Автоматичні системи регулювання теплопостачання. Із застосуванням сучасного обладнання автоматизації Устаткування та системи автоматичного керування теплопостачанням

Компанія Siemens є визнаним світовим лідером у розробці систем для енергетики, у тому числі для систем тепло- та водопостачання. Саме цим займається один із Департаментів Siemens - Building Technologies – «Автоматизація та безпека будівель». Компанія пропонує повний спектр обладнання та алгоритмів для автоматизації котелень, теплових пунктів та насосних станцій.

1. Структура системи теплопостачання

Компанія Siemens пропонує комплексне рішення для створення єдиної системиуправління міськими системами тепло- та водопостачання. Комплексність підходу полягає в тому, що замовникам пропонується все, починаючи з виконання гідравлічних розрахунків систем тепло- та водопостачання та закінчуючи системами комунікації та диспетчеризації. Реалізацію такого підходу забезпечує накопичений досвід фахівців компанії, набутий у різних країнахсвіту в ході виконання різноманітних проектів у галузі систем теплопостачання великих міст Центральної та Східної Європи. У цій статті розглянуто структури систем теплопостачання, принципи та алгоритми управління, які були реалізовані під час виконання цих проектів.

Системи теплопостачання будуються переважно за 3-ступінчастою схемою, частинами якої є:

1. Джерела тепла різних типів, з'єднані між собою в єдину закільцьовану систему

2. Центральні теплові пункти (ЦТП), приєднані до магістральних теплових мереж із високою температурою теплоносія (130...150°С). У ЦТП температура плавно знижується до максимальної температури 110 °З, виходячи з потреб ІТП. У малих систем рівень центральних теплових пунктів може бути відсутнім.

3. Індивідуальні теплові пункти, які отримують теплову енергіювід ЦТП та забезпечують теплопостачання об'єкта.

Принциповою особливістю рішень Siemens є те, що вся система заснована на принципі 2-х трубної розводки, яка є найкращим техніко-економічним компромісом. Таке рішення дозволяє знизити втрати тепла та споживання електроенергії в порівнянні з широко поширеними в Росії 4-х трубною або 1-но трубною з відкритим водорозбір системами, інвестиції в модернізацію яких без зміни їх структури не ефективні. Витрати обслуговування таких систем постійно збільшуються. Тим часом саме економічний ефект є основним критерієм доцільності розвитку та технічного вдосконалення системи. Вочевидь, що з спорудженні нових систем слід приймати апробовані практично оптимальні рішення. Якщо йдеться про капітальний ремонт системи теплопостачання неоптимальної структури, економічно вигідно переходити до 2-х трубної системи з індивідуальними тепловими пунктами в кожному будинку.

Забезпечуючи споживачів теплом і гарячою водою, керуюча компанія несе постійні витрати, структура яких виглядає наступним чином:

Витрати вироблення тепла споживання;

втрати у джерелах тепла внаслідок недосконалості способів вироблення тепла;

втрати тепла у теплових магістралях;

р Витрати на електроенергію.

Кожна з цих складових може бути знижена за оптимального управління та застосування сучасних засобів автоматизації на кожному рівні.

2. Джерела тепла

Відомо, що для систем теплопостачання переважними є великі джерела комбінованого вироблення тепла та електроенергії або такі джерела, в яких тепло є вторинним продуктом, наприклад продуктом промислових процесів. На основі таких принципів виникла ідея центрального теплопостачання. Як резервні джерела тепла використовуються котельні, що працюють на різних видах палива, газові турбінита інше. Якщо газові котельні є основним джерелом тепла, вони повинні працювати з автоматичною оптимізацією процесу горіння. Тільки так можна отримати економію та знизити викиди порівняно з розподіленим виробленням тепла у кожному будинку.

3. Насосні станції

Тепло із джерел тепла передається до магістральних теплових мереж. Теплоносій перекачується мережевими насосами, які працюють безперервно. Тому підбору та способу експлуатації насосів має приділятися особлива увага. Режим роботи насоса залежить від режиму теплових пунктів. Зниження витрати на ЦТП спричиняє небажане збільшення напору насоса (насосів). Збільшення тиску негативно впливає на всі компоненти системи. У кращому разі збільшується лише гідравлічний шум. У будь-якому разі втрачається електрична енергія. У умовах безумовний економічний ефект забезпечується при частотному керуванні насосами. Використовуються різні алгоритми керування. У базовій схемі контролер підтримує постійний перепад тиску на насосі шляхом зміни частоти обертання. У зв'язку з тим, що зі зменшенням витрати теплоносія знижуються втрати тиску в трасах (квадратична залежність), можна також знизити задане значення (уставку) перепаду тиску. Таке управління насосами називається пропорційним та дозволяє додатково знизити витрати на роботу насоса. Більше ефективно керування насосами з корекцією завдання по “віддаленій точці”. І тут вимірюється перепад тиску кінцевих точках магістральних мереж. Поточні значенняперепаду тиску компенсують тиск на насосній станції.

4. Центральні теплові пункти (ЦТП)

У сучасних системах теплопостачання ЦТП відіграють важливу роль. Енергозберігаюча система теплопостачання повинна працювати із застосуванням індивідуальних теплових пунктів. Однак це не означає, що ЦТП закриватимуться: вони виконують функцію гідравлічного стабілізатора і одночасно поділяють систему теплопостачання на окремі підсистеми. З ЦТП у разі застосування ІТП виключаються системи центрального гарячого водопостачання. При цьому через ЦТП проходять лише дві труби, розділені теплообмінником, який відокремлює систему магістральних трас від системи ІТП. Таким чином, система ІТП може працювати з іншими температурами теплоносія, а також меншими динамічними тисками. Це гарантує стабільну роботу ІТП і водночас спричиняє скорочення інвестицій на ІТП. Температура подачі з ЦТП коригується відповідно до температурного графіка за температурою зовнішнього повітря з урахуванням літнього обмеження, яке залежить від потреби системи ГВП в ІТП. Йдеться про попереднє коригування параметрів теплоносія, що дає змогу знизити втрати тепла у вторинних трасах, а також збільшити термін служби компонентів теплової автоматики в ІТП.

5. Індивідуальні теплові пункти (ІТП)

Робота ІТП впливає економічність всієї системи теплопостачання. ІТП - стратегічно важлива частина системи теплопостачання. Перехід від 4-х трубної системи до сучасної 2-х трубної пов'язаний із певними труднощами. По-перше, це спричиняє необхідність інвестицій, по-друге, без наявності певного “ноу-хау” впровадження ІТП може навпаки збільшити поточні витрати керуючої компанії. Принцип роботи ІТП полягає в тому, що тепловий пункт знаходиться безпосередньо в будівлі, яка опалюється та для якої готується гаряча вода. При цьому до будівлі підключено лише 3 труби: 2 для теплоносія та 1 для холодного водопостачання. Таким чином, спрощується структура трубопроводів системи, і при плановому ремонті трас має місце економія на прокладці труб.

