Объект автоматизации.
Объектом автоматизации является энергоцентр, пристроенный к зданию котельной в г. Коломна, Московской области.
Энергоцентр реализован на базе трех газопоршневых генераторных установок (ГПУ) FG Wilson PG1080B2 с системой утилизации тепла. Предназначен для совместной выработки электрической и тепловой энергии.
Электрическая энергия вырабатывается гозопоршневыми установками (ГПУ).
Тепловая энергия вырабатывается за счет утилизации избыточного тепла в контурах охлаждения ГПУ.
Энергоцентр является основным источником электроэнергии для нужд котельной.
Основным топливом является природный газ.
Режим работы энергоцентра – круглосуточный, круглогодичный.
Степень автоматизации – 2-я (без постоянного присутствия обслуживающего персонала).
Описание структуры АСУТП энергоцентра.
АСУ ТП энергоцентра реализована в виде классической четырех уровневой системы (см. структурную схему АСУТП):
- Уровень технологического процесса (полевой уровень);
- Уровень контроля и управления технологическим процессом (контрольный уровень);
- Уровень магистральной сети (сетевой уровень);
- Уровень человеко-машинного интерфейса.
Рассмотрим более подробно каждый уровень в отдельности, начиная с уровня контроля и управления технологическим процессом (контрольный уровень).
Уровень контроля и управления технологическим процессом состоит из:
- Щита собственных нужд ГПУ (ЩСН ГПУ);
- Щита автоматики внутреннего газоснабжения (ЩАГСВ);
- Щита автоматики маслоснабжения (ЩУМ);
- Щита автоматики электроснабжения (ЩАЭС);
- Щита автоматики общеобменной вентиляции (ЩАОВ);
- Панели управления газопоршневой установкой (ПУГПУ):
- Приборов учета и анализа качества электроэнергии SATEC;
- Счетчика тепла ВИСТ.
Уровень человеко-машинного интерфейса реализован на SCADA-системе компании inSAT – MasterSCADA.
Особенностью архитектуры SCADA системы является наличие выделенного архивного сервера и двух рабочих мест оператора, а также удаленного рабочего места, расположенного в диспетчерской службе компании Хайтед.
Уровень магистральной сети (сетевой уровень).
Основным протоколом обмена данных между уровнем контроля и управления технологическим процессом и уровнем человеко-машинного интерфейса (SCADA системой) является
Modbus TCP (см. структурную схему АСУТП).
Общие описание функций щитов автоматики.
Щит собственных нужд ГПУ (ЩСН ГПУ) осуществляет управление в автоматическом режиме собственными нуждами ГПУ, необходимых для функционирования ГПУ в составе энергоцентра. В собственные нужды входят:
– система утилизации тепла;
– система охлаждения рубашки двигателя (высокотемпературный контур);
– система охлаждения турбонаддува (низкотемпературный контур);
– система технологической вентиляции;
Система утилизации тепла предназначена для использования газов для подогрева антифриза, который в свою очередь через теплообменник отдает тепло в сетевой контур.
Система охлаждения рубашки ГПУ и турбонаддува предназначена для охлаждения рубашки двигателя и воздуха турбонаддува. Насосы прокачивают антифриз по контурам охлаждения через выносные вентиляторы.
Система технологической вентиляции необходима для обеспечения ГПУ воздухом на горение и поддержание заданного температурного режима работы ГПУ.
ЩСН ГПУ осуществляет также функцию запрета экспорта электроэнергии в сеть путем управления мощностью ГПУ по алгоритму, реализованному в ПЛК.
Логика управления собственными нуждами в ЩСН ГПУ осуществляется при помощи контроллера ОВЕН ПЛК-160 и модулей МВ-110 (см. структурную схему ЩСН ГПУ).
Щит автоматики внутреннего газоснабжения (ЩАГСВ) осуществляет следующие функции:
– контроль содержания угарного газа и метана в воздухе энергоцентра;
– управление отсечным газовым клапаном;
-контроль давления и температуры в вводном газопроводе энергоцентра.
Функции ЩАГСВ реализованы при помощи газоанализаторов и контроллера ОВЕН ПЛК-150.
Щит автоматики электроснабжения (ЩАЭС) осуществляет контроль состояния автоматических выключателей в ГРЩ энергоцентра.
Контроль осуществляется при помощи ПЛК-160 и модулей ввода дискретных сигналов МВ-110.
Щит автоматики общеобменной вентиляции (ЩАОВ) реализован на безе измерителей-регуляторов двухканальных ОВЕН ТРМ-202. ЩАОВ осуществляет управление в автоматическом режиме общеобменной вентиляцией и отоплением энергоцентра.