|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Підприємство: ТОВ «Краматорськтеплоенерго» Робота: Автоматизація керування завантаженням двох шарових млинів ШБМ 287\410 Дата початку: 07.2009 Виконавці:
1. Об'єкт автоматизаціїНа балансі ТОВ "Краматорськтеплоенерго" міститься ТЕЦ у складі чотирьох робочих котлів БКЗ 160–100 ПТ (6, 7, 8 та 9). Котли виробляють пар тиском 100 кгс/см2, з номінальною продуктивністю до 160 т/год, на котел. Паливом котлів слугує природний газ та вугільний пил. На цей час більший наголос робиться на використання вугілля у виробництві пару, по причині високої вартості газу. Котли 7, 8 та 9 мають робочу систему пило-підготування, яка забезпечує котли пилом. До процесу пило-приготування включено: цех приготування вугілля, транспортер вугілля до бункера шарових млинів, два шарових млина та бункери пилу. Предметом даного проекту є автоматичне керування процесом завантаження шарових барабаних млинів. На підприємстві використовуються шарові барабанні млини ШБМ 287\410. Функціональна схема шарового млина, з елементами автоматизації, зображено на рис.1.
2. АСУ ТПСтруктурну схему АСУ ТП зображено на рисунку 2, складовими частинами якого є дві шафи контролерів PLC 1, PLC 2 та дві станції автоматизованих робочих місць оператору АРМ 1, АРМ 2.
Виходячи з структури АСУ ТП складається з об'єкту автоматизації - Млини, контролерів управління млинами (PLC 1 та PLC 2), а також двох автоматизованих робочих місць (АРМ 1 та АРМ 2). Кожний з контролерів незалежно керує млинами окремого котлу. Так, контролер PLC 1 керує млинами котлу 7, та PLC 2 - млинами котлу 9. Дані технологічного процесу концентруються та надаються на АРМах. Кожний з АРМ представляє дані ТП всіх котлів. Один з одним АРМи підключені за схемою резервування, що дозволяє виключати втрату даних на час зупинки одного з АРМ. З метою оптимізації навантаження на контролер реальне опитування контролерів відбувається одним АРМ, при цьому інше АРМ отримує дані у основного АРМ. Основним АРМ є АРМ 1, яке і виконує безпосереднє опитування контролерів. У випадку збою АРМ 1 опитування контролерів бере на себе АРМ 2, і до моменту відновлення функціонування АРМ 1. У процесі відновлення роботи АРМ після збою відбувається синхронізація архівів глибиною до 1 години. Відновлення архівів на більш тривалий час відбувається синхронно з доступом до цих архівів. 2.1. ПЛКУ якості програмованого логічного контролеру у проекті застосовано ПЛК LP-8781 фірми ICP DAS серії LinPAC. Промисловий контролер цього сімейства є першим продуктом, який побудовано на x86 сумісному процесорі; попередні контролери цього сімейства засновані на процесорі архітектури ARM. Крім x86 процесору ці контролери забезпечені значними ресурсами оперативної пам'яті та дискового простору. Особливістю технологічного процесу даного проекту є наявність специфічних до ресурсів та функціям контролеру вимог при невеликому об'ємі параметрів. Крім того, вирішальним фактором є обмежене фінансування. Всім цим вимогам задовольняють контролери сімейству LP-8x81:
ПЛК (рис.3) конструктивно виконано за модульним принципом, де модулі встановлюються у кошик. Кошик суміщено з процесорним модулем та може мати 1, 3 або 7 слотів для модулів розширення. Модулі розширення можуть бути двох типів, а саме модулі на паралельну та послідовну шину. Модулі на паралельну шину (I-8x) є швидкими. Модулі на послідовну шину (I-87x) встановлюються на шину інтерфейсу RS-485 та працюють зі швидкістю 115000 біт/с за протоколом DCON. Крім модулів безпосередньо у кошику контролер може розширюватися додатковими кошиками з модулями на послідовній шині (I-87x) через послідовні інтерфейси процесору.
Ємкість АСУ ТП для одного котлу складає: 18AI, 2AO, 10DI, 16DO. Відповідно потрібен контролер з кількістю слотів розширення не менш 6. Виходячи з цього вибрано контролер LP-8781 та наступні модулі для підключення зовнішніх сигналів:
Для підключення UPS використано послідовний інтерфейс COM2 контролеру. З особливостей налаштування контролерів варто відзначити наступні моменти:
Контролери змонтовано у шафу розміром 2000x800x400, який містить автомати, клемні колодки, реле та UPS окремого котлу. 2.2. АРМАвтоматизовані робочі місця (АРМ) оператору виконано на основі офісних ПК наступної конфігурації:
Обидва системні блоки встановлено до тумби столу оператора. На столі оператора встановлено два дисплеї окремих АРМ та маніпулятори миші. Тумба з системними блоками зачинена дверцятами з обидвох боків. На дверцятах встановлено фільтри, а на одній з них вентилятор. Не дивлячись на наявність вентилятору та у зв'язку із великою насиченістю приміщення вугільним пилом спостерігається перегрів системних блоків та збої. Для вирішення цієї проблеми було оптимізовано рух повітря у тумбі, а також знижено частоту процесорів АРМ з 2500 до 1600 МГц. На АРМи встановлено системне ПЗ ALTLinux 5.1 та SCADA-систему OpenSCADA 0.6.4.2. Виконано наступні заходи з загально-системної конфігурації:
3. АлгоритмиАлгоритми управління млинами є достатньо складними, що пов'язано з наступними факторами:
За алгоритмами створено програми контролера, які призначено для управління завантаженням шарових млинів. У алгоритмах та програмах використано аналогові та дискретні сигнали, які надходять до входів (на виходи) аналогових та дискретних модулів контролеру, сигнали, які формуються станцією оператору, та проміжні сигнали, сформовані на їх основі. Програми реалізовано на мовах програмування користувача системи OpenSCADA. Блочні схеми реалізуються у оточенні модуля DAQ.BlockCalc, та реалізація самих блоків і шаблонів параметрів - на мові JavaLikeCalc модуля DAQ.JavaLikeCalc системи OpenSCADA. 3.1. Попередня обробкаДля попередньої обробки аналогових сигналів, після АЦП модуля аналогового вводу контролера, створено шаблон параметрів з функціями:
На основі цього шаблону створено додаткові шаблони:
Для групування та обробки дискретних сигналів створено шаблон дискретного параметра, який дозволяє:
3.2. Загальні алгоритмиЗагальні алгоритми зведено у дві блочні схеми, для кожного млина. Перша блочна схема містить контури аналогових регуляторів та працює з періодом 500мс. Друга блочна схема містить контури імпульсних регуляторів та працює з періодом 100мс. 4. Економічний ефектУ результаті виконаної роботи отримано значний економічний ефект, обчислення та характер якого наведено у таблиці нижче. Ефект обчислено замовником на основі реальних статистичних даних. У період з 21.06.10 до 30.06.10 відбувалася робота у ручному режимі та без САУ. В період з 21.08.10 до 30.08.10 САУ ШБМ працювала у автоматичному режимі.
Акт дослідно-промислових випробувань розробки САУ ШБМ замовника, з описом економічного ефекту, можна завантажити за цим посиланням.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
УКРАЇНА, Кам'янське 2004-2006, 2006-2024 Розроблений Савоченко Романом (roman at oscada.org). Сайт працює під керуванням CMS TYPO3. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||