5.1. Управління контуром опалення

Контролер ІТП керує тепловою потужністю системи опалення, змінюючи температуру теплоносія. Уставка температури опалення визначається за температурою зовнішнього повітря та кривою опалення (погодовилежне управління). Крива опалення визначається з урахуванням інерційності будівлі.

5.2. Інерційність будівлі

Інерційність будівель значно впливає на результат погодозалежного управління опаленням. Сучасний контролер ІТП повинен враховувати цей фактор, що впливає. Інерційність будівлі визначається значенням постійного часу будівлі, що знаходиться в діапазоні від 10 годин у панельних будинків до 35 годин у цегляних будинків. Контролер ІТП визначає на підставі постійного часу будівлі так звану "комбіновану" температуру зовнішнього повітря, яка використовується як коригуючий сигнал в автоматичній системі регулювання температури води на опалення.

5.3. Сила вітру

Вітер істотно впливає на температуру приміщення особливо у висотних будинках, розташованих на відкритих територіях. Алгоритм корекції температури води на опалення, що враховує вплив вітру забезпечує до 10% економії теплової енергії.

5.4 Обмеження температури зворотної води

Усі описані вище види управління опосередковано впливають зниження температури зворотної води. Ця температура є основним показником економічної роботи системи теплопостачання. За різних режимів роботи ІТП температура зворотної води може бути знижена за допомогою функцій обмеження. Проте всі функції обмеження спричиняють відхилення від комфортних умов, та їх застосування повинно мати техніко-економічне обґрунтування. У незалежних схемах підключення контуру опалення при економічній роботі теплообмінника різниця температур зворотної води первинного контуру та контуру опалення не повинна перевищувати 5°С. Економічність забезпечується функцією динамічного обмеження температури зворотної води ( DRT – differential of return temperature ): при перевищенні заданого значення різниці температур зворотної води первинного контуру та контуру опалення контролер знижує витрату теплоносія у первинному контурі. При цьому знижується і пікове навантаження (рис. 1).

Стаття 18. Розподіл теплового навантаження та управління системами теплопостачання

1. Розподіл теплового навантаження споживачів теплової енергії в системі теплопостачання між , що поставляють теплову енергію в цій системі теплопостачання, здійснюється органом, уповноваженим відповідно до цього Федеральним закономна затвердження схеми теплопостачання шляхом внесення щороку змін до схеми теплопостачання.

2. Для розподілу теплового навантаження споживачів теплової енергії всі теплопостачальні організації, які мають джерелами теплової енергії в цій системі теплопостачання, зобов'язані подати до органу, уповноваженого відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання, заявку, що містить відомості:

1) про кількість теплової енергії, яку теплопостачальна організація зобов'язується постачати споживачам та теплопостачальним організаціям у даній системі теплопостачання;

2) про обсяг потужності джерел теплової енергії, яку теплопостачальна організація зобов'язується підтримувати;

3) про діючі тарифи у сфері теплопостачання та прогнозні питомі змінні витрати на виробництво теплової енергії, теплоносія та підтримання потужності.

3. У схемі теплопостачання повинні бути визначені умови, за наявності яких існує можливість постачання теплової енергії споживачам від різних джерел теплової енергії за збереження надійності теплопостачання. За наявності таких умов розподіл теплового навантаження між джерелами теплової енергії здійснюється на конкурсній основі відповідно до критерію мінімальних питомих змінних витратна виробництво теплової енергії джерелами теплової енергії, що визначаються у порядку, встановленому основами ціноутворення у сфері теплопостачання, затвердженими Урядом Російської Федерації, на підставі заявок організацій, які володіють джерелами теплової енергії, та нормативів, що враховуються при регулюванні тарифів у галузі теплопостачання на відповідний період регулювання.

4. Якщо теплопостачальна організація не згодна з розподілом теплового навантаження, здійсненим у схемі теплопостачання, вона має право оскаржити рішення про такий розподіл, прийняте органом, уповноваженим відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання, до уповноваженого Урядом Російської Федерації федерального органу виконавчої влади.

5. Теплопостачальні організації та тепломережні організації, що здійснюють свою діяльність в одній системі теплопостачання, щорічно до початку опалювального періоду зобов'язані укладати між собою угоду про управління системою теплопостачання відповідно до правил організації теплопостачання, затверджених Урядом Російської Федерації.

6. Предметом зазначеної у частині 5 цієї статті угоди є порядок взаємних дій щодо забезпечення функціонування системи теплопостачання відповідно до вимог цього Закону. Обов'язковими умовами зазначеної угоди є:

1) визначення сумісності диспетчерських служб теплопостачальних організацій та тепломережевих організацій, порядок їх взаємодії;

3) порядок забезпечення доступу сторін угоди або, за взаємною домовленістю сторін угоди, іншої організації до теплових мереж для здійснення налагодження теплових мереж та регулювання роботи системи теплопостачання;

4) порядок взаємодії теплопостачальних організацій та тепломережевих організацій у надзвичайних ситуаціях та аварійних ситуаціях.

7. У випадку, якщо теплопостачальні організації та тепломережні організації не уклали вказану в цій статті угоду, порядок управління системою теплопостачання визначається угодою, укладеною на попередній опалювальний період, а якщо така угода не укладалася раніше, зазначений порядок встановлюється органом, уповноваженим відповідно до цієї статті. Федеральним законом затвердження схеми теплопостачання.

Важливий комунальною послугоюу сучасних містах є теплопостачання. Система теплопостачання служить для задоволення потреб населення у послугах опалення житлових та громадських будівель, гарячого водопостачання (підігрів води) та вентиляції.

Сучасна система теплопостачання міст включає такі основні елементи: джерело тепла, теплові передавальні мережі та пристрої, а також обладнання та пристрої, що споживають тепло, - системи опалення, вентиляції та гарячого водопостачання.

Системи теплопостачання міст класифікуються за такими критеріями:

• - ступінь централізації;
• - рід теплоносія;
• - спосіб вироблення теплової енергії;
• - спосіб подачі води на гаряче водопостачання та опалення;
• - кількість трубопроводів теплових мереж;
• - спосіб забезпечення споживачів тепловою енергією та ін.

