor tehnologice in retelele termice;
  • dispecerizare și control de urgență conform modurilor reale;
  • menținerea programelor optime de temperatură;
  • monitorizarea stării rețelelor;
  • reglarea modurilor de alimentare cu căldură;
  • controlul opririlor și încălcărilor modurilor.

Dezvoltare și investiții:

  • evaluare fiabilă a rezultatelor implementării proiectelor de îmbunătățire;
  • evaluarea efectelor costurilor investițiilor;
  • dezvoltarea schemelor de alimentare cu căldură în modele electronice reale;
  • optimizarea diametrelor și a configurației rețelei;
  • reducerea costurilor de conectare, luând în considerare rezervele reale de lățime de bandă și economiile de energie pentru consumatori;
  • planificarea renovării
  • organizarea lucrului în comun a CET-urilor și a centralelor termice.

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

Sistemul modern de alimentare cu căldură urbană include următoarele elemente principale: o sursă de căldură, rețele și dispozitive de transmitere a căldurii, precum și echipamente și dispozitive consumatoare de căldură - sisteme de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă.

Sistemele de încălzire urbană 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 de conducte ale rețelelor de încălzire;
  • - o modalitate de a furniza consumatorilor energie termică etc.

De gradul de centralizare alimentarea termică distinge doua tipuri principale:

  • 1) sisteme centralizate de alimentare cu căldură, care au fost dezvoltate în orașe și cartiere cu clădiri preponderent etajate. Printre acestea se numără: furnizarea centralizată de căldură foarte organizată, bazată pe generarea combinată de căldură și energie electrică la CET - termoficare și termoficare din termoficare și cazane de încălzire industrială;
  • 2) furnizarea de căldură descentralizată de la centralele mici de cazane adiacente (anexe, subsol, acoperiș), dispozitive individuale de încălzire etc.; în același timp, nu există rețele de încălzire și pierderi asociate de energie termică.

De tip de lichid de răcire Distingeți între sistemele de încălzire cu abur și apă. În sistemele de încălzire cu abur, aburul supraîncălzit acționează ca un purtător de căldură. Aceste sisteme sunt utilizate în principal în scopuri tehnologice în industrie, industria energetică. Pentru nevoile de alimentare comună cu căldură a populației din cauza pericolului crescut în timpul funcționării lor, practic nu sunt utilizate.

În sistemele de încălzire a apei, purtătorul de căldură este apa 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 centrale termice și electrice combinate. În acest caz, căldura aburului termic 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 CHP. Apa caldă este folosită pentru încălzirea consumatorilor urbani. Astfel, într-o centrală de cogenerare, căldura cu potențial ridicat este folosită pentru a genera energie electrică, iar căldura cu potențial scăzut este folosită pentru a furniza căldură. Acesta este sensul energetic al producerii combinate de căldură și electricitate, care asigură o reducere semnificativă a consumului specific de combustibil în producerea de căldură și energie electrică;
  • - generarea separată de energie termică, atunci când încălzirea apei în centralele de cazane (centrale termice) este separată de generarea 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 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 în boilerele - schimbătoare de căldură (cazane) de apă de la robinet, 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, cu două conducte și cu mai multe conducte.

De modalitate de a oferi consumatorilor cu energie termică se disting sistemele de alimentare cu căldură cu o singură treaptă și cu 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 boiler, lifturi, pompe, fitinguri, instrumente pentru a regla parametrii și debitul lichidului de răcire în funcție de încălzirea locală și fitingurile de apă. Prin urmare, adesea o intrare de abonat este numită punct de încălzire local (MTP). Dacă se construiește o intrare de abonat pentru o instalație separată, atunci se numește punct de încălzire individual (ITP).

Atunci când se organizează sisteme de alimentare cu căldură cu o singură etapă, consumatorii de căldură sunt conectați direct la rețelele de căldură. O astfel de conectare directă a dispozitivelor de încălzire limitează limitele presiunii admisibile în rețelele de încălzire, deoarece presiunea ridicată necesară pentru a transporta lichidul de răcire la consumatorii finali este periculoasă pentru încălzirea radiatoarelor. 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 de rețele de încălzire.

