|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Предприятие: ООО «Краматорсктеплоенерго» Работа: Автоматизация управления загрузкой двух шаровых мельниц ШБМ 287\410 Дата начала: 07.2009 Исполнители:
1. Объект автоматизацииНа балансе ООО "Краматорсктеплоэнерго" имеется ТЭЦ в составе четырёх рабочих котлов БКЗ 160–100 ПТ (6, 7, 8 и 9). Котлы производят пар давлением 100 кгс/см2, с номинальной производительность до 160 т/ч на котёл. Топливом котлов служит природный газ и угольная пыль. В настоящее время большой акцент делается на использовании угля в производстве пара по причине высокой цены на газ. Котлы 7, 8 и 9 имеют рабочую систему пыле-подготовки, которая обеспечивает котлы пылью. В процесс пыле-подготовки включены: цех угле-подготовки, транспортёр угля в бункера шаровых мельниц, две шаровые мельницы и бункера пыли. Предметом данного проекта является автоматическое управление процессом загрузки шаровых барабанных мельниц. На предприятии используются шаровые барабанные мельницы ШБМ 287\410. Функциональная схема шаровой мельницы с элементами автоматизации изображена на рис.1.
2. АСУ ТПСтруктурная схема АСУ ТП изображена на рисунке 2, составными узлами которой являются два шкафа контроллеров PLC 1, PLC 2 и две станции автоматизированных рабочих мест оператора АРМ 1, АРМ 2.
Исходя из структуры, АСУ ТП состоит из объекта автоматизации - Мельницы, контроллеров управления мельницами (PLC 1 и PLC 2), а также двух автоматизированных рабочих мест (АРМ 1 и АРМ 2). Каждый из контроллеров независимо управляет мельницами отдельного котла. Так, контроллер PLC 1 управляет мельницами котла 7, а PLC 2 - мельницами котла 9. Данные технологического процесса концентрируются и представляются на АРМах. Каждое АРМ представляет данные ТП всех котлов. Друг с другом АРМы подключены по схеме резервирования, что позволяет исключить потерю данных на момент остановки одного из АРМ. С целью оптимизации нагрузки на контроллер реальный опрос контроллеров осуществляет одно АРМ, при этом другое АРМ получает данные у основного АРМ. Основным АРМ является АРМ 1, который и выполняет непосредственный опрос контроллеров. В случае сбоя АРМ 1 опрос контроллеров берёт на себя АРМ 2, и опрашивает контроллер до момента восстановления функционирования АРМ 1. В процессе восстановления работы АРМ после сбоя производится синхронизация архивов глубиной до 1 часа. Восстановление архивов на более продолжительный интервал времени осуществляется синхронно по мере доступа к этим архивам. 2.1. ПЛКВ качестве программируемого логического контроллера в проекте применён ПЛК LP-8781 фирмы ICP DAS серии LinPAC. Промышленный контроллер этого семейства является первым продуктом, который построен на x86 совместимом процессоре; предыдущие контроллеры этого семейства основаны на процессоре архитектуры ARM. Кроме x86 процессора рассматриваемые контроллеры обладают значительными ресурсами оперативной памяти и дискового пространства. Особенностью технологического процесса данного проекта является наличие специфических к ресурсам и функциям контроллера требований при небольшом объёме параметров. Кроме того, решающим фактором является ограниченное финансирование. Всем этим требованиям удовлетворяют контроллеры семейства LP-8x81:
ПЛК (рис.3) конструктивно выполнен по модульному принципу, где модули устанавливаются в корзину. Корзина совмещена с процессорным модулем и может иметь 1, 3 или 7 слотов для модулей расширения. Модули расширения могут быть двух типов, а именно модули на параллельной и последовательной шине. Модули на параллельной шине (I-8x) являются быстрыми. Модули на последовательной шине (I-87x) устанавливаются на шину интерфейса RS-485 и работают со скоростью 115000 бит/с по протоколу DCON. Кроме модулей непосредственно в корзине контроллер может расширяться дополнительными корзинами с модулями на последовательной шине (I-87x) через последовательные интерфейсы процессора.
Ёмкость АСУ ТП для одного котла составляет: 18AI, 2AO, 10DI, 16DO. Следовательно, необходим контроллер с количеством слотов расширения не менее 6. Исходя из этого, выбран контроллер LP-8781 и следующие модули для подключения внешних сигналов:
Для подключения UPS использован последовательный интерфейс COM2 контроллера. Из особенностей настройки контроллеров стоит отметить следующие моменты:
Контроллеры смонтированы в шкафу размером 2000x800x400, который содержит автоматы, клеммные колодки, реле и UPS отдельного котла. 2.2. АРМАвтоматизированные рабочие места (АРМ) оператора выполнены на основе офисных ПК следующей конфигурации:
Оба системных блока установлены в тумбе стола оператора. На столе оператора установлены два дисплея отдельных АРМ и манипуляторы мышь. Тумба с системными блоками закрыта дверцами с обоих сторон. На дверцах установлены фильтры, а на одной из них вентилятор. Несмотря на наличие вентилятора и ввиду большой насыщенности помещения угольной пылью наблюдался перегрев системных блоком и сбои. Для решения этой проблемы было оптимизирован движение воздуха в тумбе, а также понижена частота процессоров АРМ с 2500 до 1600 МГц. На АРМы инсталлировано системное ПО ALTLinux 5.1 и SCADA-система OpenSCADA 0.6.4.2. Выполнены следующие мероприятия по обще-системной конфигурации:
3. АлгоритмыАлгоритмы управления мельницами достаточно сложны, что связано со следующими факторами:
По алгоритмам созданы программы контроллера, предназначенные для управления загрузкой шаровых мельниц. В алгоритмах и программах использованы аналоговые и дискретные сигналы, поступающие со входов (на выхода) аналоговых и дискретных модулей контроллера, сигналы, формируемые станцией оператора, и промежуточные сигналы, формируемые на их основе. Программы реализованы на пользовательских языках программирования системы OpenSCADA. Блочные схемы реализуются в окружении модуля DAQ.BlockCalc, а реализация самих блоков и шаблонов параметров - на языке JavaLikeCalc модуля DAQ.JavaLikeCalc системы OpenSCADA. 3.1. Предварительная обработкаДля предварительной обработки аналоговых сигналов после АЦП модуля аналогового ввода контроллера создан шаблон параметров с функциями:
На основе данного шаблона созданы дополнительные шаблоны:
Для группировки и обработки дискретных сигналов создан шаблон дискретного параметра, который позволяет:
3.2. Общие алгоритмыОбщие алгоритмы сведены в две блочные схемы для каждой мельницы. Первая блочная схема содержит контура аналоговых регуляторов и работают с периодом 500мс. Вторая блочная схема содержит контура импульсных регуляторов и работает с периодом 100мс. 6. Экономический эффектВ результате выполненной работы получен значительный экономический эффект, вычисление и характер которого проведен в таблице ниже. Эффект вычислен заказчиком на основе реальных статистических данных. В период с 21.06.10 по 30.06.10 осуществлялась работа в ручном режиме и без САУ. В период с 21.08.10 по 30.08.10 САУ ШБМ работала в автоматическом режиме.
Акт опытно-промышленных испытаний разработки САУ ШБМ заказчика, с описанием экономического эффекта, можно получить по этой ссылке.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
УКРАИНА, Каменское 2004-2006, 2006-2024 Разработан Савоченко Романом (roman at oscada.org). Сайт работает под управлением CMS TYPO3. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||