за ступеня централізаціїтеплопостачання розрізняють два основні види:

• 1) централізовані системи теплопостачання, які отримали розвиток у містах та районах з переважно багатоповерховою забудовою. Серед них можна виділити: високоорганізоване централізоване теплопостачання на базі комбінованого вироблення тепла та електроенергії на ТЕЦ - теплофікація та централізоване теплопостачання від районних опалювальних та промислово-опалювальних котелень;
• 2) децентралізоване теплопостачання від дрібних прибудинкових котельних установок (прибудованих, підвальних, дахових), індивідуальних опалювальних приладів тощо; при цьому відсутні теплові мережі та пов'язані з ними втрати теплової енергії.

за роду теплоносіярозрізняють парові та водяні системи теплопостачання. У парових системах теплопостачання як теплоносій виступає перегріта пара. Ці системи використовуються в основному для технологічних цілей у промисловості, електроенергетиці. Для потреб комунального теплопостачання населення внаслідок підвищеної небезпеки за її експлуатації вони мало використовуються.

У водяних системах теплопостачання теплоносієм є гаряча вода. Ці системи застосовуються в основному для постачання теплової енергії міських споживачів, для гарячого водопостачання та опалення, а в деяких випадках - і для технологічних процесів. У нашій країні водяні системи теплопостачання становлять понад половину всіх теплових мереж.

за способу вироблення теплової енергіїрозрізняють:

• - комбіноване вироблення тепла та електроенергії на теплоелектроцентралях. У цьому випадку тепло робочої тепловодяної пари використовується для отримання електроенергії при розширенні пари в турбінах, а потім тепло відпрацьованої пари, що залишилося, використовується для нагрівання води в теплообмінниках, які складають теплофікаційне обладнання ТЕЦ. Гаряча вода використовується для теплопостачання міських споживачів. Таким чином, на ТЕЦ тепло високого потенціалу використовується для вироблення електроенергії, а тепло низького потенціалу – для теплопостачання. У цьому полягає енергетичний сенс комбінованого вироблення тепла та електроенергії, що забезпечує суттєве зниження питомих витрат палива при отриманні теплової та електричної енергії;
• - роздільне вироблення теплової енергії, коли нагрівання води в котельних установках (теплових станціях) відокремлено від вироблення електричної енергії.

за способу подачі водина гаряче водопостачання водяні системи теплопостачання поділяються на відкриті та закриті. У відкритих водяних системах теплопостачання гаряча вода надходить до водорозбірних приладів місцевої системи гарячого водопостачання безпосередньо з теплових мереж. У закритих водяних системах теплопостачання воду з теплових мереж використовують тільки як середовище для нагрівання у водопідігрівачах - теплообмінниках (бойлерах) водопровідної води, яка надходить потім до місцевої системи гарячого водопостачання.

за кількості трубопроводіврозрізняють однотрубні, двотрубні та багатотрубні системи теплопостачання.

за способу забезпечення споживачівТепловою енергією розрізняються одноступінчасті та багатоступінчасті системи теплопостачання – залежно від схем приєднання абонентів (споживачів) до теплових мереж. Вузли приєднання споживачів тепла до теплових мереж називають абонентським введенням. На абонентському введенні кожної будівлі встановлюють підігрівачі гарячого водопостачання, елеватори, насоси, арматуру, контрольно-вимірювальні прилади для регулювання параметрів та витрати теплоносія з місцевих опалювальних та водорозбірних приладів. Тому часто абонентське введення називають місцевим тепловим пунктом (МТП). Якщо абонентське введення споруджується для окремого об'єкта, його називають індивідуальним тепловим пунктом (ИТП).

Під час організації одноступінчастих систем теплопостачання абоненти-споживачі тепла приєднуються безпосередньо до теплових мереж. Таке безпосереднє приєднання опалювальних приладів обмежує межі допустимого тиску в теплових мережах, оскільки високий тиск, необхідне транспорту теплоносія до кінцевим споживачам, небезпечне радіаторів опалення. Внаслідок цього одноступінчасті системи застосовують для теплопостачання обмеженої кількості споживачів від котелень з невеликою довжиною теплових мереж.

У багатоступінчастих системах між джерелом тепла та споживачами розміщують центральні теплові (ЦТП) або контрольно-розподільні пункти (КРП), у яких параметри теплоносія можуть змінюватись на вимогу місцевих споживачів. Обладнаються ЦТП та КРП насосними та водонагрівальними установками, регулювальною та запобіжною арматурою, контрольно-вимірювальними приладами, призначеними для забезпечення групи споживачів у кварталі або районі тепловою енергією необхідних параметрів. За допомогою насосних або водонагрівальних установок магістральні трубопроводи (перший ступінь) частково або повністю гідравлічно ізолюються від розподільних мереж (другий ступінь). З ЦТП або КРП теплоносій з допустимими або встановленими параметрами по загальним або окремим трубопроводам другого ступеня подається до МТП кожної будівлі для місцевих споживачів. При цьому в МТП виробляються лише елеваторне підмішування зворотної води з місцевих опалювальних установок, місцеве регулювання витрати води на гаряче водопостачання та врахування витрат тепла.

Організація повної гідравлічної ізоляції теплових мереж першого та другого ступенів є найважливішим заходом підвищення надійності теплопостачання та збільшення дальності транспорту тепла. Багатоступінчасті системи теплопостачання з ЦТП та КРП дозволяють у десятки разів зменшити кількість місцевих підігрівачів гарячого водопостачання, циркуляційних насосів та регуляторів температури, що встановлюються у МТП при одноступінчастій системі. У ЦТП можлива організація обробки місцевої водопровідної води для запобігання корозії систем гарячого водопостачання. Нарешті, при спорудженні ЦТП та КРП значною мірою скорочуються питомі експлуатаційні витрати та витрати на утримання персоналу для обслуговування обладнання у МТП.

Теплова енергія у вигляді гарячої води або пари транспортується від ТЕЦ або котельні до споживачів (до житлових будинків, громадським будинкамі промисловим підприємствам) по спеціальних трубопроводах – теплових мережах. Траса теплових мереж у містах та інших населених пунктах повинна передбачатися у відведених для інженерних мереж технічних смугах.

Сучасні теплові мережі міських систем є складними інженерними спорудами. Їхня довжина від джерела до споживачів становить десятки кілометрів, а діаметр магістралей досягає 1400 мм. До складу теплових мереж входять теплопроводи; компенсатори, що сприймають температурні подовження; відключаюче, регулювальне та запобіжне обладнання, що встановлюється у спеціальних камерах або павільйонах; насосні станції; районні теплові пункти (РТП) та теплові пункти (ТП).

