אוטומציה לעבודה והגנה על דודי חימום קיטור

בעיות כלליות של אוטומציה של הדוד

אחת הבעיות הדוחקות ביותר של הציוויליזציה המודרנית, ויחד עם זאת אחת העתיקות ביותר, שקיבלו פתרונות מעשיים, היא בעיית האוטומציה. הקשתות והמלכודות של ציידים קדומים הם דוגמאות למכשירים אוטומטיים שיורים כשצריך.
כל מיני הפגנות במקדשים מצריים קדומים נוצרו ללא השתתפות אנושית, אלא רק כאשר נוצר המצב המתאים. הכניסה המסיבית של אוטומציה לחיי היומיום המודרניים של אנשים רק מאשרת את הרלוונטיות של בעיה זו בתקופתנו. הדבר בולט במיוחד בפעילות ייצור אנושית. הצמיחה המתמשכת של קיבולת היחידות, העלייה בפריון שלהן דורשת קבלת החלטות מהירה ונכונה יותר.

מספר ההחלטות הללו ליחידת זמן גדל כל הזמן, האחריות לתקינותן הולכת וגדלה. היכולות הפסיכופיזיולוגיות של האדם כבר לא מאפשרות לו להתמודד עם עיבוד הזרימה המוגברת של המידע.

טכנולוגיית המחשבים העדכנית ביותר ושיטות יעילות של תורת הבקרה נחלצות. יותר ויותר תהליכים הנדסיים טכנולוגיים וחום מחייבים עלייה במהירות האמצעים הטכניים של אוטומציה. במקביל, עלות הכישלון הולכת וגדלה והדרישות לאמינות ושרידות הציוד הולכות וגדלות. ההתקדמות בתחום כלי האוטומציה קשורה קשר הדוק לשינויים בבסיס האלמנטים של טכנולוגיית המחשב. עכשיו כמעט כל המכשירים בנויים על בסיס מעבדים.

זה מאפשר עיבוד אלגוריתמים מורכבים יותר, הגדלת הדיוק במדידת פרמטרים טכנולוגיים וטעינה של מכשירים בודדים עם פונקציות שבעבר לא היו טבועות בהם. והכי חשוב, להחליף מידע זה עם זה, לעבוד כמערכת בקרה מאוחדת.

מהו דוד קיטור?

דוד קיטור הוא יחידה להפקת קיטור. במקרה זה, המכשיר יכול לתת 2 סוגים של קיטור: רווי ומחומם-על. לאדים רוויים טמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס ולחץ של 100 kPa. קיטור מחומם-על מאופיין בטמפרטורה גבוהה (עד 500 מעלות צלזיוס) ולחץ גבוה (יותר מ -26 מגה-פיקסל).

פתק: קיטור רווי משמש לחימום בתים פרטיים, ואילו קיטור מחומם-על משמש בתעשייה ובאנרגיה. זה מעביר חום טוב יותר, ולכן השימוש באדים מחוממים מעלה מגביר את יעילות ההתקנה.

היכן משתמשים בדודי קיטור:

1. במערכת החימום קיטור הוא נושא אנרגיה.
2. בהנדסת חשמל משתמשים במנועי קיטור תעשייתיים (מחוללי קיטור) לייצור חשמל.
3. בתעשייה ניתן להשתמש בקיטור מחומם-על כדי להמיר אותו לתנועה מכנית ולהניע כלי רכב.

כלי אוטומציה לחדרי דוודים

ציוד אוטומציה:

• חיישני פרמטרים בתהליך;
• מפעילים המניעים גופים מווסתים באמצעות פקודות בכיוון הנכון;
• ציוד בקרה המעבד מידע מחיישנים בהתאם לאלגוריתמים ולתוכניות המוטמעים בו ומפיק פקודות למפעילים;
• מכשירים לבחירת מצבי בקרה ולשליטה מרחוק במפעילים;
• אמצעים להצגה והצגת מידע בפני אנשי התפעול;
• מכשירים לתיעוד וארכיון של מידע טכנולוגי;
• אמצעים להצגה מידע קולקטיבית.

