1. Przegląd projektu
Projekt ten stanowi bezobsługowy system automatycznego sterowania stacjami wymiany ciepła. Projekt obejmuje sześć stacji wymiany ciepła, w tym obszar H, obszar I, obszar E, obszar północny, obszar południowy południe i obszar południowy północ oraz jedną stację publiczną. Celem projektu jest zbudowanie bezobsługowego systemu automatycznego sterowania. System monitoringu załogowego optymalizuje metody nadzoru nad pracą produkcji, poprawia poziom zarządzania bezpieczeństwem oraz umożliwia scentralizowane monitorowanie stanu pracy poszczególnych urządzeń stacji wymiany ciepła w sterowni kotłowni; główne parametry pracy stacji wymiany ciepła są centralnie wyświetlane w sterowni kotłowni, aby ułatwić technikom produkcji szybkie zrozumienie stanu pracy stacji wymiany ciepła i analizę, czy sprzęt działa w rozsądnym stanie, w celu optymalizacji parametrów pracy; możliwie najwcześniej wykrywać potencjalne wypadki związane z bezpieczeństwem w działaniu sprzętu, aby zmniejszyć liczbę wypadków; zmniejszyć inwestycje kadrowe i zrealizować bezzałogowe stacje wymiany ciepła. Długoterminowa służba zmniejsza częstotliwość patroli stacji i ogólnie zmniejsza koszty pracy.
1.1 Szczegółowy przegląd każdej stacji wymiany ciepła jest następujący:
(1) Stacja wymiany ciepła w obszarze H:
Powierzchnia grzewcza stacji wymiany ciepła w Strefie H wynosi 235318,59㎡. Wśród nich wysoki obszar to 111440,18㎡; dolny obszar to 123878,41㎡. Końce podgrzewane są przez grzejniki.
Podstawowe wyposażenie części wysokiego stacji: 3 płytowe wymienniki ciepła, 2 pompy wody obiegowej i 2 pompy wodociągowe; głównym wyposażeniem obszaru dolnego są: 3 płytowe wymienniki ciepła, 2 pompy wody obiegowej i 2 pompy wodociągowe; obszary wysokie i niskie Wspólne uzdatnianie wody i inny sprzęt.
(2) Stacja wymiany ciepła obszaru I:
Powierzchnia grzewcza stacji wymiany ciepła w Strefie I wynosi 251177,9㎡. Wśród nich wysoki obszar to 126116,5㎡; dolny obszar to 125061,4㎡. Końce podgrzewane są przez grzejniki.
Podstawowe wyposażenie części wysokiego stacji: 3 płytowe wymienniki ciepła, 2 pompy wody obiegowej i 2 pompy wodociągowe; głównym wyposażeniem obszaru dolnego są: 3 płytowe wymienniki ciepła, 2 pompy wody obiegowej i 2 pompy wodociągowe; obszary wysokie i niskie Wspólne uzdatnianie wody i inny sprzęt.
(3) Stacja wymiany ciepła obszaru E
Powierzchnia grzewcza stacji wymiany ciepła w Strefie E wynosi 65290,35㎡. Końce podgrzewane są przez grzejniki.
Główne wyposażenie stacji: 2 płytowe wymienniki ciepła, 3 pompy wody obiegowej, 2 pompy uzupełniania wody, urządzenia do uzdatniania wody i inne.
(4) Okręgowa Stacja Wymiany Ciepła Północ
Powierzchnia grzewcza Centrali Rejonowej Północ wynosi 61 798,29 m2 i nie będzie w przyszłości zwiększana. Nie ma ciepłej wody użytkowej, instalacja grzewcza nie rozróżnia stref wysokich i niskich, a wysokość okapu wynosi 12m.
Główne wyposażenie stacji: 2 płytowe wymienniki ciepła, 3 pompy wody obiegowej, 2 pompy uzupełniania wody, urządzenia do uzdatniania wody i inne.
(5) Stacja wymiany ciepła Dystryktu Południowego Północnego
Powierzchnia grzewcza North Exchange Station w Dystrykcie Południowym wynosi 109620,71㎡, a obszary komercyjne i inne to 3661,87㎡. Powierzchnia grzewcza nie będzie w przyszłości zwiększana. Nie ma ciepłej wody użytkowej, a instalacja grzewcza nie rozróżnia stref wysokich i niskich. Wysokość okapu wynosi 45m; ogrzewaniem końcowym jest ogrzewanie grzejnikowe.
Główne wyposażenie stacji: 2 płytowe wymienniki ciepła, 3 pompy wody obiegowej, 2 pompy uzupełniania wody, urządzenia do uzdatniania wody i inne.