Теплові мережі поділяються на магістральні, що прокладаються на основних напрямках населеного пункту, розподільні - всередині кварталу, мікрорайону - та відгалуження до окремих будівель та абонентів

Схеми теплових мереж застосовують, зазвичай, променеві. Щоб уникнути перерв у постачанні споживача, теплом передбачають з'єднання окремих магістральних мереж між собою, а також пристрій перемичок між відгалуженнями. У великих містах за наявності кількох великих джерел тепла споруджують складніші теплові мережі за кільцевою схемою.

Для забезпечення надійного функціонування таких систем необхідна їхня ієрархічна побудова, при якій всю систему розчленовують на ряд рівнів, кожен з яких має своє завдання, що зменшується за значенням від верхнього рівня до нижнього. Верхній ієрархічний рівень становлять джерела тепла, наступний рівень – магістральні теплові мережі з РТП, нижній – розподільні мережіз абонентськими введеннями споживачів. Джерела тепла подають у теплові мережі гарячу воду заданої температури та заданого тиску, забезпечують циркуляцію води в системі та підтримання в ній належного гідродинамічного та статичного тиску. Вони мають спеціальні водопідготовчі установки, де здійснюється хімічне очищеннята дезаерація води. По магістральних теплових мережах у вузли теплоспоживання транспортуються основні потоки теплоносія. У РТП теплоносій розподіляється по районах, у мережах районів підтримуються автономні гідравлічні та теплові режими. Організація ієрархічної побудови систем теплопостачання забезпечує їх керованість у процесі експлуатації.

Для управління гідравлічними та тепловими режимами системи теплопостачання її автоматизують, а кількість тепла, що подається, регулюють відповідно до норм споживання та вимог абонентів. Найбільше тепла витрачається на опалення будинків. Опалювальне навантаження змінюється із зміною зовнішньої температури. Для підтримки відповідності подачі тепла споживачам у ньому застосовують центральне регулювання джерелах тепла. Домогтися високої якостітеплопостачання, застосовуючи лише центральне регулювання, не вдається, тому на теплових пунктах та у споживачів застосовують додаткове автоматичне регулювання. Витрата води на гаряче водопостачання безперервно змінюється, і підтримки стійкого теплопостачання гідравлічний режим теплових мереж автоматично регулюють, а температуру гарячої води підтримують постійної і дорівнює 65 °З.

До основних системних проблем, що ускладнюють організацію ефективного механізму функціонування теплопостачання в сучасних містах, можна віднести такі:

• - значне фізичне та моральне зношування обладнання систем теплопостачання;
• - високий рівеньвтрат у теплових мережах;
• - масова відсутність у мешканців приладів обліку теплової енергії та регуляторів відпустки тепла;
• - підвищені оцінки теплових навантажень у споживачів;
• - недосконалість нормативно-правової та законодавчої бази.

Обладнання підприємств теплоенергетики і теплових мереж мають у середньому Росії високий ступінь зносу, що досягла 70%. Загалом опалювальних котелень переважають дрібні, малоефективні, процес їх реконструкції та ліквідації протікає дуже повільно. Приріст теплових потужностей щорічно відстає від зростаючих навантажень у 2 рази та більше. Через систематичні перебої у забезпеченні котельних паливом у багатьох містах щороку виникають серйозні труднощі у теплопостачанні житлових кварталів та будинків. Пуск систем опалення восени розтягується на кілька місяців, «недотопи» житлових приміщень зимовий періодстали нормою, а чи не винятком; темпи заміни обладнання знижуються, збільшується кількість устаткування, що у аварійному стані. Це зумовило останні роки різке зростання аварійності систем теплопостачання.

Рис. 6. Двопровідна лінія з двома коронуючими проводами за різних відстаней між ними

16 м; 3 – Ьп = 8 м; 4 - Ь,

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Єфімов Б.В. Грозові хвилі у повітряних лініях. Апатити: Вид-во КНЦ РАН, 2000. 134 с.

2. Костенко М.В., Кадомська К.П., Левіншгейн МЛ., Єфремов І.А. Перенапруги та захист від них

повітряних та кабельних електропередач високої напруги. Л.: Наука, 1988. 301 с.

A.M. Прохоренко

МЕТОДИ ПОБУДУВАННЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ РОЗПОДІЛЕНОГО УПРАВЛІННЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯМ МІСТА

Питанням впровадження ресурсозберігаючих технологій у сучасної Росіїприділяють значну увагу. Особливо гостро ці питання стоять у районах Крайньої Півночі. Як паливо для міських котелень використовується мазут, який доставляється залізничним транспортом з центральних регіонів Росії, що істотно підвищує вартість теплової енергії, що виробляється. Тривалість

опалювального сезону в умовах Заполяр'я на 2-2,5 місяці довше порівняно з центральними районами країни, що пов'язано з кліматичними умовами Крайньої Півночі. При цьому теплоенергетичні підприємства повинні виробляти необхідну кількість теплоти у вигляді пари, гарячої води за певних параметрів (тиск, температура) для забезпечення життєдіяльності всіх міських інфраструктур.

Зниження витрат на вироблення теплової енергії, що відпускається споживачам, можливе тільки за рахунок економічного спалювання палива, раціонального використанняелектроенергії для власних потреб підприємств, зведення втрат теплоти до мінімуму на ділянках транспортування (теплові мережі міста) та споживання (будівлі, підприємства міста), а також зниження чисельності обслуговуючого персоналу на ділянках виробництва.

Вирішення всіх цих завдань можливе лише за рахунок впровадження нових технологій, обладнання, технічних засобівуправління, що дозволяють забезпечити економічну ефективністьроботи теплоенергетичних підприємств, а також підвищити якість управління та експлуатації теплоенергетичних систем.

Постановка задачі

Одне з важливих завдань у галузі теплофікації міст – створення теплопостачальних систем із паралельною роботою кількох джерел тепла. Сучасні системицентралізованого теплопостачання міст склалися як дуже складні, просторово розподілені системи із замкнутою циркуляцією. Властивість саморегулювання у споживачів, як правило, відсутня, розподіл теплоносія проводиться попередньою установкою спеціально розрахованих (на один із режимів) постійних гідравлічних опорів [1]. У зв'язку з цим випадковий характер відбору теплової енергії споживачами пари та гарячої води призводить до складних у динамічному відношенні перехідних процесів у всіх елементах теплоенергетичної системи (ТЕС).

Оперативний контроль стану віддалених об'єктів та управління обладнанням, що знаходяться на контрольованих пунктах (КП), неможливі без розробки автоматизованої системи диспетчерського контролю та управління центральними тепловими пунктами та насосними станціями (АСДК та У ЦТП та НР) міста. Тому однією з актуальних проблем є управління потоками теплової енергії з урахуванням гідравлічних характеристик самих теплових мереж, так і споживачів енергії. Вона вимагає вирішення завдань, пов'язаних зі створенням теплопостачальних систем, де паралельно роз-

ботають кілька джерел тепла (теплових станцій - ТЗ)) на загальну теплову мережу міста та на загальний графік теплового навантаження. Такі системи дозволяють економити паливо при теплофікації, збільшувати рівень завантаження основного обладнання, здійснювати експлуатацію котлоагрегатів в режимах з оптимальними значеннями ККД.