כל הטכנולוגיה הזו עברה שינויים מהפכניים במחצית השנייה של המאה שעברה, לא מעט בזכות הישגי המדע הסובייטי. כך, למשל, מכשירי מד, אשר נמצאים בשימוש נרחב למדידת לחץ, זרימה, מהירות ורמת נוזלים וגזים, כמו גם למדידת כוח ומסה, שינו את העיקרון הפיזי של היסוד הרגיש.

במקום קרום שמתכופף תחת פעולת כוח ומניע את המוט של מתמר אלקטרומכני, הם החלו להשתמש בשיטת מד המתח. המהות שלה היא שחומרים מסוימים משנים את הפרמטרים החשמליים שלהם תחת פעולה מכנית. מעגל מדידה רגיש לוכד שינויים אלה, ומכשיר מחשוב המובנה במכשיר מתרגם אותם לערך של פרמטר טכנולוגי.

המכשירים נעשו קומפקטיים יותר, אמינים יותר, מדויקים יותר. ומתקדמים יותר טכנולוגית בייצור. מפעילים מודרניים מקבלים לא רק את פקודות ההפעלה וההדלקה, כפי שהיה במשך שנים רבות. הם יכולים לקבל פקודות בקוד דיגיטלי, לפענח אותן באופן עצמאי, לבצע ולדווח על מעשיהם ומצבם. טכנולוגיית הבקרה עברה מווסתים למנורות ומעגלי מגע ממסר לבקרי ויסות, לוגיקה והדגמה מבוססי-מעבד.

הבדיקות של הבקר המווסת מבוסס המעבד הסובייטי הראשון שפותח על ידי NIITeplopribor נערכו בינואר 1980 ב- TPP החינוכי של המכון להנדסת חשמל במוסקבה. ה- CHPP פועל כחלק מ- Mosenergo. על פי ההברות הראשונות של שלוש מילות השם, המוצר נקרא "רמיקונט". כעבור חמש שנים נערכו בדיקות תעשייתיות רחבות היקף יותר של Remikonts בשלושה מתקני תעשייה חזקים. ומאותו רגע, רק בקרי מיקרו-מעבדים הוכנסו ל- APCS חדש ברחבי הארץ ובפרויקטים זרים.

בחו"ל, השימוש בבקרים כאלה במערכות אוטומציה של אובייקטים שונים החל קצת קודם. בקר מיקרו-מעבד הוא מכשיר מחשוב שתוכנן במיוחד לשליטה על אובייקט טכנולוגי וממוקם בסביבתו הקרובה.

הבקר מורכב מהבלוקים והמכשירים הבאים:

• ספק כוח;
• מַחשְׁבוֹן;
• יחידת קלט לאותות אנלוגיים בעלי דירוגים שונים עם בידוד גלווני;
• מכשיר קלט לאותות בדידים פעילים (בצורת מתח) ופסיביים (בצורה של מגע יבש);
• יחידת פלט לאותות אנלוגיים בעלי דירוגים שונים עם בידוד גלווני;
• מכשיר פלט לאותות בדידים פעילים ופסיביים;
• התקן ממשק לחיבור הבקר לשדה מידע המערכת.

פרוטוקולי תקשורת

אוטומציה של מפעלי דוודים המבוססים על מיקרו-בקרים ממזערת את השימוש במיתוג ממסר ובקווי חשמל במעגל הפונקציונלי. רשת תעשייתית עם ממשק ספציפי ופרוטוקול העברת נתונים משמשת לתקשורת המפלסים העליונים והתחתונים של ה- ACS, העברת מידע בין חיישנים לבקרים, והעברת פקודות למכשירים מבצעת. התקנים הנפוצים ביותר הם Modbus ו- Profibus. הם תואמים את עיקר הציוד המשמש לאוטומציה של מתקני אספקת חום. הם נבדלים על ידי אינדיקטורים גבוהים לאמינות העברת המידע, עקרונות פעולה פשוטים ומובנים.