(6) Stacja wymiany ciepła Południowego Okręgu Południowego
Powierzchnia grzewcza stacji South Exchange w dystrykcie południowym wynosi 125 404,8㎡, a obszary komercyjne i inne to 1727,02㎡. Powierzchnia grzewcza nie będzie w przyszłości zwiększana. Nie ma ciepłej wody użytkowej, instalacja grzewcza nie rozróżnia stref wysokich i niskich, a wysokość okapu wynosi 45m.
Główne wyposażenie stacji: 2 płytowe wymienniki ciepła, 3 pompy wody obiegowej, 2 pompy uzupełniania wody, urządzenia do uzdatniania wody i inne.
1.2 Przebieg procesu każdej stacji wymiany ciepła jest następujący:
Opis procesu:
① Źródłem ciepła dla tej stacji jest kotłownia. Woda jest dostarczana do dystrybutora wody stacji wymiany ciepła poprzez główną rurę doprowadzającą wodę w celu dystrybucji i dostarczana odpowiednio do płytowych wymienników ciepła górnej i dolnej strefy; po zakończeniu wymiany ciepła wraca do kolektora wody i powraca do kotłowni głównym rurociągiem wody powrotnej.
② Woda powrotna z wtórnego odbiornika ciepła jest pod ciśnieniem przez pompę obiegową i wpływa odpowiednio do trzech zestawów płytowych wymienników ciepła. Po wymianie ciepła w wymienniku ciepła tworzy ona wtórne źródło wody, które zbierane jest od strony dopływu wody płytowego wymiennika ciepła do zbiornika doprowadzającego wodę. Rury rozprowadzane są do odbiorców ciepła za pośrednictwem sieci rurociągów.
③ Stały punkt ciśnienia uzupełniania wody znajduje się na głównej rurze wlotowej pompy obiegowej i służy do sterowania włączaniem i wyłączaniem pompy uzupełniania wody oraz uwalnianiem wody pod ciśnieniem.
Opis procesu:
① Źródłem ciepła dla tej stacji jest kotłownia Zhujiang Yijing. Woda doprowadzana jest do dwóch płytowych wymienników ciepła poprzez główną rurę wodociągową; po zakończeniu wymiany ciepła powraca ono do kotłowni głównym rurociągiem wody powrotnej.
② Woda powrotna z wtórnego odbiornika ciepła jest pod ciśnieniem przez pompę obiegową i wpływa odpowiednio do dwóch zestawów płytowych wymienników ciepła. Po wymianie ciepła w wymienniku ciepła tworzy ona wtórny dopływ wody, który zbierany jest od strony dopływu wody płytowego wymiennika ciepła do głównej rury doprowadzającej wodę. Sieć jest przypisana do gorących użytkowników.
③ Stały punkt ciśnienia uzupełniania wody znajduje się na głównej rurze wlotowej pompy obiegowej i służy do sterowania włączaniem i wyłączaniem pompy uzupełniania wody oraz uwalnianiem wody pod ciśnieniem.
Łącząc potrzeby klientów i rzeczywiste warunki projektu, Hangzhou Youwen zaproponował kompleksowe rozwiązanie typu „wszystko w jednym” oparte na produktach sprzętowych systemu sterowania przemysłowego IoT eDCS UW2100 i oprogramowaniu UWNTEK.
2. Zasady projektowania systemów
System bezobsługowego monitorowania stacji wymiany ciepła oparty na sprzęcie systemu UW2100eDCS i platformie programowej UWNTEK integruje harmonogramowanie i monitorowanie. Jego funkcje obejmują interfejs człowiek-maszyna, zarządzanie bazami danych, zdalne gromadzenie danych, zdalne sterowanie, alarmy, trendy i raporty itp. przy użyciu różnych. Zaawansowana sieć komunikacyjna, która śledzi i monitoruje rurociągi, przyrządy itp. całej sieci ciepłowniczej, nie tylko pozwala dyspozytorom pełne zrozumienie stanu ogrzewania całych rurociągów sieci ciepłowniczej, ale także szybkie i dokładne odzwierciedlanie informacji o alarmach o usterkach na miejscu, aby ułatwić kontrolę i konserwację. Terminowa konserwacja przez personel nie tylko pozwala zaoszczędzić dużo siły roboczej i zasobów materiałowych, ale także znacznie poprawia nowoczesny poziom zarządzania siecią ciepłowniczą.
