ПИК ПРОГРЕСС
разработка, производство, внедрение АСУТП

Блочные автоматизированные котельные на основе ПТК "Космотроника"

Блочная автоматизированная котельная

Блочная автоматизированная котельная

Котельная, работающая в условиях суровой сибирской зимы

Котельная, работающая в условиях суровой сибирской зимы

Все большей популярностью в настоящее время пользуются автоматизированные котельные, способные работать без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Особенно это актуально для компаний нефтегазового сектора, объекты нефтедобычи которых расположены в труднодоступных местах, и добраться до них бывает довольно непросто. Блочная (блочно-модульная) котельная представляет собой металлический блок-бокс с установленным внутри котельным и вспомогательным оборудованием. Блочные котельные легки в транспортировке и сборке, что порой бывает очень актуально.

Для управления котельной без присутствия персонала в автоматизированных котельных должна присутствовать общекотловая автоматика, т.е. АСУ ТП котельной, автоматически выполняющая:

  • переключение насосов (через заданное время) и управление режимами их работы;
  • поддержание давления во внутреннем и внешнем контуре;
  • поддержание температуры в помещении котельной;
  • поддержание температуры прямой сетевой воды в теплосети;
  • поддержание температуры во внутреннем контуре котлов;
  • поддержание уровня в подпиточном баке;
  • аварийное отключение оборудования по аварийным технологическим параметрам.

Технологическая сигнализация должна фиксировать все аварийные и предаварийные ситуации, и выдавать на экране автоматизированного раочего места оператора-технолога котельной (АРМ ОТ) соответствующее оповещение, а также звуковую сигнализацию.

АО "ПИК ПРОГРЕСС" имеет большой многолетний опыт внедрения блочных автоматизированных котельных, работающих в суровых климатических условиях без присутствия человека. Программно-технический комплекс (ПТК) "Космотроника" позволяет обеспечить управление всеми процессами и технологическим оборудованием по оригинальным алгоритмам.

Наша компания совместно с наработанными партнерами - проиводителями блочных котельных готова выполнить весь комплекс работ по внедрению блочных автоматизированных котельных: от разработки проекта до пуско-наладки и технического обслуживания.

ПТК "Космотроника" является полностью российской разработкой, что особенно актуально всвязи с общим трендом на импортозамещение. Оборудование адаптировано для применения в суровых условиях окружающей среды: от -40 до +60 ºС.

Оборудование АСУ ТП автоматизированной котельной

Структурно типичная система управления котельной включает в себя:

  • два рабочих контроллера «Космотроника» (основной и резервный), включенные по схеме полного резервирования функций;
  • пульт управления котельной – автоматизированное рабочее место оператора-технолога (АРМ ОТ), выполненное на базе компьютера с экраном, расположенным непосредственно в котельной;
  • контроллер технического учета «Космотроника» (учетный контроллер) для обработки данных, поступающих с приборов технического учета газа, тепла и электроэнергии;
  • контроллер станции управления частотными приводами;
  • схему управления резервированием (арбитр питания).

Все оборудование комплекса размещается в шкафу управления размерами 2200х800х600мм (СШМК.466535.001), имеющем гибкую иерархическую структуру, и строящемся по многоуровневому принципу в соответствии с требованиями автоматизируемых технологических процессов. Преимущество такой конструктивной схемы аппаратной части: малые габариты, малый вес, облегченный тепловой режим, меньшее количество соединительных кабелей. Все это приводит к повышению надежности работы оборудования.

Внешний вид шкафа управления

Внешний вид шкафа управления

Наполнение шкафа управления

Наполнение шкафа управления напольного исполнения

Шкаф управления в составе автоматизированной котельной

Шкаф управления в составе автоматизированной котельной

Для решения задачи полного резервирования в составе шкафа АСУТП имеется второй комплект оборудования. Также, имеется комплект для частотного регулирования сетевыми насосами. АСУ ТП строится таким образом, что отказ одного сменного элемента ПТК для дублированного контроллера или канала связи не приводит к необходимости снижения нагрузки, останову или отключению котла и оборудования котельной.

УСО-КО в пластиковом корпусе

Промышленный контроллер УСО-КО

Промышленный контроллер УСО-КО

"Сердцем" системы является промышленный контроллер УСО-КО, выполненный на базе промышленного модуля VDX-DIP-ISA с интегрированным 32-разрядным процессором, работающим на частоте 800 МГц.

Устройство выполняет функции управления, контроля, измерения и обработки информации, а также координирует действия всех узлов контроллера. Программное обеспечение дублированных контроллеров шкафа адаптировано под ОСРВ QNX версий 4.2.5 и 6.4.1.

