Automatizarea și monitorizarea punctelor termice din municipiul Ploiești

1. PREZENTARE GENERALĂ

Schema de automatizare se referă la comanda şi supravegherea automată aplicat punctelor termice PT. Ele conţin un circuit de apă caldă primară la o temperatură de 120O C/90O C. Schema tehnologică a PT este anexat.

Circuitul primar alimentează schimbătoarele de căldură HE1A şi HE1B. necesarul de căldură pentru încălzire este modificat prin acţionarea servovalvei de control RV1 în conformitate cu programul de timp corespunzător şi de temperatura exterioară. Schimbătorul de căldură HE1 alimentează schimbătoarele de căldură apă caldă menajeră ACM HE2A şi HE2B. Servovalva RV2 alimentează schimbătoarele HE2 cu debitul necesar pentru a se obţine ACM la temperatura dorită. Parametrii acestora sunt determinate de o programare în timp memorată de calculatorul de proces aferent punctului termic. Dacă parametrii ACM nu sunt asiguraţi de deschiderea totală a valvei RV2 se deschide incremental RV3 care asigură surplusul de energie termică necesară pregătirii ACM.

Energia termică şi debitele aferente circuitului primar a celui de încălzire a celui de ACM şi apa de adaos în vasul de expansiune sunt măsurate de contoarele EM1,EM2,EM3 şi EM4. Ele vor fi prevăzute cu posibilitatea implementării unei magistrale de comunicaţie distribuită cu calculatorul de proces aferent PT.

2. ARHITECTURA REŢELEI DE AUTOMATIZARE

Arhitectura reţelei de automatizare se bazează pe o structură modulară utilizând standarde industriale pentru configuraţia hardware precum şi pentru sistemul de operare, şi protocoale de comunicaţie dintre elementele utilizate precum şi între PT şi Dispeceratul central sau cel local.

Sunt posibile două configuraţii standard:

• Utilizarea unui calculator de proces industrial modular avansat cu un sistem de operare multitasking în timp real,

• Utilizarea unor controllere dedicate pentru fiecare buclă de reglare şi coordonarea lor de un calculator de proces central care se află pe un nivel ierarhic superior. Sistemul este unul distribuit care necesită o magistrală deschisă de comunicaţie între controllere şi calculatorul de proces de tipul FieldBUS (ex PROFIBUS DP ) sau M-BUS.

Având în vedere structura şi sarcinile relativ reduse a fiecărui PT se va utiliza un singur calculator de proces modular performant în fiecare PT care poate să asigure rularea paralelă a taskurilor de reglare şi a celor de supraveghere şi achiziţii de date din PT. Această soluţie este mai avantajoasă din punct de vedere economic, mai cu seamă datorită faptului că poate să asigure şi o comunicaţie ETHERNET cu dispecerul central deci nu este necesar un sistem de supraveghere separat. Astfel se va păstra unele bucle de reglare independente de calculatorul de proces cum ar fi:

• Bucla de reglare diferenţă de presiune agent primar p11,p12,

• Bucla de reglare a circulaţiei ACM P5A,P5S,

• Bucla de reglare presiune apă rece ACM, P4A,P4S,

• Bucla de reglare apă de adaos în vana de expansiune EV4,

Pe lângă aceste bucle de reglare independente de algoritmul numeric implementat supravegheate de calculatorul de proces restul sarcinilor va fi preluată de calculatorul de proces IPC. Ele sunt după cum urmează:

• Bucla de reglare temperatură încălzire T21,

• Comanda pompelor de circulaţie agent primar P9A şi P9S

• Bucla de reglare circulaţie agent încălzire P1A,P1S,P2A,P2S,

• Bucla de reglare presiune pentru încălzire p22

• Bucla de reglare temperatură ACM, T31,

• Supraveghere (reglare) circulaţie ACM,

• Supraveghere presiune apă rece ACM,

• Supraveghere nivel vas expansiune, LSL, LHL,

• Comunicaţie cu contoare de energie termică EM1,EM2,EM3 respectiv EM4 pentru cantitate de apă adaos. Această comunicaţie va fi rezolvată printr-o magistrală M-BUS sau RS485 selecţia de adresă a fiecărui element fiind setat manual la faza de configurare a sistemului.

• Comunicaţia printr-un LAN cu dispecerul central asu cel local. Comunicaţia va respecta standardul Ethernet Industrial, şi va fi realizat printr-un modul specializat IPC.

Calculatorul de proces va fi prevăzut cu interfeţe destinate achiziţiei de date şi de comandă a procesului, precum de o sursă UPS care asigură o alimentare de aproximativ 30 de minute în cazul căderii tensiunii de alimentare. Comunicaţia cu dispecerul local şi central va fi asigurată de o interfaţă ETHERNET care asigură o viteză de comunicaţie de 2MB/s.

3. SCHEMA GENERALĂ DE ORGANIZARE SOFTWARE PE NIVELE

Programul de automatizare cuprinde următoarele taskuri:

• Reglarea temperaturii agentului termic pe conducta de ducere din circuitul secundar al schimbătoarelor de căldură, pentru încălzire în funcţie de temperatura exterioară, conform cerinţei de reglare alese prin variaţia debitului de agent primar,

• Controlul temperaturii apei calde menajere pe conducta de ieşire din treapta a II-a de preparare prin variaţia debitului de agent primar,

• Menţinerea unui disponibil de presiune constantă la intrarea în punctul termic printr-un regulator de presiune.

• Comanda şi supravegherea funcţionării pompelor care asigură circulaţia şi presiune în PT,

• Achiziţia de date prin intermediul magistralei M-BUS,

• Comunicaţia cu dispecerul local şi central

• Efectuare unor operaţii test de pornire periodice pentru pompe şi valve în afara sezonului de încălzire

• Posibilitatea de a asigura operarea în mod automat / manual

Softul va fi organizat pe mai multe nivele reprezentate în figura alăturată:

Nivele de organizare a softului.

Nivelul 1. Reprezintă nivelul taskurilor de control şi reglare a parametrilor de proces ca temperatura agent încălzire, temperatura ACM, presiunea agent încălzire, comenzi pompe,

Nivelul 2. Reprezintă nivelul strategiei de control destinat corelării funcţiilor de bază

Nivelul 3 asigură funcţiile de protecţii şi alarme respectiv cele de comunicaţie