Projekt ten opiera się na modelu „scentralizowane zarządzanie, zdecentralizowana kontrola” oraz idei cyfrowej i zinformatyzowanej inżynierii komunalnej, koncentrując się na budowie przedsiębiorstwa systemu informatycznego „integracji zarządzania i kontroli” oraz stworzeniu zaawansowanego, niezawodnego, wydajnego, bezpiecznego , zintegrowana kontrola procesu. System monitorowania, który integruje monitorowanie i komputerowe zarządzanie harmonogramem oraz charakteryzuje się dobrą otwartością, może zakończyć monitorowanie i automatyczną kontrolę całego procesu ogrzewania i całego sprzętu produkcyjnego, osiągając cel, jakim jest „bez nadzoru na miejscu i niewielka liczba osób na służbie”. na dworcu głównym”.
3. Ogólna struktura systemu
Cały system obejmuje nową generację inteligentnego frontonu kontroli percepcji, który spełnia wymagania aplikacyjne systemów cyberfizycznych CPS i Internetu przemysłowego, rozległą heterogeniczną samoorganizującą się sieć przemysłową oraz rozległe środowisko wsparcia usług chmurowych dla projektowanie systemów sterowania, programowanie i inżynieria sterowania.
System oparty jest na sterowniku UW2100, który centralnie zbiera na miejscu informacje o silniku, zaworze, przetworniku i innym sprzęcie za pośrednictwem standardowych sygnałów 4~20 mA, PT100, PT1000, wejścia sygnału poziomu, wyjścia ze stykiem pasywnym przekaźnika itp. i opiera się na technologii bezprzewodowej GSM Sieć centralnie przesyła dane na platformę chmurową UWNTEK w celu realizacji zdalnego monitorowania informacji rozległych.
Znajdujący się na miejscu sterownik UW2100 komunikuje się z falownikiem w oparciu o protokół stacji głównej Modbus-RTU (RS-485) w celu gromadzenia informacji o urządzeniach innych firm, połączenia komunikacyjnego i sterowania wieloma falownikami; w oparciu o protokół stacji podrzędnej Modbus-RTU (RS-485) Komunikacja z ekranem dotykowym w celu monitorowania informacji o sprzęcie na miejscu; jednocześnie w fabryce kotłów źródła ciepła zastosowano rozproszony system sterowania UW500, a w centralnej sterowni utworzono centralne centrum monitorowania, aby centralnie monitorować informacje o urządzeniach na różnych rozproszonych wylotach.
Platforma programowa systemu UWNTEK udostępnia funkcje integracji wideo, które umożliwiają podłączenie do systemu standardowych sygnałów wideo kamer (Dahua, Hikvision) zainstalowanych na miejscu w celu realizacji zdalnego monitorowania sygnałów wideo na miejscu w czasie rzeczywistym; na tej podstawie platforma programowa systemu UWNTEK otwiera standardowy interfejs HDMI, w centralnej sterowni można ustawić duży ekran, a kluczowe procesy procesowe można podłączyć do centralnego wielkoekranowego wyświetlacza w sterowni.
System umożliwia zdalny monitoring terminali mobilnych (telefony komórkowe, iPady, tablety, notebooki itp.) na dużym obszarze w oparciu o sieci 2G, 3G, 4G. Uprawnienia do obsługi można podzielić ze względu na strefy bezpieczeństwa, aby zapewnić bezpieczeństwo systemu.
4. Plan projektu systemu
4.1 Centrum monitorowania systemu
Centrum monitorowania systemu zlokalizowane jest w fabryce kotłów źródła ciepła. Centrum monitorowania składa się głównie z kilku stanowisk operatorskich (stanowiska inżynierskie mogą pracować jednocześnie ze stanowiskami operatorskimi, dokładna liczba zależy od projektu centralnej sterowni), systemu wielkoekranowego wyświetlacza oraz sieci przemysłowej Ethernet. Składa się z przełącznika , drukarkę graficzną i raportową, zasilacz UPS itp.;
Komputer w centrum monitorowania wymaga połączenia z siecią zewnętrzną drogą przewodową lub bezprzewodową. System monitorowania wykorzystuje bezserwerową strukturę gwiazdową typu peer-to-peer. W oparciu o bezprzewodową komunikację GSM oraz platformę chmurową UW tworzony jest system sieci rozległej dla stacji operatorskich, inżynierskich, stanowisk funkcjonalnych o różnej funkcjonalności oraz urządzeń peryferyjnych systemu. W oparciu o serwer chmurowy UW wypuszczono interfejs monitorowania WEB, aby zaspokoić potrzeby klientów (komputery, telefony komórkowe, tablety itp.) w oparciu o rozległy zdalny dostęp 2G, 3G i 4G.
