Назначение комплекса "ПОИСК-ТЕПЛО"

Комплекс "ПОИСК-ТЕПЛО" предназначен для автоматического управления и дистанционного контроля центрального теплового пункта (ЦТП) городской тепловой сети.

Состав комплекса

Комплекс "ПОИСК-ТЕПЛО" состоит из следующих систем:

• телемеханики,
  
• охранной и пожарной сигнализации,
  
• измерения технологических параметров и КИП,
  
• аварийной сигнализации,
  
• управления насосами,
  
• управления задвижками,
  
• регулирования давления и температуры,
  
• питания
  

Система телемеханики

Система телемеханики реализована на основе комплекса КОМПАС ТМ1 и УКВ-радиостанции.

Система передает с контролируемого пункта в диспетчерский пункт до 128 телесигналов (состояние задвижек, насосов, охранно-пожарной сигнализации, аварийные сигналы) и до 32 телеизмерений (температура, давление, расход теплоносителя на различных участках трубопроводов, а также токи двигателей насосов, токи вводных устройств ЦТП). Обратно могут передаваться сигналы телеуправления задвижками и насосами. Число телеуправляемых агрегатов на одном объекте - до 32.

Верхний уровень системы телемеханики реализуется установленным в диспетчерском пункте персональным компьютером со специализированным программным обеспечением.

На рисунке представлена мнемосхема ЦТП, воспроизводимая на экране диспетчерского компьютера. Имеется возможность отображения мнемосхемы всей тепловой сети на фоне карты города (не только на экране компьютера, но и на диспетчерском щите, который также можно заказать в фирме ПОИСК).

Система охранной и пожарной сигнализации

Система охранной и пожарной сигнализации решена традиционно. В помещении аппаратной устанавливаются дымные пожарные извещатели, а также охранный извещатель объемного действия. Все двери ЦТП блокируются герконовыми извещателями.

Система измерения технологических параметров и КИП

На систему возложены функции первичного измерения, индикации, приведения измеренных величин к виду унифицированных сигналов, а также функции формирования сигналов выхода параметра за уставку.

В каналах измерения используются микропроцессорные измерители-регуляторы ТРМ0, ТРМ1, УКТ38 фирмы ОВЕН в комбинации с различными датчиками и первичными преобразователями: ТСМ - температуры, МИДА-ДИ - давления, САПФИР - перепада давления, ВЭПС - расхода, Омь-2 - тока. Приборы фирмы ОВЕН обеспечивают цифровую индикацию измеренных величин, формирование унифицированного сигнала 4-20 мА, формирование дискретного сигнала о выходе измеряемой величины за уставку.

Наряду с электронными измерителями используются и традиционные термометры и манометры.

Система аварийной и предупредительной сигнализации

Система аварийной и предупредительной сигнализации предназначена для оповещения персонала, проводящего на ЦТП отладочные или ремонтно-профилактические работы, о состоянии оборудования и о выходе контролируемых параметров за уставки.

В системе используются светодиодные индикаторные лампы диаметром 22 мм с рабочим напряжением 24 В и 220 В красного цвета (аварийные сигналы) и желтого цвета (предупредительные).

Источниками аварийных сигналов являются система автоматики (аварии насосов и задвижек) и приборы системы измерения (выход параметров за уставки).

Модуль аварии обеспечивает формирование интегрального сигнала АВАРИЯ ЦТП, включение сирены по сигналу АВАРИЯ ЦТП, сброс сирены по нажатию кнопки СБРОС, проверку свечения всех индикаторных ламп по нажатию кнопки ПРОВЕРКА. Особенностью модуля аварии является его способность к повторному запуску в условиях, когда первая неисправность еще не ликвидирована, но уже нажата квитирующая кнопка СБРОС. Появление на этом фоне еще одной неисправности снова повлечет за собой включение сирены.

В систему входят также реле контроля фаз на вводах ЦТП, и канал регистрации затопления на основе прибора САУ-М6 (фирма ОВЕН) с кондуктометрическим датчиком. Сигналы с этих приборов поступают в системы телемеханики и автоматики.

Система управления насосами

Задача управления всеми группами насосов (отопительные, циркуляционные, ГВС, ХВС) возложена на IBM PC совместимый программируемый контроллер. В функции системы управления насосами входит:

• автоматическое включение резервных насосов в случае отказа основных,
  
• автоматическое подключение дополнительных насосов в ситуации, когда не хватает производительности основных,
  
• автоматическое переключение работающего насоса с преобразователя частоты на обычный привод (на основе пускателя) в случае отказа преобразователя,
  
• выдача аварийных сигналов и сигналов состояния магнитных пускателей, частотных преобразователей, двигателей в системы аварийной сигнализации и телемеханики,
  
• исполнение команд на включение или отключение насосов, поступающих от системы телемеханики,
  
• автоматическое отключение двигателей насосов при затоплении ЦТП,
  
• регулирование числа оборотов двигателей насосов с помощью преобразователей частоты (ПЧ) с целью поддержания давления на заданном уровне.
  

Назначение насосов - основной, дополнительный, резервный - осуществляется вручную, с помощью переключателей.