În sistemele cu mai multe etape, între sursa de căldură și consumatori, sunt amplasate centre de încălzire centrală (CHP) sau puncte de control și distribuție (CDP), în care parametrii lichidului de răcire pot fi modificați la cererea consumatorilor locali. Centralele de incalzire si distributie sunt dotate cu unitati de pompare si incalzire a apei, fitinguri de control si siguranta, instrumentatii menite sa asigure unui grup de consumatori dintr-un cartier sau district cu energie termica a parametrilor necesari. Cu ajutorul instalațiilor 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 CHP sau KRP, un transportator de căldură cu parametri acceptabili sau stabiliți este furnizat prin conducte comune sau separate din a doua etapă către MTP-ul fiecărei clădiri pentru consumatorii locali. Totodată, în MTP se efectuează numai amestecarea prin lift a apei de retur de la instalațiile locale de încălzire, reglementarea locală a consumului de apă pentru alimentarea cu apă caldă și contorizarea consumului de căldură.

Organizarea izolării hidraulice complete a rețelelor de căldură din prima și a doua etapă este cea mai importantă măsură pentru a îmbunătăți fiabilitatea alimentării cu căldură și a crește gama de transport de căldură. Sistemele de alimentare cu căldură în mai multe etape cu încălzire centrală și centre de distribuție permit reducerea cu zece 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 centrul de încălzire centrală, este posibil să se organizeze tratarea apei locale de la robinet pentru a preveni coroziunea sistemelor de alimentare cu apă caldă. În sfârșit, în timpul construcției centralelor de încălzire și distribuție, costurile unitare de exploatare și costurile de întreținere a personalului pentru deservirea echipamentelor din MTP sunt reduse semnificativ.

Energia termică sub formă de apă caldă sau abur este transportată de la o centrală termică sau cazan la consumatori (la clădiri rezidențiale, clădiri publice și întreprinderi industriale) prin conducte speciale - rețele de încălzire. Traseul rețelelor de căldură din orașe și alte localități ar trebui să fie prevăzut în benzile tehnice alocate 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. Structura rețelelor termice include conducte termice; compensatoare care percep alungiri de temperatură; echipamente de deconectare, reglare 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 principale, așezate pe direcțiile principale ale așezării, distribuție - în cadrul cartierului, microdistrict - și ramuri către clădiri individuale și abonați.

Schemele rețelelor termice sunt utilizate, de regulă, fascicul. Pentru a evita întreruperile în furnizarea de căldură către consumator, rețelele principale individuale sunt conectate între ele, precum și instalarea de jumperi între ramuri. În orașele mari, în prezența mai multor surse mari de căldură, se construiesc rețele de căldură mai complexe conform schemei inelare.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a unor astfel de sisteme, este necesară construcția lor ierarhică, în care întregul sistem este împărțit într-un număr de niveluri, fiecare dintre ele având propria sa sarcină, scăzând în valoare de la nivelul superior în jos. Nivelul ierarhic superior este alcătuit din surse de căldură, următorul nivel sunt rețelele principale de căldură cu RTP, cel inferior sunt rețelele de distribuție cu intrări de abonați ale consumatorilor. 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 corespunzătoare 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 căldură către nodurile de consum de căldură. În RTP, lichidul de răcire este distribuit între raioane, se mențin regimuri hidraulice și termice autonome în rețelele raioanelor. Organizarea construcției 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 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 conformitatea aprovizionării cu căldură către consumatori, utilizează o reglementare centrală a surselor de căldură. Nu este posibilă obținerea unei calități ridicate a furnizării de căldură 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 căldură 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 sistemelor de alimentare cu căldură;
  • - nivel ridicat al pierderilor în rețelele termice;
  • - lipsa masivă de contoare de energie termică și regulatoare de alimentare cu căldură în rândul locuitorilor;
  • - sarcini termice supraestimate ale consumatorilor;
  • - imperfecţiunea bazei normativ-legale şi legislative.

Echipamentele centralelor termice 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 decurgând foarte lent. Creșterea capacităților termice rămâne anual în urma sarcinilor în creștere de 2 ori sau mai mult. Din cauza întreruperilor sistematice în furnizarea combustibilului pentru cazane în multe orașe, anual apar dificultăți serioase în furnizarea de căldură a zonelor rezidențiale și caselor. Pornirea sistemelor de încălzire în toamnă se întinde pe câteva luni, spațiile rezidențiale „subîncălzite” iarna au devenit norma, nu excepția; rata de înlocuire a echipamentelor este în scădere, numărul echipamentelor aflate în stare de urgență crește. Acest lucru a predeterminat în ultimii ani o creștere bruscă a ratei accidentelor sistemelor de alimentare cu căldură.