4.1.1 Funkcja centrum monitorowania systemu
1. Sterowanie elektrycznym zaworem regulacyjnym zasilania wodą po stronie pierwotnej wymiany płyty
Otwarcie elektrycznego zaworu regulacyjnego sterowane jest PID poprzez temperaturę wody zasilającej po stronie wtórnej (minimalne otwarcie elektrycznego zaworu regulacyjnego ustalane jest z uwzględnieniem bezpieczeństwa pracy kotła).
2. Monitorowanie stanu pracy płytowego wymiennika ciepła
Czujniki temperatury i ciśnienia są instalowane na wlocie i wylocie pierwotnej i wtórnej strony wymiennika płyt w celu monitorowania warunków pracy każdego wymiennika płyt.
3. Monitorowanie pompy wody obiegowej grzewczej
Na głównym rurociągu wlotowym i wylotowym pompy obiegowej ogrzewania montowany jest czujnik ciśnienia, który monitoruje stan pracy pompy wodnej i ciśnienie w instalacji.
4. Monitorowanie inwertera pompy obiegowej ogrzewania i pompy uzupełniania wody:
Zdalne/lokalne monitorowanie stanu uruchomienia/zatrzymania pompy obiegowej; zdalnie monitorować warunki pracy falownika (prąd wyjściowy, częstotliwość, moc, sygnalizacja awarii itp.). Przetwornica częstotliwości jest połączona szeregowo poprzez linię komunikacyjną RS485 w celu komunikacji z eDCS. eDCS może odczytywać różne parametry pracy, status i inne sygnały przetwornicy częstotliwości.
5. Monitorowanie ciśnienia i temperatury w głównej rurze zasilania i powrotu wody po stronie wtórnej
Czujniki temperatury i ciśnienia instaluje się na głównej rurze doprowadzającej wodę po stronie wtórnej; czujniki temperatury są zainstalowane na głównej rurze wody powrotnej. Ciśnienie jest pobierane z wartości ciśnienia w głównej rurze wlotowej pompy obiegowej, a warunki temperaturowe i ciśnieniowe głównej wody zasilającej i powrotnej po stronie wtórnej są zdalnie monitorowane.
6. Monitorowanie różnicy ciśnień urządzenia dekontaminacyjnego
Zainstaluj przetwornik różnicy ciśnień na urządzeniu do odkażania rury powrotnej po stronie wtórnej, aby zdalnie monitorować różnicę ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem urządzenia odkażającego w celu ustalenia, czy działa ono normalnie.
7. Monitorowanie poziomu cieczy w zbiorniku uzupełniania wody
Zbiornik wody zmiękczonej wykorzystuje ciśnieniowy miernik poziomu cieczy do przesyłania sygnału poziomu cieczy do sterownika eDCS w czasie rzeczywistym.
8. Monitoring poziomu wody w studzienkach ściekowych
Do studzienki ściekowej dodano kontroler poziomu cieczy w celu monitorowania poziomu wody w studzience ściekowej; studzienka ściekowa znajduje się w zasięgu kamery, co pozwala na szybkie zrozumienie sytuacji zrzutu ścieków.
4.1.2 Ochrona bezpieczeństwa i alarm
Użyj oprogramowania konfiguracyjnego, aby stworzyć schematyczny diagram stanu monitorowania stacji wymiany ciepła, ustaw punkty alarmowe w ważnych lokalizacjach i użyj przyciągających wzrok czerwonych i zielonych znaków, aby wskazać stan usterek punktów stanu. Podczas wyświetlania stanu usterki zostanie wydany alarm dźwiękowy (komunikat głosowy, dźwięk syreny itp.).
1. Alarmy niskiego i wysokiego poziomu wody w zbiorniku
Gdy alarm poziomu wody w zbiorniku jest niski, oznacza to, że zmiękczona woda w zbiorniku wkrótce się skończy. Jeśli pompa uzupełniania wody będzie nadal działać, może to spowodować uszkodzenie pompy wodnej. Dlatego „poziom wody w zbiorniku jest zbyt niski” jest alarmem zapewniającym bezpieczną pracę.
Gdy poziom cieczy w zbiorniku na wodę jest zbyt wysoki, oznacza to, że wystąpił problem z urządzeniem kontrolującym poziom cieczy w zbiorniku na wodę. Jeśli nie przestaniesz napełniać zbiornika na wodę, woda ze zbiornika zostanie wypłynięta przez rurę przelewową, co spowoduje marnowanie zasobów, a opróżnienie rury przelewowej może nie nastąpić na czas. W rezultacie woda przedostała się do innych szaf sterowniczych instalacji elektrycznych, powodując wypadki związane z bezpieczeństwem.
