Automatizace kotelny: popis, zařízení a okruh

Pro regulaci a optimalizaci fungování kotlů se začaly používat technické prostředky i v počátečních fázích automatizace průmyslu a výroby. Dnešní úroveň rozvoje tohoto směru umožňuje výrazně zlepšit ziskovost a spolehlivost zařízení kotelny, zajistit bezpečnost a intelektualizaci práce pracovníků údržby.

Cíle a cíle

Moderní automatizační systémy kotle mohou zaručit bezproblémový a efektivní provoz zařízení bez přímého zásahu obsluhy. Funkce osoby jsou omezeny na online sledování provozuschopnosti a parametrů celé sady zařízení. Automatizace kotelny řeší následující úkoly:

• Automatické spuštění a zastavení kotlových jednotek.
• Řízení výkonu kotle (kaskádní řízení) podle přednastavených počátečních nastavení.
• Řízení napájecích čerpadel, řízení hladiny chladicí kapaliny v pracovních a spotřebních obvodech.
• Nouzové zastavení a aktivace signalizačních zařízení, pokud provozní hodnoty systému překračují stanovené limity.

Objekt automatizace

Kotelní zařízení jako objekt regulace je komplexní dynamický systém s množstvím vzájemně propojených vstupních a výstupních parametrů. Automatizace kotelny komplikuje skutečnost, že v parních jednotkách dochází k velmi vysokému průtoku technologických procesů. Mezi hlavní regulovaná množství patří:

• průtok a tlak chladicí kapaliny (voda nebo pára);
• vypouštění v peci;
• v zásobní nádrži;
• v posledních letech jsou kladeny zvýšené environmentální požadavky na kvalitu připravené palivové směsi a v důsledku toho na teplotu a složení kouřových výrobků.

Úrovně automatizace

Stupeň automatizace je specifikován při návrhu kotelny nebo při opravě / výměně zařízení. Může se pohybovat v rozsahu od ručního ovládání podle naměřených hodnot až po plně automatické řízení podle algoritmů závislých na počasí. Úroveň automatizace závisí především na účelu, kapacitě a funkčních vlastnostech provozu zařízení.

Moderní automatizace kotelny předpokládá komplexní přístup - subsystémy pro monitorování a regulaci jednotlivých technologických procesů jsou spojeny do jediné sítě s funkční skupinou.

Obecná struktura

Automatizace kotelny je postavena na dvojúrovňové schéma řízení. Spodní (pole) úrovni jsou místní automatizační zařízení založená na programovatelných mikroprocesorů, které provádějí technické ochrany a blokování, nastavení úprav a změn, primární převodníky fyzikálních veličin. Také zde je uvedeno zařízení určené k transformaci, kódování a přenosu informačních dat.

Horní úroveň může být reprezentována jako grafický terminál zabudovaný do rozvaděče nebo pracovní stanice operátor na základě osobního počítače. Zobrazí se zde všechny informace pocházející z nízkoúrovňových mikrokontrolérů a čidel systému a jsou zadávány operační příkazy, nastavení a nastavení. Kromě vyslání procesu jsou řešeny úkoly optimalizace režimů, diagnostika technického stavu, analýza ekonomických ukazatelů, archivace a ukládání dat. V případě potřeby jsou informace přeneseny do obecného systému řízení podniku (MRP / ERP) nebo do vyrovnání.

Automatizace zařízení kotelny

Moderní trh je široce zastoupen jak samostatnými zařízeními a zařízeními, tak sadami automatiky domácí a dovážené produkce pro páru a páru horkovodní kotle. Prostředky automatizace zahrnují:

• řízení zapalování a řízení plamene, které spouští a řídí proces spalování paliva ve spalovací komoře kotle;
• specializované snímače (tenzometry, teplota, tlak, analyzátory plynů atd.);
• servopohony (solenoidové ventily, relé, servopohony, frekvenční měniče);
• ovládací panely pro kotle a zařízení pro všeobecné kotelny (konzoly, senzorické mnemotechnické schémata);
• spínacích skříní, komunikačních vedení a napájení.

Při výběru technických prostředků kontroly a monitorování by měla být věnována největší pozornost automatizaci bezpečnosti, která vylučuje výskyt nouzových a havarijních situací.

Subsystémy a funkce

Jakékoliv automatizační obvod Kotelna zahrnuje subsystémy řízení, regulace a ochrany. Regulace se provádí udržováním optimální upřesněním vakuum režim spalování v peci, primární proud vzduchu a parametry tepla (teplota, tlak, průtok). Monitorovací subsystém zobrazuje skutečná data o fungování zařízení na rozhraní člověk-stroj. Ochranná zařízení zajistit prevenci úrazů při narušení normálních provozních podmínek, dodávka světla, zvuku nebo zastavení kotlů s zamykání důvody (pro grafické displeje, grafika, štít).

Komunikační protokoly

Automatizace kotelny Na základě mikrokontrolérů minimalizuje použití funkční schéma spínací a řídící vedení relé. Pro připojení horní a dolní úrovně automatizace, komunikace mezi senzory a regulátory, vysílat příkazy pohonů jsou používány s určitém průmyslovém síťového rozhraní a přenosu dat protokolu. Standardy Modbus a Profibus jsou nejčastěji používány. Jsou kompatibilní s velkým množstvím zařízení používaných k automatizaci zařízení pro zásobování teplem. Vyznačují se vysokými ukazateli spolehlivosti přenosu informací, jednoduchými a srozumitelnými principy fungování.

Energeticky úsporné a sociální efekty automatizace

Automatizace kotelen zcela vylučuje možnost nehody se zničením hlavních budov, smrtí personálu. Automatizovaný řídící systém je schopen zajistit nepřetržité fungování zařízení a minimalizovat vliv lidského faktoru.

Vzhledem k neustálému zvyšování cen palivových zdrojů není úsporný účinek automatizace přinejmenším důležitý. Úspory zemního plynu až do výše 25% za topnou sezónu zajišťují:

• optimální poměr "plyn / vzduch" ve směsi paliv ve všech provozních režimech kotelny, korekce úrovně kyslíku ve spalovacích produktech;
• možnost individuálního nastavení nejen kotlů, ale i plynových hořáků;
• regulace nejen teploty a tlaku chladiva na vstupu a výstupu kotlů, ale také při zohlednění parametrů prostředí (technologie závislé na počasí).

Kromě toho automatizace umožňuje implementaci energeticky účinného algoritmu vytápění pro nebytové prostory nebo budovy, které se nepoužívají o víkendech a svátcích.