Полнофункциональное ПО контроллера УСО-КО включает в себя:

  • системное программное обеспечение нижнего уровня "Космотроника";
  • набор драйверов для работы с внешними устройствами, в том числе счетчиками электроэнергии, теплоконтроллерами серии ИМ2300, счетчики расхода газа, пара, воды, нефти.
  • программный модуль веб-интерфейса;
  • программное обеспечение для конфигурирования контроллера.

Контроллер в режиме реального времени считывает аналоговую и дискретную информацию с датчиков. Учитывая температуру наружного воздуха, контроллер формирует задание на нагрев прямой сетевой воды. Реализуя это задание, контроллер управляет работой технологического оборудования в соответствии с технологическими циклами, блокировками, и обеспечивает реализацию технологических защит.

Контроллеры «поддерживают» различные варианты передачи информации на верхний уровень: по изменению значения сигнала, по превышению (принижению) одной из шести возможных границ контроля (две аварийные, две предаварийные и две технологические), периодическая передача через заданный интервал времени и по запросу.

Параметры оцифровки и условия передачи для каждого сигнала могут быть изменены командами с сервера ввода-вывода непосредственно в процессе работы комплекса.

Программное обеспечение контроллеров автоматизированной котельной решает следующие задачи:

  • получение значений аналоговых сигналов с аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с их последующей оцифровкой;
  • измерение состояния цифровых входов (телесигналов) и фильтрация дребезга контактов;
  • проверка входящих сигналов на достоверность;
  • сглаживание и фильтрация аналоговых значений;
  • автоматическое управление котельной по заложенным в контроллер условиям и специализированным алгоритмам;
  • выполнение функций телеуправления по команде оператора;
  • сбор информации (в том числе – профилей) с приборов с интеллектуальным интерфейсом (счетчики электроэнергии Alpha, EuroAlpha, Alpha+, ультразвуковые расходомеры-счетчики, теплоконтроллеры ИМ2300, и т.п.);
  • формирование дополнительных расчетных сигналов и признаков состояния объекта контроля и управления по заложенным алгоритмам;
  • формирование информационных пакетов, считанных со счетчиков коммерческого учета, для последующей передачи на верхний уровень системы.

Программный модуль веб-интерфейса позволяет непосредственно с контроллера, без установки дополнительного ПО, на экране браузера осуществить:

  • контроль доступа к контроллеру по веб-интерфейсу, администрирование ролей пользователей;
  • параметризацию контроллера;
  • выдачу текущих значений сигналов в виде таблиц;
  • отображение мнемосхемы объекта с отображением на ней событий и текущих значений основных сигналов.

УСО

Модули УСО обеспечивают приём и выдачу всей номенклатуры сигналов, используемых на современных технологических объектах. Они предназначены для электрофизической стыковки и обеспечения необходимой гальванической изоляции аппаратуры контроллеров от датчиков и исполнительных механизмов, а также в случае интеллектуальных УСО – для автоматического опроса датчиков, предварительной обработки и оцифровки сигналов.

Внутри шкафа управления контроллеры, УСО, а также измерительные приборы и средства сигнализации образуют совокупность локальных сетей, протокол физического уровня которых основан либо на стандарте RS-485, либо на стандарте Ethernet.

Устройство сопряжения с объектом интеллектуальное УСО-К32-16-2

УСО-К32-16-2
АРМ ОТ

Автоматизированное рабочее место оператора-технолога (АРМ ОТ)

С помощью программного средства "Автоматизированное рабочее место оператора-технолога" (АРМ ОТ) производится контроль параметров котельной, а также управление оборудованием и технологическими задачами.

Один экземпляр АРМ ОТ находится непосредственно в помещении котельной. Удаленный контроль и управление автоматизированной котельной осуществляется с удаленного автоматизированного рабочего места - АРМ диспетчера верхнего уровня, объединяющего несколько котельных.

Локальная сеть контроллеров связывается с вышестоящим уровнем автоматизации посредством сервера ввода-вывода (коммуникационного сервера). Связь осуществляется по сети TCP/IP (Ethernet, GPRS, 3G).

Сервер ввода-вывода

Сервер ввода-вывода является промежуточным звеном между контроллерами и следующими потребителями информации:

  • вышестоящим сервером ввода-вывода “Космотроника”;
  • автоматизированными рабочими местами (АРМ) диспетчеров верхнего уровня системы “Космотроника”;
  • смежными информационными системами (поддерживается обмен по протоколам TCP/IP, Modbus RTU, сервер ввода-вывода может выступать как ОРС-сервер);
  • различными базами данных и базирующимися на них системами автоматического формирования документов (MS Access, ORACLE, SQL Server);
  • системами коммерческого учета электроэнергии.

