Katlu iekārtu automatizācija: apraksts, ierīce un ķēde

Lai regulētu un optimizētu katlu agregātu darbību, tehniskie līdzekļi sāka izmantot pat ražošanas un ražošanas automatizācijas sākumposmos. Šā virziena attīstības pašreizējais līmenis ļauj būtiski palielināt katlu iekārtu rentabilitāti un uzticamību, lai nodrošinātu apkopes personāla darba drošību un intelektsionalitāti.

Mērķi un uzdevumi

Mūsdienu katlu automatizācijas sistēmas var nodrošināt iekārtu bez traucējumiem un efektīvu darbību bez tiešas operatora iejaukšanās. Cilvēka funkcijas ir samazinātas līdz visam ierīču komplekta darbībai un parametriem tiešsaistē. Katlu telpu automatizācija atrisina šādus uzdevumus:

• Automātiska katla agregātu palaišana un apturēšana.
• Katla jaudas vadība (kaskādes kontrole) atbilstoši sākotnējiem iestatījumiem.
• Barošanas sūkņu kontrole, dzesēšanas šķidruma līmeņa kontrole darba un patērētāju ķēdēs.
• Avārijas apturēšana un signalizēšanas ierīču aktivizēšana, ja sistēmas darbības vērtības pārsniedz noteiktos ierobežojumus.

Automatizācijas objekts

Katlu aprīkojums kā regulēšanas objekts ir sarežģīta dinamiska sistēma ar daudziem savstarpēji saistītiem ieejas un izejas parametriem. Katlu māju automatizāciju sarežģī fakts, ka tvaika blokos ir ļoti augsts tehnoloģisko procesu plūsmas ātrums. Galvenās regulētās vērtības ir šādas:

• Dzesētāja (ūdens vai tvaika) plūsma un spiediens;
• Izvadīšana krāsnī;
• Līmenis barības vielu rezervuārā;
• Pēdējos gados degvielas maisījuma sagatavošanas kvalitātei un tādējādi arī dūmu produktu temperatūrai un sastāvam tiek izvirzītas paaugstinātas vides prasības.

Automatizācijas līmeņi

Automatizācijas pakāpe tiek noteikta, projektējot katlu telpu vai rekonstruējot / nomainot aprīkojumu. Tas var būt diapazonā no manuālās vadības saskaņā ar liecības instrumentiem, lai pilnībā automātiski kontrolētu atkarībā no laika atkarīgiem algoritmiem. Automatizācijas līmeni galvenokārt nosaka iekārtas darbības mērķis, ietilpība un funkcionālās īpatnības.

Modernā katlumājas automatizācija nozīmē visaptverošu pieeju - individuālo tehnoloģisko procesu monitoringa un regulēšanas apakšsistēmas tiek apvienotas vienā tīklā ar funkcionālo grupu vadību.

Vispārējā struktūra

Katlu māju automatizācija ir veidota uz divpakāpju kontroles sistēmu. Zemākajā (lauka) līmenī ietilpst lokālās automatizācijas ierīces, kuru pamatā ir programmējamie mikrokontrolleri, kas īsteno tehnisko aizsardzību un bloķēšanu, parametru pielāgošanu un pārveidošanu, fizisko daudzumu primāros pārveidotājus. Šeit ir iekļauta informācija, kas paredzēta datu pārveidošanai, kodēšanai un pārsūtīšanai.

Augšējo līmeni var attēlot kā grafisko termināli, kas iebūvēts vadības kabinetā vai operatora automatizētajā darbstacijā , pamatojoties uz personālo datoru. Šeit tiek parādīta visa informācija no zemākā līmeņa mikrokontrolleru un sistēmas sensoriem, un ir ievadītas operatīvās komandas, pielāgojumi un iestatījumi. Papildus procesa nosūtīšanai tiek atrisināti uzdevumi optimizēt režīmus, diagnosticēt tehnisko stāvokli, analizēt ekonomiskos rādītājus, arhivēt un uzglabāt datus. Vajadzības gadījumā šī informācija tiek nodota vispārējai uzņēmuma vadības sistēmai (MRP / ERP) vai norēķinam.

