Avtomatizacija kotlovnic: opis, naprava in vezje

Za regulacijo in optimizacijo delovanja kotlovnih enot se je začelo uporabljati tudi v začetnih fazah avtomatizacije industrije in proizvodnje. Današnja stopnja razvoja te smeri omogoča znatno povečanje dobičkonosnosti in zanesljivosti kotlovske opreme, da se zagotovi varnost in intelektualizacija dela vzdrževalnega osebja.

Cilji in cilji

Sodobni sistemi avtomatizacije kotlov zagotavljajo nemoteno in učinkovito delovanje opreme brez neposrednega posredovanja operaterja. Funkcije osebe so omejene na spletno spremljanje delovanja in parametrov celotnega nabora naprav. Avtomatizacija kotlovnic rešuje naslednje naloge:

• Samodejni zagon in zaustavitev kotlovnih enot.
• Krmiljenje moči kotla (kaskadno krmiljenje) glede na vnaprej nastavljene začetne nastavitve.
• Nadzor krmilnih črpalk, nadzor nivoja hladilne tekočine v delovnih in potrošniških krogih.
• Izklop v sili in aktiviranje signalnih naprav, če delovne vrednosti sistema presegajo določene meje.

Avtomatizacijski objekt

Kotlovska oprema kot predmet regulacije je kompleksen dinamični sistem s številnimi medsebojno povezanimi vhodnimi in izhodnimi parametri. Avtomatizacija kotlov je zapletena zaradi dejstva, da so v parnih enotah zelo visoki tokovi tehnoloških procesov. Glavne regulirane vrednosti vključujejo:

• Pretok in tlak hladilne tekočine (voda ali pare);
• Izpust v peči;
• Raven v hranilnem hranilniku;
• V zadnjih letih se povečajo okoljske zahteve za kakovost mešanice goriva, ki se pripravlja in posledično na temperaturo in sestavo dimnih proizvodov.

Stopnje avtomatizacije

Stopnja avtomatizacije je določena pri načrtovanju kotlovnice ali pri remontu / zamenjavi opreme. Lahko leži v razponu od ročnega upravljanja v skladu s pričevnimi instrumenti do popolnoma avtomatskega nadzora v odvisnosti od vremenskih odvisnih algoritmov. Stopnjo avtomatizacije določa predvsem namen, zmogljivost in funkcionalnost delovanja aparata.

Sodobna avtomatizacija kotlovnice pomeni celovit pristop - podsistemi za spremljanje in regulacijo posameznih tehnoloških procesov združeni v enotno omrežje z upravljanjem funkcionalnih skupin.

Splošna struktura

Avtomatizacija kotlovnic je zgrajena na dvostopenjski kontrolni shemi. Nižja (poljska) raven vključuje lokalne naprave za avtomatizacijo, ki temeljijo na programabilnih mikrokontrolerjih, ki izvajajo tehnično zaščito in povezovanje, prilagajanje in spreminjanje parametrov primarnih pretvornikov fizičnih veličin. Tukaj je vključena tudi oprema, namenjena za preoblikovanje, kodiranje in prenos informacijskih podatkov.

Zgornji nivo je lahko predstavljen kot grafični terminal, vgrajen v nadzorno omarico ali avtomatizirano delovno postajo operaterja na osnovi osebnega računalnika. Tukaj so prikazane vse informacije iz spodnjih mikrokontrolerjev in senzorjev sistema ter vhodni operativni ukazi, nastavitve in nastavitve. Poleg odpiranja procesa se rešujejo tudi naloge optimiranja načinov, diagnosticiranja tehničnega stanja, analize ekonomskih kazalcev, arhiviranja in shranjevanja podatkov. Po potrebi se informacije prenesejo v splošni sistem vodenja podjetja (MRP / ERP) ali na poravnavo.

Avtomatizacija opreme kotla

Sodobni trg je v veliki meri zastopan z ločenimi napravami in napravami ter z avtomatizacijo domače in uvožene proizvodnje kotlov za paro in toplo vodo. Sredstva za avtomatizacijo vključujejo:

• Nadzorna oprema za vžig in prisotnost plamena, sproženje in nadzor zgorevanja goriva v zgorevalni komori kotla;
• Specializirani senzorji (merilniki napetosti, temperatura, tlak, analizatorji plinov itd.);
• Pogoni (elektromagnetni ventili, releji, servo pogoni, frekvenčni pretvorniki);
• Nadzorne plošče za kotle in kotlovsko opremo (konzole, senzorične mehiške sheme);
• Preklopne omare, komunikacijske linije in napajanje.

Pri izbiri tehničnih sredstev za nadzor in spremljanje je treba največ pozornosti nameniti avtomatizaciji varnosti, ki izključuje nastanek izrednih in izrednih razmer.

Podsistemi in funkcije

Vsaka shema avtomatizacije kotlov vključuje podsisteme za nadzor, regulacijo in zaščito. Regulacija se izvaja z vzdrževanjem optimalnega načina izgorevanja z nastavitvijo izpusta v peči, pretokom primarnega zraka in parametri hladila (temperatura, tlak, pretok). Nadzorni podsistem prikazuje dejanske podatke o delovanju opreme na vmesniku za človeško-strojno opremo. Zaščitne naprave zagotavljajo preprečevanje izrednih razmer v primeru kršenja normalnih delovnih pogojev, dobave svetlobnega ali zvočnega signala ali zaustavitve kotlovnih enot s pritrditvijo vzroka (na grafičnem zaslonu, mnemonskem diagramu, ščitu).

Komunikacijski protokoli

Avtomatizacija kotlov na podlagi mikrokontrolerjev zmanjšuje uporabo relejskih vezij in krmilnih vodov v funkcionalni shemi . Za komunikacijo med zgornjo in spodnjo stopnjo krmilnega sistema, prenos informacij med senzorji in krmilniki, industrijska mreža z določenim vmesnikom in protokolom za prenos podatkov se uporablja za prevajanje ukazov na aktuatorje. Standardi Modbus in Profibus se najpogosteje uporabljajo. Združljivi so z večino opreme, ki se uporablja za avtomatizacijo naprav za oskrbo s toploto. Odlikujejo jih visoki kazalniki zanesljivosti prenosa informacij, preprosta in razumljiva načela delovanja.

Energetski in socialni učinki avtomatizacije

Avtomatizacija kotlov v celoti izključuje možnost nesreč z uničenjem kapitalskih struktur, smrt storitvenih delavcev. Avtomatiziran nadzorni sistem omogoča normalno delovanje opreme 24 ur, kar zmanjšuje vpliv človeškega dejavnika.

Glede na nenehno povišanje cen gorivnih virov, energetski učinek avtomatizacije ni najmanj pomemben. Prihranki zemeljskega plina, ki segajo do 25% za ogrevalno sezono, zagotavljajo:

• Optimalno razmerje med "plinom in zrakom" v mešanici goriva v vseh načinih delovanja kotlovnice, korekcijo nivoja kisika v produktih zgorevanja;
• Možnost individualne prilagoditve ne samo kotlov, temveč tudi plinskih gorilnikov;
• Ne uredi samo temperature in tlaka hladilne tekočine na vstopu in izstopu kotlov, ampak tudi ob upoštevanju okoljskih parametrov (tehnologije, odvisne od vremena).

Poleg tega avtomatizacija omogoča izvajanje energetsko učinkovitega ogrevalnega algoritma za nestanovanjske prostore ali stavbe, ki se ne uporabljajo ob vikendih in praznikih.