Αυτοματισμός εγκαταστάσεων λεβήτων: περιγραφή, συσκευή και διάγραμμα

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Για τη ρύθμιση και τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας των μονάδων λεβήτων, άρχισαν να χρησιμοποιούνται τεχνικά μέσα ακόμη και στα αρχικά στάδια αυτοματοποίησης της βιομηχανίας και της παραγωγής. Το τρέχον επίπεδο ανάπτυξης σε αυτόν τον τομέα μπορεί να αυξήσει σημαντικά την κερδοφορία και την αξιοπιστία του εξοπλισμού του λέβητα, να εξασφαλίσει την ασφάλεια και την πνευματική ανάπτυξη της εργασίας του προσωπικού συντήρησης.

Στόχοι και στόχοι

Τα σύγχρονα συστήματα αυτοματισμού λεβητοστασίου μπορούν να εγγυηθούν την απρόσκοπτη και αποτελεσματική λειτουργία του εξοπλισμού χωρίς άμεση παρέμβαση του χειριστή. Οι ανθρώπινες λειτουργίες περιορίζονται στην ηλεκτρονική παρακολούθηση της απόδοσης και των παραμέτρων ολόκληρου του συγκροτήματος συσκευών. Ο αυτοματισμός λεβητοστασίων επιλύει τις ακόλουθες εργασίες:

• Αυτόματη εκκίνηση και διακοπή των λεβήτων.
• Ρύθμιση ισχύος λέβητα (διαδοχικός έλεγχος) σύμφωνα με τις δεδομένες κύριες ρυθμίσεις.
• Έλεγχος αντλιών τροφοδοσίας, έλεγχος επιπέδωνψυκτικό στα κυκλώματα εργασίας και καταναλωτή.
• Στάση έκτακτης ανάγκης και ενεργοποίηση συσκευών σηματοδότησης, σε περίπτωση που οι τιμές λειτουργίας του συστήματος υπερβούν τα καθορισμένα όρια.

Αντικείμενο αυτοματισμού

Ο εξοπλισμός λέβητα ως αντικείμενο ρύθμισης είναι ένα σύνθετο δυναμικό σύστημα με πολλές αλληλένδετες παραμέτρους εισόδου και εξόδου. Ο αυτοματισμός των λεβητοστασίων περιπλέκεται από το γεγονός ότι η ταχύτητα των τεχνολογικών διεργασιών στις μονάδες ατμού είναι πολύ υψηλή. Οι κύριες ρυθμιζόμενες τιμές περιλαμβάνουν:

• ρυθμός ροής και πίεση του ψυκτικού υγρού (νερό ή ατμός);
• απαλλαγή στον κλίβανο;
• στάθμη δεξαμενής τροφοδοσίας;
• Τα τελευταία χρόνια, έχουν επιβληθεί αυξημένες περιβαλλοντικές απαιτήσεις στην ποιότητα του παρασκευασμένου μείγματος καυσίμου και, ως εκ τούτου, στη θερμοκρασία και τη σύνθεση των προϊόντων καυσαερίων.

Επίπεδα αυτοματισμού

Ο βαθμός αυτοματισμού ορίζεται κατά το σχεδιασμό ενός λεβητοστασίου ή κατά την γενική επισκευή/αντικατάσταση εξοπλισμού. Μπορεί να κυμαίνεται από χειροκίνητο έλεγχο σύμφωνα με τις ενδείξεις των οργάνων έως πλήρως αυτόματο έλεγχο σύμφωνα με αλγόριθμους που εξαρτώνται από τις καιρικές συνθήκες. Το επίπεδο αυτοματισμού καθορίζεται κυρίως από τον σκοπό, τη χωρητικότητα και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του εξοπλισμού.

Ο σύγχρονος αυτοματισμός του λεβητοστασίου συνεπάγεται μια ολοκληρωμένη προσέγγιση - τα υποσυστήματα παρακολούθησης και ρύθμισης επιμέρους τεχνολογικών διαδικασιών συνδυάζονται σε ένα ενιαίο δίκτυο με λειτουργικόομαδικός έλεγχος.

Συνολική δομή

Ο αυτοματισμός των λεβητοστασίων βασίζεται σε ένα σύστημα ελέγχου δύο επιπέδων. Το κατώτερο επίπεδο (πεδίου) περιλαμβάνει συσκευές τοπικού αυτοματισμού που βασίζονται σε προγραμματιζόμενους μικροελεγκτές που εφαρμόζουν τεχνική προστασία και μπλοκάρισμα, ρύθμιση και αλλαγή παραμέτρων, πρωτεύοντες μετατροπείς φυσικών μεγεθών. Αυτό περιλαμβάνει επίσης εξοπλισμό που έχει σχεδιαστεί για τη μετατροπή, την κωδικοποίηση και τη μετάδοση δεδομένων πληροφοριών.

Το ανώτερο επίπεδο μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένα γραφικό τερματικό ενσωματωμένο στον πίνακα ελέγχου ή ως σταθμός εργασίας ενός χειριστή που βασίζεται σε έναν προσωπικό υπολογιστή. Εμφανίζει όλες τις πληροφορίες που προέρχονται από τους μικροελεγκτές και τους αισθητήρες χαμηλότερου επιπέδου του συστήματος και εισάγει εντολές λειτουργίας, ρυθμίσεις και ρυθμίσεις. Εκτός από την αποστολή διεργασιών, επιλύονται οι εργασίες βελτιστοποίησης τρόπων λειτουργίας, διάγνωσης της τεχνικής κατάστασης, ανάλυσης οικονομικών δεικτών, αρχειοθέτησης και αποθήκευσης δεδομένων. Εάν είναι απαραίτητο, οι πληροφορίες μεταφέρονται στο γενικό σύστημα διαχείρισης της επιχείρησης (MRP / ERP) ή στην τοποθεσία.