Вирішення задач оптимального управління технологічними процесамиопалювальної котельні

Для вирішення завдань оптимального управління технологічними процесами опалювальної котельні "Північна" Державного обласного теплоенергетичного підприємства (ГОТЕП) "ТЕКОС" у рамках гранту Програми імпорту енергозберігаючих та природоохоронних обладнання та матеріалів (ПІЕПОМ) Російсько-Американського комітету було здійснено постачання обладнання (фінансування уряду США). Це обладнання та розроблене для нього програмне забезпеченнядозволили вирішити широке коло завдань реконструкції на базовому підприємстві ГОТЕП "ТЕКОС", а отримані результати – тиражувати на теплоенергетичні підприємства області.

Основою реконструкції систем управління котлоагрегатами ТЗ стала заміна морально застарілих засобів автоматизації центрального пульта управління та локальних систем автоматичного регулювання на сучасну мікропроцесорну розподілену систему управління. Впроваджена розподілена система управління котлоагрегатами на базі мікропроцесорної системи (МПС) TDC 3000-S (Supper) фірми Honeywell забезпечила єдине комплексне рішення для реалізації всіх системних функційуправління технологічними процесами ТЗ. Експлуатована МПС має цінні якості: простоту і наочність компонування функцій управління та експлуатації; гнучкістю виконання всіх вимог процесу з урахуванням показників надійності (робота в режимі "гарячого" резерву другого комп'ютера та УСО), готовністю та економічністю; легким доступом до всіх даних системи; простотою зміни та розширення сервісних функцій без зворотного впливу на систему;

покращеною якістю подання інформації у вигляді, зручному для прийняття рішень (дружній інтелектуальний операторський інтерфейс), що сприяє скороченню помилок оперативного персоналу під час експлуатації та контролю процесів ТЗ; комп'ютерним створенням документації АСУ ТП; підвищеною експлуатаційною готовністю об'єкта (результат самодіагностики системи керування); перспективністю системи з високим ступенем інновації. У системі TDC 3000 – S (рис. 1) є можливість підключення зовнішніх PLC контролерів інших виробників (ця можливість реалізується за наявності модуля шлюзу PLC). Інформація від PLC контролерів ото-

бражається в ТГЗ у вигляді масиву точок, доступного для читання-запису з програм користувача. Це дає можливість використовувати для збору даних розподілені станції введення-виводу, встановлені в безпосередній близькості від керованих об'єктів, і передавати дані в ТГЗ по інформаційному кабелю, використовуючи один із стандартних протоколів. Подібний варіант дозволяє інтегрувати нові об'єкти управління, зокрема автоматизовану системудиспетчерського контролю та управління центральними тепловими пунктами та насосними станціями (АСДКіУ ЦТПіНС), до наявної АСУ ТП підприємства без зовнішніх змін для користувачів.

Локальна комп'ютерна мережа

Універсальні станції

Комп'ютерний прикладний історичний

шлюз модуль модуль

Локальна мережауправління

Шлюз магістралі

I Резервний (АРММ)

Модуль Удосконалення. ного менеджера процесу (АРММ)

Універсальна мережа управління

Контролери введення-виводу

Кабельні траси 4-20 мА

Станція введення-виведення SIMATIC ЕТ200М.

Контролери введення-виводу

Мережа PLC пристроїв (PROFIBUS)

Кабельні траси 4-20 мА

Датчики витрати

Датчики температури

Датчики тиску

Аналізатори

Регулятори

Частотні станції

Засувки

Датчики витрати

Датчики температури

Датчики тиску

Аналізатори

Регулятори

Частотні станції

Засувки

Рис. 1. Збір інформації розподіленими PLC станціями, передачі її в TDC3000-S для візуалізації та обробки з наступною видачею керуючих сигналів

Проведені експериментальні дослідження показали, що процеси, що протікають у паровому котлі в експлуатаційних режимах його роботи, мають випадковий характер і відносяться до нестаціонарних, що підтверджується одержаними результатами математичної обробки та статистичного аналізу. Враховуючи випадковий характер процесів, що протікають у паровому котлі, в міру оцінки якості управління прийняті оцінки зміщення математичного очікування (МО) M(t) та дисперсії 5 (?) за основними координатами регулювання:

Їм, (t) 2 MZN (t) - MrN (t) ^ гМих (t) ^ min

де Mzn(t), Mmn(t) - задане і поточне МО основних регульованих параметрів парового котла: кількість повітря, кількість палива, а також паропроизводительность котла.

s 2 (t) = 8|v (t) - q2N (t) ^ s ^ (t) ^ min, (2)

де 52Tn, 5zn2(t) - поточна та задана дисперсії основних регульованих параметрів парового котла.

Тоді критерій якості управління матиме вигляд

Jn = I [авМй(t) + ßsö;, (t)] ^min, (3)

де n = 1, ..., j; - ß – вагові коефіцієнти.

Залежно від режиму роботи котла (регулювальний або базовий) повинна формуватись оптимальна стратегія управління.

Для регулювального режиму роботи парового котла стратегія управління повинна бути спрямована на підтримання тиску в паровому колекторі, постійним незалежно від витрати пари споживачами теплової енергії. Для цього режиму роботи за міру якості управління прийнято оцінку зміщення МО тиску пари в головному паровому колекторі у вигляді

ер (/) = Рг(1) - Рт () ^Б^ (4)

де ВД, Рт(0 - задане та поточне середнє значення тиску пари в головному паровому колекторі.

Зміщення тиску пари в головному паровому колекторі з дисперсії з урахуванням (4) має вигляд

(0 = -4г(0 ^^ (5)

де (УрзОО, арт(0 - задана та поточна дисперсії тиску).

Для налаштування коефіцієнтів передачі регуляторів контурів багатозв'язкової системи керування котла використовувалися методи нечіткої логіки.

В процесі дослідної експлуатації автоматизованих парових котлів було накопичено статистичний матеріал, що дозволив отримати порівняльні (з роботою неавтоматизованих котлоагрегатів) характеристики техніко-економічної ефективності впровадження нових методів та засобів управління та продовжити реконструкційні роботи на інших котлах. Так, за період піврічної експлуатації неавтоматизованих парових котлів № 9 та 10, а також автоматизованих парових котлів № 13 та 14 були отримані результати, які представлені у табл.1.