Решение по включению резервного насоса взамен основного принимается на основе анализа состояния магнитных пускателей, а также уровня давления, развиваемого в выходном патрубке насоса.

Команду на включение дополнительного насоса выдает сам ПЧ, когда в процессе управления основным насосом он уже достиг частоты 50 Гц, а требуется еще более увеличить производительность. Двигатель дополнительного насоса включается в сеть, минуя ПЧ, а на долю основного насоса достается восполнять разницу между требуемой производительностью и производительностью дополнительного насоса.

В случае отказа ПЧ основной насос запускается через резервный привод в обход преобразователя.

Все необходимые переключения в силовых цепях каждого из двигателей насосов осуществляются с помощью силового коммутатора, реализованного на основе реверсивного магнитного пускателя, одна секция которого подключает двигатель к выходу преобразователя частоты, а другая - непосредственно к сети.

Каждый двигатель насоса оборудован индивидуальным устройством защиты УЗОТЭ-2У фирмы ОВЕН, выходной сигнал которого воздействует непосредственно на силовой коммутатор. Также на уровне силового коммутатора производится отработка сигнала затопления, появление которого немедленно блокирует работу всех насосов.

Помимо сигналов, поступивших из привода, от измерителей-регуляторов давления, от переключателей режимов работы, к контроллеру подводятся сигналы телеуправления из системы телемеханики.

Заданное давление поддерживается определенной частотой вращения электродвигателя насоса. ПЧ, получая сигнал от установленного на трубопроводе датчика давления и сравнивая этот сигнал с уставкой, вырабатывает трехфазное напряжение такой частоты (в диапазоне от 0 до 50 Гц), какая требуется в настоящий момент времени для поддержания давления на заданном уровне. Регулирование может осуществляться как встроенным в ПЧ ПИ-регулятором (в ряде модификаций), так и внешним - прибором ТРМ12 фирмы ОВЕН, импульсные сигналы с выходов которого подаются на дискретные входы ПЧ, запрограммированные на прием команд "ускорить" и "замедлить". Связь преобразователей частоты с контроллером автоматики осуществляется по интерфейсу RS-485. По этому каналу контроллер получает информацию о состоянии ПЧ (включен, отключен, исправен, неисправен). Кроме того, контроллер может разрешать или запрещать работу ПЧ подачей дискретного сигнала РАЗРЕШЕНИЕ ПЧ.

Регулирование давления посредством ПЧ дает значительную экономию электрической энергии.

Выходы контроллера воздействуют на силовые коммутаторы, на лампы аварийной сигнализации, а также на входы контроллера телемеханики (сигналы состояния системы автоматики).

В системе предусмотрен ручной режим включения каждого насоса индивидуально. В этом случае команды контроллеров автоматики и телемеханики игнорируются.

Используются ПЧ фирмы SEW-EURODRIVE (Германия). кулачковые переключатели фирмы APATOR (Польша) и кнопки фирмы TELEMECANIQUE (Франция).

Система управления задвижками

Система управления задвижками обеспечивает

• ручное управление задвижками (от кнопок),
  
• автоматическое закрытие задвижек при затоплении ЦТП,
  
• телеуправление задвижками.
  

Особенностью системы является отсутствие в электроприводах задвижек концевых выключателей, известных своей ненадежностью и необходимостью точной настройки. Их роль выполняет прибор ПКП1 фирмы ОВЕН. Действие прибора основано на непрерывном контроле тока, потребляемого двигателем задвижки, а также на оценке времени перемещения задвижки из одного положения в другое. Прибор осуществляет закрытие (и открытие) задвижки с гарантированным "дожимом", защиту двигателя при заклинивании привода, регистрацию проскальзывания вала двигателя, индикацию состояния задвижки.

Система регулирования давления и температуры

Исполнительным механизмом каждого регулятора является клапан запорно-регулирующий с электроприводом; управляет клапаном прибор ТРМ12 фирмы ОВЕН, выдающий в соответствии с законом ПИД-регулирования импульсы на открытие или закрытие клапана.

В качестве датчиков в контуре регулирования используются

• МИДА-ДИ (давление), который, в зависимости от решаемой задачи, монтируется на трубопроводе до или после клапана,
  
• САПФИР-22М (перепад давления),
  
• ТСМ (температура).
  

В ЦТП "открытого" типа регулирование температуры ГВС осуществляется с помощью трехходового регулирующего клапана, смешивающего горячий и отработанный теплоноситель.

Система питания

Как правило, ЦТП имеет два независимых ввода от сети 0,4 кВ и АВР, с выхода которого запитано все электрооборудование объекта, в том числе и аппаратура комплекса ПОИСК-ТЕПЛО.

На случай прекращения электроснабжения по обоим вводам в составе комплекса предусмотрен источник бесперебойного питания SMART-UPS мощностью 1400 ВА.

Реализованные проекты

Комплексом ПОИСК-ТЕПЛО оснащаются все вновь строящиеся и реконструируемые ЦТП г. Ульяновска. К настоящему времени оборудовано 12 ЦТП.