Автоматизированная система диспетчерского контроля и управления (СДКУ) системами вентиляции и теплоснабжением

Введение.
При создании систем диспетчеризации возникает естественный вопрос: «На оборудовании, каких фирм реализовать данную систему? Какое программное обеспечение пульта оператора выбрать?». Можно конечно воспользоваться уже зарекомендовавшими себя в Европе известными брендами для автоматизации зданий со своими SCADA- системами на основе протоколов Lon Works или Вас Net.

Но как показывает практика, этот подход не всегда работает в условиях России по ряду причин: высокая цена, наличие у конкретного производителя автоматики только некоторых систем и нежелание заказчика отдавать весь объём инженерных систем в одни руки. Вот и получается, что чаще всего мы имеем здание с инженерными системами, имеющими локальную автоматику различных производителей ни как не взаимодействующих между собой. Для объединения этих подсистем с помощью программного обеспечения использовалось в качестве центра системы Интеллектуальное здание SCADA система TRACE MODE, связывающая различное оборудование и протоколы

Объём автоматизации.

Разработанный проект диспетчеризации систем теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования и освещения был выполнен на SCADA TRACE MODE профессиональная версия. Проектом предусмотрено диспетчеризация следующего оборудования:

• ИТП (горячее водоснабжение, отопление и ХВС);
• учёт потребления тепло ресурсов;
• освещение дежурное;
• система вентиляции;
• системы кондиционирования.

Основные функции системы.

Основные управляющие функции:

• Представление информации, о ходе технологического процесса контролируемого объекта на цветных экранах мониторов в реальном масштабе времени в графическом виде, с использованием мнемосхем и анимации;
• дистанционное управление, поддержание режимов работы технологического оборудования инженерных систем;
• управление инженерными системами в случае возникновения пожара;
• контроль и регистрация действий оператора;
• диагностирования подсистем второго и третьего уровней (контроллеров и датчиков);
• конфигурирование и настройки контроллеров, сети передачи данных, каналов измерений;
• автоматизированной подготовки установленных отчётных документов. Основные информационные функции:
• централизованный контроль и изменение технологических параметров;
• визуализация технологических процессов в виде экранных форм (мнемосхема);
• контроль состояния и режимов работы оборудования;
• ведение баз данных технологических параметров и состояния оборудования, действий диспетчера с возможностью вывода исторической информации, отчёта тревог;
• предупредительная звуковая (речевая) сигнализация состояния оборудования, нештатных ситуаций;
• администрирование пользователей по ограничению доступа по работе с системой.

АРМ оператора разработан на базе TRACE MODE 6 Док МРВ+ фирмы Adаstra Research Group, Ltd. Создан удобный операторский интерфейс в графическом редакторе Инструментальной среды разработки TRACE MODE 6. Рабочее место представляет собой ПК с ЖК — монитором.

Для каждой из подсистем СДКУ систем теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, имеется отдельный экран-мнемосхема. Кроме того, в проекте созданы экраны графиков, всплывающие экраны тревог и звуковая сигнализация аварийных и предупредительных ситуаций.

Общее описание и функции системы.
В качестве ПО верхнего уровня СДКУ используется SCADA система TRACE MODE. В состав СДКУ входят следующие составные части:

• первичные датчики, приборы учёта для сбора и передачи информации, ис­полнительные механизмы с электроприводами, коммутационные элементы для управления;
• шкафы управления, обеспечивающие обработку информации, управление и интерфейсную связь с диспетчерским пунктом;
• автоматизированная рабочая станция (АРС) диспетчерского управления на базе персонального компьютера для централизованного контроля и управления инженерными системами с установленным программным комплексом на базе SCADA- системы TRACE MODE.

Диспетчеризация горячего водоснабжения и отопления.
В ИТП обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

• состояние циркуляционных насосов;
• авария циркуляционных насосов;
• режим работы насосов;
• температура сетевой воды;
• давление сетевой воды;
• расход сетевой воды;
• расход подпиточной воды;
• температура сетевой воды на входе и выходе подогревателей;
• давление сетевой воды на входе и выходе подогревателей;
• температура в контуре ГВС;
• давление в системе ГВС;
• температура в контуре отопления;
• давление в контуре отопления;
• опрос счётчика тепло энергии.