תחנות תרמיות אוטומטיות

בשנת 1992 החליט הארגון המנהל את תחום האנרגיה העירוני במוסקבה - MOSTEPLOENERGO - להציג APCS מודרני באחד הבניינים החדשים שלו. נבחרה תחנת החימום האזורית RTS "PENYAGINO". השלב הראשון של התחנה נבנה כחלק מארבעה דוודים מסוג KVGM-100.בשלב זה, פיתוח הרמיקונטס הוביל להופעת מתחם התוכנה והחומרה PTK KVINT. בנוסף לרמיקונקטים עצמם, כלל המתחם עמדת מפעיל המבוססת על מחשב אישי עם תוכנה מלאה, חבילת תוכנה למחשב מערכת CAD בעזרת תכנון.

פונקציות ה- APCS של התחנה התרמית המחוזית:

• הפעלה אוטומטית לחלוטין של הדוד ממצב קר לפני כניסה למצב ההפעלה על ידי לחיצה על כפתור "START" במסך הצג;
• שמירה על טמפרטורת מי השקע בהתאם לתזמון הטמפרטורה;
• בקרה על צריכת מי הזנה תוך התחשבות באיפור;
• הגנה טכנולוגית עם הפסקת דלק;
• שליטה בכל הפרמטרים של הנדסת חום והצגתם בפני המפעיל על גבי מסך המחשב האישי;
• ניטור מצב היחידות והמנגנונים - "ON" או "OFF";
• שליטה מרחוק על מפעילים ממסך הצג ובחירת מצבי בקרה - ידני, מרחוק או אוטומטי;
• יידוע המפעיל על אי סדרים בהפעלת בקרים;
• תקשורת עם משגר האזור דרך ערוץ המידע הדיגיטלי.

החלק הטכני של המערכת סודר בארבעה ארונות - אחד לכל דוד. בכל ארון יש ארבעה בקרי מסגרת מודולריים.

המשימות בין הבקרים מחולקות באופן הבא:

בקר מס '1 ביצע את כל הפעולות להפעלת הדוד. בהתאם לאלגוריתם ההפעלה המוצע על ידי טפלואנרגורמונט:

• הבקר מפעיל את מתקן העשן ומאוורר את תיבת האש והארובות;
• מפעיל את מאוורר אספקת האוויר;
• כולל משאבות לאספקת מים;
• מחבר גז להצתה של כל מבער;
• באמצעות בקרת להבה פותח את הגז הראשי למבערים.

בקר מס '2 נעשה בגרסה כפולה. אם במהלך הפעלת הדוד, תקלה טכנית אינה נוראית, מכיוון שתוכל לעצור את התוכנית ולהתחיל מחדש, אז הבקר השני שומר על המצב הראשי במשך זמן רב.

יש לו אחריות מיוחדת בעונה הקרה. במהלך אבחון אוטומטי של מצב לא תקין בחדר הדוודים, מתבצעת החלפה אוטומטית ללא גבשושיות מהבקר הראשי למילואים. הגנות טכנולוגיות מאורגנות על אותו בקר. בקר מס '3 מיועד לפונקציות פחות קריטיות. אם זה נכשל, אתה יכול להתקשר למתקן ולחכות זמן מה. דגם הדוד מתוכנת על אותו בקר.

בעזרתו, מתבצעת בדיקה לפני ביצוע התוכנית של כל תוכנית הבקרה. הוא משמש גם להכשרת אנשי מבצע. העבודה על יצירת ראש ה- ACS של מוסקבה RTS PENYAGINO, KOSINO-ZHULEBINO, BUTOVO, ZELENOGRAD בוצעה על ידי צוות של MOSPROMPROEKT (עבודות תכנון), TEPLOENERGOREMONT (אלגוריתמי בקרה), NIITeplopribor (מיקרו מעבד חלק מרכזי של המערכת) .