2. Alarmy niskiego i wysokiego poziomu cieczy w studzience
Gdy pojawi się alarm niskiego poziomu cieczy w studzience, oznacza to, że ścieki w studzience zostały prawie opróżnione. Jeśli pompa ściekowa nadal działa, może to spowodować nieprawidłowe działanie w wyniku pracy bez wody lub nawet poważnego wypadku, w wyniku którego pompa wodna ulegnie przegrzaniu i uszkodzeniu.
Jeżeli poziom cieczy w studzience jest zbyt wysoki, oznacza to, że ścieki w studzience nie są odprowadzane na czas. Jeśli nie udasz się na miejsce w celu kontroli lub nie podejmiesz innych działań związanych z odprowadzaniem ścieków, woda przeleje się ze studzienki ściekowej i przeleje się do elektrycznej szafy sterowniczej, powodując zagrożenie bezpieczeństwa. WYPADEK.
3. Alarm awarii pompy cyrkulacyjnej
Zbierając sygnały poprzez komunikację 485, można w porę wykryć stan awarii pompy obiegowej, co ułatwia wczesne załączenie pompy obiegowej, zapewnia jakość ogrzewania i terminową eliminację usterek.
4. Alarm awarii pompy uzupełniania wody
Elementy alarmowe są takie same jak w przypadku pompy wody obiegowej.
5. Alarm różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem urządzenia odkażającego
Kiedy różnica ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem urządzenia odkażającego przekroczy pewną wartość, będzie to miało poważny wpływ na przepływ wody obiegowej w systemie, co z kolei wpływa na zużycie energii przez pompę obiegową. Wykrywając ten parametr, można w porę wykryć różnicę ciśnień urządzenia odkażającego. Gdy różnica ciśnień przekroczy ustawioną wartość, należy oczyścić odpylacz.
4.2 Plan konfiguracji sprzętowej systemu bezobsługowej stacji wymiany ciepła na przykładzie bezobsługowej stacji wymiany ciepła w Strefie H;
5. Opis planu
System ten został zaprojektowany i wdrożony w oparciu o sprzęt systemu eDCS UW2100 Industrial Internet of Things w połączeniu z oprogramowaniem UWWNTEK. Ustanawia zaawansowany, wydajny, wysokiej jakości i stabilny system monitorowania, który integruje kontrolę procesu, monitorowanie i komputerowe zarządzanie harmonogramem i ma dobrą otwartość na ukończenie całego procesu ogrzewania. Monitorowanie i automatyczna kontrola procesu i całego sprzętu produkcyjnego w celu osiągnięcia następujących funkcji technicznych:
1) Dane w centrum monitorowania stacji wymiany ciepła są prawie zsynchronizowane z danymi na miejscu, co zmniejsza koszty operacyjne pracy;
2) System monitorowania zapewnia wsparcie środowiska sprzętowego i oprogramowania w celu rozwiązania problemu nierównowagi pracy sieci ciepłowniczej, osiągnięcia zrównoważonego działania sieci ciepłowniczej i poprawy efektu grzewczego.
3) Odgrywa rolę oszczędzania energii i redukcji zużycia. Stacja wymiany ciepła automatycznie dostosowuje temperaturę wody zasilającej do zmian temperatury zewnętrznej, oszczędzając w ten sposób w największym stopniu zużycie energii i poprawiając jakość usług grzewczych.
4) Unika się zjawiska kradzieży pary i wycieku pary. Dzięki całodobowemu działaniu online eliminowane jest ryzyko kradzieży pary przez użytkownika. Błędy podczas pomiarów na miejscu można wykryć w najkrótszym czasie, a czas wystąpienia awarii jest rejestrowany i archiwizowany. Unikaj strat pomiarowych.
5) Wykorzystać system symulacyjny do wykonywania obliczeń hydraulicznych i cieplnych sieci ciepłowniczej oraz analizować pracę sterowania siecią ciepłowniczą w celu uzyskania optymalnej pracy sieci ciepłowniczej. Skorzystaj z diagnostyki usterek i analizy strat energii, aby zrozumieć straty izolacji i rezystancji sieci rurociągów oraz efektywność wykorzystania sprzętu. Zminimalizuj straty rurowe sieci grzewczej, aby osiągnąć najbardziej ekonomiczną pracę. Analizuj sieć rurociągów poprzez porównanie danych historycznych i danych w czasie rzeczywistym.