Визначення параметрів оптимального завантаження теплової станції

Для визначення оптимального завантаження ТС необхідно знати енергетичні характеристики їх парогенераторів і котельні в цілому, які є залежністю між кількістю палива, що підводиться, і одержуваної теплоти.

Алгоритм знаходження цих характеристик включає наступні етапи:

Таблиця 1

Показники роботи котлоагрегатів

Назва показника Значення показників дою котлів

№9-10 № 13-14

Вироблення тепла, Гкал Витрата тошшва, т Питома норма витрати палива на вироблення 1 Гкал теплової енергії, кг у.т.

1. Визначення теплової продуктивності котлів для різних режимів навантаження.

2. Визначення втрат теплоти А() з урахуванням ККД котлів та їх корисного навантаження.

3. Визначення навантажувальних характеристик котлоагрегатів у діапазоні їхньої зміни від мінімально допустимих до максимальних.

4. Виходячи із зміни сумарних втрат теплоти в парових котлах визначення їх енергетичних характеристик, що відображають годинну витрату умовного палива, за формулою 5 = 0,0342 (0 + АС?).

5. Отримання енергетичних характеристик котелень з використанням енергетичних характеристик котлів.

6. Формування з урахуванням енергетичних характеристик ТЗ керуючих рішень про послідовність та черговість їх завантаження протягом опалювального періоду, а також у літній сезон.

Інший важливе питанняорганізації паралельної роботи джерел (МС) - визначення факторів, що надають значний вплив на навантаження котелень, та завдань системи управління теплопостачанням щодо забезпечення споживачів необхідною кількістю теплової енергії за можливо мінімальних витрат на її вироблення та передачу.

Розв'язання першого завдання здійснюється за допомогою ув'язування графіків подачі з графіками використання теплоти за допомогою системи теплообмінних апаратів, рішення другого - за допомогою встановлення відповідності теплового навантаження споживачів її вироблення, тобто за допомогою планування зміни навантаження та зниження втрат під час передачі теплової енергії. Забезпечення ув'язування графіків подачі та використання теплоти має здійснюватися за рахунок застосування локальної автоматики на проміжних щаблях від джерел теплової енергії до споживачів.

Для вирішення другого завдання пропонується реалізувати функції оцінки запланованого навантаження споживачів з урахуванням економічно обґрунтованих можливостей джерел енергії (МС). Такий підхід можливий із використанням методів ситуаційного управління на основі реалізації алгоритмів нечіткої логіки. Основний фактор, що надає значний вплив на

теплове навантаження котелень, - це та її частина, яка використовується на опалення будівель та на гаряче водопостачання. Середній тепловий потік (Ваттах), що використовується на опалення будівель, визначається за формулою

де /від – середня температура зовнішнього повітря за певний період; г( - середня температура внутрішнього повітря опалювального приміщення (температура, яку потрібно підтримувати на заданому рівні); /0 - розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення;<70 - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий в Ваттах на 1 м площади здания при температуре /0; А - общая площадь здания; Кх - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (при отсутствии конкретных данных его можно считать равным 0,25).

З формули (6) видно, що теплове навантаження на опалення будинків визначається переважно температурою зовнішнього повітря.

Середній тепловий потік (Ваттах) на гаряче водопостачання будівель визначається виразом

1,2ш(а + ^)(55 - ^) р

Іт „. „ _ с"

де т – число споживачів; а – норма витрати води на гаряче водопостачання при температурі +55 °С на одну особу на добу в літрах; Ь - норма витрати води на гаряче водопостачання, що споживається в громадських будинках, при температурі +55 ° С (приймається рівною 25 літрів на добу на одну особу); з - теплоємність води; /х- температура холодної (водопровідної) води в опалювальний період (приймається рівною +5 ° С).

Аналіз виразу (7) показав, що з розрахунку середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання виходить постійної. Реальний відбір теплової енергії (у вигляді гарячої води з крана), на відміну від розрахованого значення, має випадковий характер, що пов'язано зі збільшенням розбору гарячої води вранці і ввечері, і зменшенням відбору протягом дня і ночі. На рис. 2, 3 представлені графіки зміни

Oil 012 013 014 015 016 017 018 019 1 111 112 113 114 115 116 117 118 119 2 211 212 213 214 215 1 3 3

дні місяця

Рис. 2. Графік зміни температури води в ЦТП N9 5(7 - пряма котельна вода,

2 – пряма квартальна, 3 – вода на ГВП, 4 – зворотна квартальна, 5 – зворотна котельна вода) та температури зовнішнього повітря (6) за період з 1 по 4 лютого 2009 року

тиску та температури гарячої води для ЦТП № 5, які були отримані з архіву СДКі У ЦТП та НР м. Мурманська.

З настанням теплих днів, коли температура навколишнього середовища протягом п'яти діб не опускається нижче +8 °С, опалювальне навантаження споживачів відключається та теплова мережа працює на потреби гарячого водопостачання. Середній тепловий потік на ГВП у неопалювальний період розраховується за формулою

де - температура холодної (водопровідної) води в неопалювальний період (приймається до +15 °С); р - коефіцієнт, що враховує зміну середньої витрати води на ГВП у неопалювальний період по відношенню до опалювального періоду (0,8 – для житлово-комунального сектора, 1 – для підприємств).

З урахуванням формул (7), (8) розраховуються графіки теплового навантаження споживачів енергії, які є основою для побудови завдань із централізованого регулювання подачі теплової енергії ТЗ.

Автоматизована система диспетчерського контролю та управління центральними тепловими пунктами та насосними станціями міста

Специфічна особливість міста Мурманська полягає в тому, що воно розташоване на горбистій місцевості. Мінімальна висотна позначка 10 м, максимальна – 150 м. У зв'язку з цим тепломережі мають важкий п'єзометричний графік. Через підвищений тиск води на початкових ділянках збільшується аварійність (розриви труб).

Для оперативного контролю стану віддалених об'єктів та управління обладнанням, що знаходиться на контрольованих пунктах (КП),

Рис. 3. Графік зміни тиску води в ЦТП N° 5 за період з 1 по 4 лютого 2009 року: 1 – вода на ГВП, 2 – пряма котельна вода, 3 – пряма квартальна, 4 – зворотна квартальна,

5 – холодна, 6 – зворотна котельна вода

була розроблена АСДКіУЦТПіНС міста Мурманська. Контрольовані пункти, на яких у процесі реконструкційних робіт встановлено обладнання телемеханіки, розташовані на відстані до 20 км від головного підприємства. Зв'язок із обладнанням телемеханіки на КП здійснюється за виділеною телефонною лінією зв'язку. Центральні бойлерні (ЦТП) і насосні станції являють собою окремі будівлі, в яких встановлено технологічне обладнання. Дані з КП надходять на диспетчерський пункт (в ПКАРМ диспетчера), що знаходиться на території ТЗ "Північна" підприємства "ТЕКОС", і сервер ТЗ, після чого стають доступними користувачам локальної обчислювальної мережі підприємства для вирішення своїх виробничих завдань.