תת מערכות ופונקציות

כל תכנית אוטומציה של חדר הדודים כוללת מערכות בקרה, ויסות והגנה. הוויסות מתבצע על ידי שמירה על מצב הבעירה האופטימלי על ידי הגדרת הוואקום בתנור, קצב זרימת האוויר הראשוני והפרמטרים של נוזל הקירור (טמפרטורה, לחץ, קצב זרימה). תת-מערכת הבקרה מוציאה נתונים ממשיים על תפעול הציוד לממשק האדם-מכונה. אמצעי הגנה מבטיחים מניעת מצבי חירום במקרה של הפרה של תנאי הפעלה רגילים, אספקת אור, אות קול או כיבוי של יחידות הדוד עם קיבוע הסיבה (בתצוגה גרפית, תרשים מנמוני, לוח) .

4.1. עקרונות בסיסיים של אוטומציה של הדודים

הפעלה מהימנה, חסכונית ובטוחה של בית דוודים עם מספר מינימלי של אנשי תחזוקה יכולה להתבצע רק בנוכחות בקרה תרמית, ויסות אוטומטי ובקרה על תהליכים טכנולוגיים, איתות והגנה על הציוד [8].

ההחלטות העיקריות על אוטומציה של בתי דוודים מתקבלות בתהליך פיתוח תוכניות אוטומציה (דיאגרמות פונקציונליות).תוכניות אוטומציה מפותחות בעקבות תכנון תוכניות הנדסת חום וקבלת החלטות לגבי בחירת הציוד הראשי והעזר של חדר הדודים, מיכוןו ותקשורת הנדסת חום. הציוד העיקרי כולל יחידת דוודים, אגזוזים ומאווררים, והציוד העזר כולל יחידת שאיבה וניקוי, מכון לטיפול במים כימיים, יחידת חימום, תחנת שאיבת מעבים, תחנת חלוקת גז, מזוט (פחם) מחסן ואספקת דלק.

היקף האוטומציה נלקח בהתאם ל- SNiP II-35-76 (סעיף 15 - "אוטומציה") ולדרישות יצרני ציוד מכני תרמי.

רמת האוטומציה של בתי הדודים תלויה בגורמים הטכניים העיקריים הבאים:

- סוג הדוד (קיטור, מים חמים, משולב - קיטור ומים);

- תכנון הדוד וציודו (תוף, זרימה ישירה, לחץ חתך מברזל יצוק וכו '), סוג הטיוטה וכו'; סוג הדלק (מוצק, נוזלי, גזי, משולב - נפט גז, מרוסס) וסוג המכשיר לשריפת דלק (TSU);

- אופי עומסי החום (תעשייתי, חימום, יחיד וכדומה);

- מספר הדודים בחדר הדודים.

בעת עריכת תכנית האוטומציה מסופקות תתי המערכות העיקריות של בקרה אוטומטית, הגנה טכנולוגית, שליטה מרחוק, בקרת הנדסת חום, חסימה ואיתות טכנולוגיים.

מטרות ויעדים

מערכות אוטומציה של דוודים מודרניים מסוגלות להבטיח הפעלת ציוד ללא בעיות ויעילות ללא התערבות ישירה של המפעיל. תפקודים אנושיים מצטמצמים למעקב מקוון אחר הבריאות והפרמטרים של מכלול המכשירים. אוטומציה של בית הדודים פותרת את המשימות הבאות:

• הפעלה והפסקה אוטומטית של דוודים.
• ויסות תפוקת הדוד (בקרת מפל) בהתאם להגדרות העיקריות שצוינו.
• בקרת משאבת מאיץ, בקרה על רמות נוזל הקירור במעגלי העבודה והצרכן.
• עצירת חירום והפעלת התקני איתות במקרה של ערכי הפעלת מערכת מחוץ לגבולות שנקבעו.