Αυτοματισμός εξοπλισμού λέβητα

Η σύγχρονη αγορά αντιπροσωπεύεται ευρέως τόσο από μεμονωμένα όργανα και συσκευές, όσο και από κιτ αυτοματισμού εγχώριας και ξένης κατασκευής για λέβητες ατμού και ζεστού νερού. Τα εργαλεία αυτοματισμού περιλαμβάνουν:

• εξοπλισμός ελέγχου ανάφλεξης και φλόγας, εκκίνηση καιέλεγχος της διαδικασίας καύσης καυσίμου στον θάλαμο καύσης της μονάδας λέβητα,
• εξειδικευμένοι αισθητήρες (μετρητές ρεύματος και πίεσης, αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης, αναλυτές αερίων κ.λπ.);
• ενεργοποιητές (σωληνοειδείς βαλβίδες, ρελέ, σερβοκινητήρες, μετατροπείς συχνότητας);
• πίνακες ελέγχου για λέβητες και γενικό εξοπλισμό λεβήτων (πίνακες, οθόνες αφής);
• ντουλάπια μεταγωγής, γραμμές επικοινωνίας και τροφοδοτικό.

Κατά την επιλογή τεχνικών μέσων ελέγχου και παρακολούθησης, πρέπει να δίνεται η μεγαλύτερη προσοχή στα αυτόματα συστήματα ασφαλείας, τα οποία αποκλείουν την εμφάνιση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης και έκτακτης ανάγκης.

Υποσυστήματα και λειτουργίες

Οποιοδήποτε σχέδιο αυτοματισμού λεβητοστασίου περιλαμβάνει υποσυστήματα ελέγχου, ρύθμισης και προστασίας. Η ρύθμιση πραγματοποιείται διατηρώντας τη βέλτιστη λειτουργία καύσης ρυθμίζοντας το κενό στον κλίβανο, τον ρυθμό ροής του πρωτεύοντος αέρα και τις παραμέτρους του ψυκτικού (θερμοκρασία, πίεση, ρυθμός ροής). Το υποσύστημα ελέγχου εξάγει τα πραγματικά δεδομένα για τη λειτουργία του εξοπλισμού στη διεπαφή ανθρώπου-μηχανής. Οι συσκευές προστασίας εγγυώνται την πρόληψη καταστάσεων έκτακτης ανάγκης σε περίπτωση παραβίασης των κανονικών συνθηκών λειτουργίας, την παροχή φωτός, ηχητικού σήματος ή την απενεργοποίηση των μονάδων του λέβητα με επιβεβαίωση της αιτίας (σε γραφική οθόνη, μνημονικό διάγραμμα, θωράκιση).

Πρωτόκολλα επικοινωνίας

Ο αυτοματισμός των εγκαταστάσεων λεβήτων με βάση μικροελεγκτές ελαχιστοποιεί τη χρήση σε λειτουργικέςδιάγραμμα ρελέ μεταγωγής και ελέγχου γραμμών ισχύος. Για τη σύνδεση του ανώτερου και του κατώτερου επιπέδου του αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου, για τη μεταφορά πληροφοριών μεταξύ αισθητήρων και ελεγκτών, για τη μετάφραση εντολών σε ενεργοποιητές, χρησιμοποιείται ένα βιομηχανικό δίκτυο με συγκεκριμένη διεπαφή και πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πρότυπα είναι τα Modbus και Profibus. Είναι συμβατά με το μεγαλύτερο μέρος του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για την αυτοματοποίηση των εγκαταστάσεων θέρμανσης. Διακρίνονται από υψηλά ποσοστά αξιοπιστίας μεταφοράς πληροφοριών, απλές και κατανοητές αρχές λειτουργίας.

Εξοικονόμηση ενέργειας και κοινωνικές επιπτώσεις του αυτοματισμού

Ο αυτοματισμός λεβητοστασίων εξαλείφει εντελώς την πιθανότητα ατυχημάτων με καταστροφή κτιρίων κεφαλαίου, θάνατο του προσωπικού εξυπηρέτησης. Το ACS είναι σε θέση να διασφαλίζει την κανονική λειτουργία του εξοπλισμού όλο το εικοσιτετράωρο, ελαχιστοποιώντας την επίδραση του ανθρώπινου παράγοντα.

Υπό το πρίσμα της συνεχούς αύξησης των τιμών των πόρων καυσίμων, το αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας του αυτοματισμού δεν είναι το λιγότερο σημαντικό. Η εξοικονόμηση φυσικού αερίου, που φτάνει έως και το 25% ανά περίοδο θέρμανσης, παρέχεται από:

• βέλτιστη αναλογία "αερίου/αέρα" στο μείγμα καυσίμου σε όλους τους τρόπους λειτουργίας του λεβητοστασίου, διόρθωση από το επίπεδο περιεκτικότητας σε οξυγόνο στα προϊόντα καύσης.
• η δυνατότητα προσαρμογής όχι μόνο των λεβήτων, αλλά και των καυστήρων αερίου;
• ρυθμίζοντας όχι μόνο τη θερμοκρασία και την πίεση του ψυκτικού στην είσοδο και την έξοδο των λεβήτων, αλλά και λαμβάνοντας υπόψη τις περιβαλλοντικές παραμέτρους(τεχνολογία αντιστάθμισης καιρού).

Επιπλέον, ο αυτοματισμός σάς επιτρέπει να εφαρμόσετε έναν ενεργειακά αποδοτικό αλγόριθμο για τη θέρμανση μη οικιστικών χώρων ή κτιρίων που δεν χρησιμοποιούνται τα Σαββατοκύριακα και τις αργίες.