Основным источником тепла, поступающего в ИТП, является городская теплосеть. На входе в ИТП находятся два преобразователя расхода, которые подключены к коммерческому счётчику тепла Вист. Обмен данными между теплосчетчиком и АРМ оператора производится по протоколу MODBUS RTU. На АРМ также выводится информация о состояниях насосов ГВС и ЦО посредством снятия с них унифицированных сигналов через ECL Comfort 301 — электронный регулятор температуры, который регулирует подачу теплоносителя через теплообменник в системы ГВС и ЦО. Обмен данными между электронным регулятором температуры и АРМ оператора производится по интерфейсу RS-485 по протоколу MODBUS RTU. На рисунке показана схема, которая является принципиальной, поэтому не может содержать всех элементов, необходимых для систем отопления.

Принципиальная схема системы ГВС
Так же на прямом и обратном трубопроводе установлены унифицированные датчики давления, которые заведены на модуль аналогового ввода МВА (производства фирмы ОВЕН). Далее по интерфейсу RS-485 по протоколу ОВЕН опрашивается контроллером ПЛК 100 (производства фирмы ОВЕН), и выводится на панель оператора в помещении ремонтного персонала. Обмен данными между АРМ оператора и контроллером осуществляется через ОРС-сервер СоdeSys по производственной сети Ethernet.

Диспетчеризация вентиляции.
Системы вентиляции предназначены для притока свежего воздуха и удале­ния вредных примесей, образующихся в закрытом помещении (углекислого газа, пыли и т.п.). Помимо этого, системы вентиляции осуществляют очистку, подогрев, охлаждение или увлажнение приточного воздуха.

Кадр мнемосхемы системы управления вентиляцией
Автоматика системы вентиляции осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков температуры. Зачастую подобные уст­ройства монтируются в помещениях и воздуховодах. В совокупности представ­ленные датчики позволяют отслеживать состояние, ресурс, а также аварийные режимы работы оборудования.

Система комплексной автоматизации и диспетчеризации вентиляции обеспечи­вает управление установкой по заданному алгоритму:

• с АРМ оператора инженерных систем;
• со щита локальной автоматики;
• по заданной временной программе установки.

Среди функций диспетчеризации вентиляции и кондиционирования следует отме­тить следующие:

• индикация параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;
• извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;
• оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуа­циях;
• запуск аварийной вентиляции при пожаре для удаления дыма (осуществляется в случае срабатывания пожарной сигнализации);
• поддержание параметров воздуха в соответствии санитарным нормам;
• защита установки от замораживания в холодный период года;
• регулирование температуры воздуха, проникающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;
• перевод систем как приточной, так и вытяжной вентиляции в режим энергосбе­режения в часы пониженных нагрузок;
• отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения вентиляционно-вытяжных установок.

В системе вентиляции обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

• состояние приточно-вытяжных вентсистем;
• состояние вытяжных вентиляторов;
• авария вентсистемы;
• засорение фильтра;
• заморозка системы;
• температура уличного воздуха;
• температура приточного воздуха на выходе системы приточной вентиляции;
• температура теплоносителя после калорифера;
• степень открытия регулировочного клапана;
• дистанционное управление вентиляторами с пульта оператора.

Контроллерный уровень выполнен на контроллере ТРМ 133 (производство фирмы ОВЕН). Связь между ТРМ 133 и SCADA системой TRACE MODEосуществляется через ОРС-сервер по RS-485.

Диспетчеризация системы освещения.
В системе освещения обеспечивается контроль следующих параметров:

• контроль освещения лестничных пролётов;
• контроль освещения по этажно;
• контроль за дежурном освещением;
• контроль освещения фасада.

Контроль за освещением может, осуществляется как с операторского места, так и в помещении дежурного электрика посредством панели оператора серии Delta DOP — АЕ (производство фирмы Delta).

Контроллерный уровень выполнен на контроллере ПЛК 154 и дискретного модуля вывода МВУ (производство фирмы ОВЕН). Связь между ПЛК 154 и МВУ осуществляется по RS-485, с панелью оператора по RS-232 интерфейсу. Связь между ПЛК 154 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер СоDeSys по производственной сети Ethernet.

Источники:

http://plc24.ru/sdku-sistemami-ventilyacii-i-teplosnabzheniemnachalo/

http://plc24.ru/sdku-sistemami-ventilyacii-i-teplosnabzheniem-prodolzhenie/