В сервер встроены сервисные функции, обеспечивающие администрирование системы “Космотроника”:

  • мониторинг работы каналов связи и ведения статистики связи с контроллерами, периодическая сверка информации между сервером и контроллерами, тестирование связи с контроллерами (автоматическое и по запросу);
  • фиксация сбоев в работе оборудования и других системных событий, перезагрузки контроллеров, коррекции времени контроллеров и счетчиков коммерческого учета;
  • дистанционная параметризация одного или группы параметров в процессе функционирования;
  • изменение шкал, значений границ контроля, значений уставок и т.п.

Помимо сбора технологической информации с контроллеров, на сервере ввода-вывода формируются расчётные параметры по заданным формулам.

Система автоматизированного проектирования

В состав поставки новейших версий АСУТП автоматизированных котельных входит технологическая система автоматизированного проектирования (САПР «Автограф») собственной разработки, позволяющая заказчику и технологическим организациям самостоятельно проектировать (мнемосхемы, базы данных, алгоритмы и прочее), модернизировать и отлаживать АСУ ТП котельной на уровне технологического языка.

В состав САПР входят встроенный графический редактор для создания экранных изображений и инструмент для проектирования описаний мнемосхем и алгоритмов управления.

Проектирование под конкретную АСУТП осуществляется на основе подготовленных описаний в форме связанных таблиц, формируемых в базе данных.

Прорисовка алгоритма в САПР

Специализированный модуль реализации веб-интерфейса "Вебмонитор"

Опционально на верхнем уровне системы может быть реализован аппаратно-програмный модуль "Вебмонитор". Он включает в себя сервер базы данных, веб-сервер, а также программное обеспечение для мониторинга объекта управления непосредственно на экране браузера. Модуль расширяет возможности веб-интерфейса контроллера, позволяя дополнительно строить графики и отчеты, основанные на накопленных ретроспективных данных.

Типовой состав шкафа АСУ ТП блочной водогрейной котельной

Обозначение Наименование Кол. Описание
СШМК.467449.029-03 Процессорный модуль 4 VDX-DIP(800МГц),256МB DDR2, 4МB Flash, 1-4ГБ mkSD, StRAM512K,1хRS232,3xRS485, 1xRS485/422, 3xWD, 2kOUT, 8kIN, LAN 10/100, 4xUSB 2.0, KB, Mouse, формат расширения PC104,OS QNX
Панельный компьютер №1 АРМ оператора (основной) 1 17”, Intel Atom 1,6GHz, 3xRS232,1xRJ45,5xUSB 2.0, IP65, OS Windows 7 Professional
Панельный компьютер №2 АРМ оператора (дублирующий) 1 8.9”,Intel Atom 1,6GHz, 2xRS232,1xRJ45,4xUSB 2.0, IP65, OS Windows 7 Starter
ASUS1008 Сетевой коммутатор 1 8 портов,100Мбит
СШМК.468151.127 Модуль УСО ТИ-32 3 32 аналоговых входа 0..20мА или 0..5В
СШМК.468153.038 Модуль УСО ТС-64 5 64 дискретных входов 0/24В
СШМК.468153.037 Модуль УСО ТУ-16 9 16 дискретных выходов 0/220В
СШМК.468151.128 Модуль УСО ЦАП-8 3 8 аналоговых выходов 0..5В или 0..10В
СШМК.468151.129 Модуль нормирующих усилителей 2 8 входов для термосопротивлений 100П
СШМК.436634.078 Блок питания 2 ~220В/24В,150Вт
СШМК.436634.079 Блок питания 2 24В/5В,25Вт
СШМК.436634.080 Блок питания 2 24В/5В,15Вт
СШМК.436634.081 Блок питания 2 24В/12В,15Вт
СШМК.436634.082 Блок питания 1 24В/24В,150Вт
СШМК.436634.065 Блок управления контроллерами 1 Автоматический ввод в работу резервного контроллера
СШМК.436634.029 Блок управления сервером 1 Автоматический запуск панельного компьютера
СШМК.436634.029 Блок терморегулирования 1 Управление вентилятором стойки
СШМК.468352.008 Модуль RS485-М 4 Преобразователь RS232/RS485(RS422)
Smart-UPS420 (APC) Источник бесперебойного питания 1  

Файлы для скачивания:

Буклет "Разработка, производство и внедрение АСУТП для котельных" (PDF, 780 кБ).