Відповідно до завдань, які вирішуються за допомогою АСДКіУЦТПіНС, комплекс має дворівневу структуру (рис. 4).

Рівень 1 (верхній, груповий) – пульт диспетчера. На цьому рівні реалізовані такі функції: централізований контроль та дистанційне керування технологічними процесами; відображення даних на дисплеї пульта керування; формування та видача від-

парної документації; формування завдань в АСУ ТП підприємства на керування режимами паралельної роботи теплових станцій міста на загальну міську теплову мережу; доступ користувачів локальної мережі підприємства до бази даних технологічного процесу.

Рівень 2 (локальний, місцевий) - обладнання КП з розміщеними на них датчиками (сигналізації, вимірювання) та кінцевими виконавчими пристроями. На цьому рівні реалізовані функції збору та первинної обробки інформації, видача керуючих впливів на виконавчі механізми.

Функції, що виконуються АСДКіУЦТПіНС міста

Інформаційні функції: контроль показань датчиків тиску, температури, витрати води та контроль стану виконавчих механізмів (увімк./вимк., відкр./закр.).

Керуючі функції: керування мережними насосами, насосами гарячої води, технологічним обладнанням КП.

Функції візуалізації та реєстрації: всі інформаційні параметри та параметри сигналізації відображаються натрендах та мнемосхемах операторської станції; всі інформаційні

ПК АРМ диспетчера

Адаптер ШВ/К8-485

Виділені телефонні лінії

Контролери КП

Рис. 4. Структурна схема комплексу

параметри, параметри сигналізації, команди управління реєструються в базі даних періодично, а також у випадках зміни стану.

Функції сигналізації: - відключення електроенергії на КП; спрацьовування датчика затоплення на КП та охорони на КП; сигналізація від датчиків граничного (високого/низького) тиску в трубопроводах та віддатчиків аварійної зміни стану виконавчих механізмів (вкл./викл., відкр./закр.).

Концепція системи підтримки прийняття та виконання рішень

Сучасна автоматизована система управління технологічними процесами (АСУ ТП) є багаторівневою людино-машинною системою управління. Диспетчер у багаторівневій АСУ ТП отримує інформацію з монітора ЕОМ та впливає на об'єкти, що знаходяться від нього на значній відстані, за допомогою телекомунікаційних систем, контролерів, інтелектуальних виконавчих механізмів. Таким чином, диспетчер стає головною дійовою особою в управлінні технологічним процесом підприємства. Технологічні процеси у теплоенергетиці потенційно небезпечні. Так, за тридцять років кількість облікових аварій подвоюється приблизно кожні десять років. Відомо, що в режимах складних систем енергетики помилки через неточність вихідних даних становлять 82-84%, через неточність моделі -14-15%, через неточність методу - 2-3%. Зважаючи на велику частку похибки вихідних даних виникає і похибка для цільової функції, що призводить до значної зони невизначеності при виборі оптимального режиму роботи системи. Ці проблеми можна усунути, якщо розглядати автоматизацію не просто як спосіб заміщення ручної праці безпосередньо при управлінні виробництвом, а як аналіз, прогноз і управління. Перехід від диспетчеризації до системи підтримки прийняття рішення означає перехід до нової якості – інтелектуальної інформаційної системи підприємства. В основі будь-якої аварії (крім стихійних лих) лежить помилка людини (оператора). Одна з причин цього - старий, традиційний підхід до побудови складних систем управління, орієнтований на застосування нових технік-

ських та технологічних досягнень при недооцінці необхідності використання методів ситуаційного управління, методів інтеграції підсистем управління, а також побудови ефективного людино-машинного інтерфейсу, орієнтованого на людину (диспетчера). При цьому передбачено перенесення функцій диспетчера з аналізу даних, прогнозування ситуацій та прийняття відповідних рішень на компоненти інтелектуальних систем підтримки прийняття та виконання рішень (СППІР). Концепція СППІР включає цілу низку засобів, об'єднаних спільною метою - сприяти прийняттю та реалізації раціональних та ефективних управлінських рішень. СППІР - це діалогова автоматизована система, яка виступає як інтелектуальний посередник, що підтримує природно-мовний інтерфейс користувача з ЗСАОА-системою, і використовує правила прийняття рішень, відповідні моделі та бази. Поряд із цим СППІР здійснює функцію автоматичного супроводу диспетчера на етапах аналізу інформації, розпізнавання та прогнозування ситуацій. На рис. 5 представлена ​​структура СППІР, за допомогою якої диспетчер ТЗ здійснює управління теплопостачанням мікрорайону.

З зазначеного вище можна назвати кілька нечітких лінгвістичних змінних, які впливають навантаження ТЗ, отже, і роботу теплових мереж . Ці змінні наведено у табл. 2.

Залежно від сезону, часу доби, дня тижня, а також показників довкілля блок оцінки ситуацій здійснює розрахунок технічного стану та необхідної продуктивності джерел теплової енергії. Такий підхід дозволяє вирішувати проблеми економії палива при теплофікації, збільшувати рівень завантаження основного обладнання, здійснювати експлуатацію котлів в режимах з оптимальними значеннями ККД.

Побудова автоматизованої системи розподіленого управління теплопостачанням міста можлива за таких умов:

запровадження автоматизованих систем управління котлоагрегатами опалювальних котелень. (Впровадження АСУ ТП на ТЗ "Північна")

Рис. 5. Структура СППІР опалювальної котельні мікрорайону

Таблиця 2

Лінгвістичні змінні, що визначають навантаження опалювальної котельні

Позначення Назва Область значень (універсальна множина) Терми

^міс Місяць від січня до грудня «січень», «лютий», «березень», «квітень», «травень», «липень», «серпень, сент», «окт», «листопад» , «Грудень»

День тижня робочий або вихідний «робочий», «вихідний»

ТСуг Час доби від 00:00 до 24:00 «ніч», «ранок», «день», «вечір»

т 1 н.в Температура зовнішнього повітря від -32 до +32 °С "нижче", "-32", "-28", "-24", "-20", "-16", "-12", "-8", "^1", "0", "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32", "вище"

1"в Швидкість вітру від 0 до 20 м/с "0", "5", "10", "15", "вище"

забезпечило зниження питомої норми витрати пального на казанах № 13,14 у порівнянні з котлами № 9,10 на 5,2 %. Економія електроенергії після встановлення частотних векторних перетворювачів на приводи вентиляторів та димососів котла № 13 склала 36 % (питома витрата до реконструкції – 3,91 кВт-год/Гкал, після реконструкції – 2,94 кВт-год/Гкал, а для котла

№ 14 – 47 % (питома витрата електроенергії до реконструкції – 7,87кВт-год/Гкал., після реконструкції – 4,79 кВт-год/Гкал);

розроблення та впровадження АСДКіУЦТПіНС міста;

запровадження методів інформаційної підтримки операторів МС та АСДКіУЦТПіНС міста з використанням концепції СППІР.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Шубін Є.П. Основні питання проектування систем теплопостачання міст. М: Енергія, 1979. 360 с.