Katlu iekārtu automatizācija

Mūsdienu tirgu plaši pārstāv gan atsevišķas ierīces, gan ierīces, kā arī iekšzemes un importētās produkcijas automatizācijas komplekti tvaika un karstā ūdens katliem. Automatizācijas līdzekļi ietver:

• Vadības iekārtas aizdegšanai un liesmas klātbūtnei, aktivējot un vadot degvielas sadegšanu katla sadegšanas kamerā;
• Specializēti sensori (sprieguma mērītāji, temperatūra, spiediens, gāzes analizatori uc);
• Izpildmehānismi (solenoīda vārsti, releji, servodrives, frekvences pārveidotāji);
• Vadības paneļi katliem un katlu aprīkojumam (konsoles, jušanas mnemoniskās shēmas);
• Komutācijas skapji, sakaru līnijas un strāvas padeve.

Izvēloties tehniskos kontroles un uzraudzības līdzekļus, vislielākā uzmanība jāpievērš drošības automatizācijai, kas izslēdz avārijas un ārkārtas situāciju rašanos.

Apakšsistēmas un funkcijas

Jebkura katlu māju automatizācijas shēma ietver kontroles, regulēšanas un aizsardzības apakšsistēmas. Regulēšanu veic, saglabājot optimālo degšanas režīmu, nosakot izplūdi krāsnī, primārā gaisa plūsmu un dzesēšanas šķidruma parametrus (temperatūru, spiedienu, plūsmu). Uzraudzības apakšsistēma parāda faktiskos datus par iekārtas darbību cilvēka un mašīnas saskarnē. Aizsargierīces garantē ārkārtas situāciju novēršanu gadījumā, ja tiek pārkāpti normāli ekspluatācijas apstākļi, gaismas vai skaņas signāla padeve vai katla agregātu izslēgšana ar cēloņa fiksāciju (grafiskajā displejā, mnemoniskajā shēmā, vairoklī).

Sakaru protokoli

Katlu iekārtu automatizācija, pamatojoties uz mikrokontrolleru, samazina releju ķēdes un vadības līniju izmantošanu funkcionālajā shēmā . Lai sazinātos starp kontroles sistēmas augšējo un apakšējo līmeni, komandu pārvēršana izpildmehānismos tiek izmantota informācijas nodošanai starp sensoriem un kontrolieriem, rūpniecisku tīklu ar noteiktu saskarni un datu pārraides protokolu. Modbus un Profibus standarti tiek plaši izmantoti. Tie ir saderīgi ar lielāko daļu aprīkojuma, kas tiek izmantota, lai automatizētu siltumapgādes iekārtas. Tie atšķiras ar augstiem informācijas nodošanas uzticamības rādītājiem, vienkāršiem un saprotamiem darbības principiem.

Automatizācijas energotaupības un sociālās sekas

Katlu māju automatizācija pilnībā izslēdz nelaimes gadījumu iespējamību, iznīcinot kapitāla struktūras, apkalpojošā personāla nāvi. Automatizētā vadības sistēma spēj nodrošināt visu diennakti normālu darbību, samazinot cilvēka faktora ietekmi.

Ņemot vērā nepārtraukto degvielas resursu cenu pieaugumu, ne mazāk svarīga ir automatizācijas energotaupības ietekme. Dabasgāzes ietaupījumi, sasniedzot 25% apkures sezonā, nodrošina:

• Gāzes / gaisa optimāla "degvielas maisījuma" attiecība visos katlu telpas ekspluatācijas režīmos, korekcija attiecībā uz skābekļa līmeni sadegšanas produktos;
• Iespēja individuāli pielāgot ne tikai katlus, bet arī gāzes degļus;
• Noteikt ne tikai dzesēšanas šķidruma temperatūru un spiedienu katlu ieplūdē un izplūdē, bet arī ņemot vērā vides parametrus (no laika apstākļiem atkarīgas tehnoloģijas).

Turklāt automatizācija ļauj īstenot energoefektīvu sildīšanas algoritmu nedzīvojamajām telpām vai ēkām, kuras neizmanto brīvdienās un brīvdienās.