2. Прохоренко А.М. Реконструкція опалювальних котелень з урахуванням інформаційно-керуючих комплексів // Наука производству. 2000. № 2. С. 51-54.

3. Прокхоренков А.М., Совлюков А.С. Fuzzy models in control systems of boiler aggregate technological processes // Computer Standarts & Interfaces. 2002. Vol. 24. P. 151-159.

4. Месарович М., Мако Д., Такахара Я. Теорія ієрархічних багаторівневих систем. М: Мир, 1973. 456 з.

5. Прокхоренков А.М. Методи для identifikation of random process characteristics in information processing systems // IEEE Transactions on instrumentation and measurement. 2002. Vol. 51 N 3. P. 492-496.

6. Прохоренко А.М., Качала H.M. Обробка випадкових сигналів у цифрових промислових системах управління // Цифрова обробка сигналів. 2008. №3. С. 32-36.

7. Прокхоренков А.М., Качала Н.М. Визначення класифікації характеристик мандатних процесів // Measurement Techniques. 2008. Vol. 51 № 4. P. 351-356.

8. Прохоренко А.М., Качала H.M. Вплив класифікаційних характеристик випадкових процесів на точність обробки результатів вимірів // Вимірювальна техніка. 2008. N 8. С. 3-7.

9. Прохоренков А.М., Качала Н.М., Сабуров І.В., Совлюков А.С. Інформаційна система для аналізу процесів, що йдуть в нестандартних об'єктах // Proc. of the Third IEEE Int. Workshop на Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS "2005). Sofia, Bulgaria. 2005. P. 18-21.

10. Методи робастного нейро-нечіткого та адаптивного управління / За ред. Н.Д. Єгупова // М: Изд-во МДТУ ім. н.е. Баумана, 2002". 658 с.

П. Прокхоренков А.М., Качала Н.М. Ефективність adaptive algorithms for tuning regulators in control systems sujeted to influence of random disturbances // BicrniK: Науково-техніч. ж-л. Спецвипуск. Черкаський державний технол. ун-т.-Черкаськ. 2009. С. 83-85.

12. Прокхоренков А.М., Saburov I.V., Sovlukov A.S. Data maintenance for processes decision-making under industrial control // BicrniK: науково-техніч. ж-л. Спецвипуск. Черкаський державний технол. ун-т. Вінниця. 2009. С. 89-91.

В рамках постачання електрощитового обладнання було поставлено силові шафи та шафи управління для двох корпусів (ІТП). Для прийому та розподілу електроенергії в теплових пунктах використовуються вступно-розподільні пристрої, що складаються з п'яти панелей кожне (всього 10 панелей). У вступних панелях встановлені перемикачі рубильники, обмежувачі перенапруги, амперметри та вольтметри. Панелі АВР в ІТП1 та ІТП2 реалізовані на базі блоків автоматичного введення резерву. У розподільних панелях ВРУ встановлено апарати захисту та комутації (контактори, пристрої плавного пуску, кнопки та лампи) технологічного обладнання теплових пунктів. Всі автоматичні вимикачі мають контакти стану, що сигналізують про аварійне відключення. Ця інформація передається на контролери, встановлені у шафах автоматики.

Для контролю та управління обладнанням використовується контролери ОВЕН ПЛК110. До них підключені модулі введення/виведення ОВЕН МВ110-224.16ДН, МВ110-224.8А, МУ110-224.6У, а також сенсорні панелі оператора.

Введення теплоносія здійснюється безпосередньо у приміщення ІТП. Подача води на гаряче водопостачання, опалення та теплопостачання повітронагрівачів систем вентиляції повітря здійснюється з корекцією за температури зовнішнього повітря.

Відображення технологічних параметрів, аварій, стан обладнання та диспетчерське управління ІТП здійснюється з АРМ диспетчерів в об'єднаному ЦДП будівлі. На сервері диспетчеризації здійснюється зберігання архіву технологічних параметрів, аварій, стану обладнання ІТП.

Автоматизацією теплових пунктів передбачається:

• підтримання температури теплоносія, що подається до системи опалення та вентиляції, відповідно до температурного графіка;
• підтримання температури води у системі ГВП на подачі споживачам;
• програмування різних температурних режимів по годинах доби, дням тижня та святковим дням;
• контроль дотримання значень параметрів, що визначаються технологічним алгоритмом, підтримка технологічних та аварійних меж параметрів;
• контроль температури теплоносія, що повертається до теплової мережі системи теплопостачання, за заданим температурним графіком;
• вимірювання температури зовнішнього повітря;
• підтримання заданого перепаду тиску між подавальним та зворотним трубопроводами систем вентиляції та опалення;
• управління циркуляційними насосами за заданим алгоритмом:
  • включення/вимкнення;
  • керування насосним обладнанням із частотними приводами за сигналами від ПЛК, встановленими в шафах автоматики;
  • періодичне перемикання основний/резервний для забезпечення однакового напрацювання;
  • автоматичне аварійне перемикання на резервний насос контролю датчика перепаду тиску;
  • автоматична підтримка заданого перепаду тиску в системах теплоспоживання.
• управління регулюючими клапанами теплоносія у первинних контурах споживачів;
• управління насосами та клапанами підживлення контурів опалення вентиляції;
• завдання значень технологічних та аварійних параметрів через систему диспетчеризації;
• керування дренажними насосами;
• контроль стану електричних вводів за фазами;
• синхронізація часу контролера з єдиним часом системи диспетчеризації (СОЄВ);
• пуск обладнання після відновлення електроживлення відповідно до заданого алгоритму;
• надсилання аварійних повідомлень до системи диспетчеризації.

Інформаційний обмін між контролерами автоматизації та верхнім рівнем (АРМ зі спеціалізованим ПЗ диспетчеризації MasterSCADA) здійснюється за протоколом Modbus/TCP.