Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) — это целостное решение технических и программных средств, обеспечивающее эффективное управление как основных операций технологического процесса на объекте, так и какой — либо его части.
АСУ ТП получили широкое распространение в различных областях человеческой деятельности. Ими могут быть оборудованы как частные дома, рестораны, магазины, так и крупные промышленные предприятия.
В рамках выпускной бакалаврской работы, была предоставлена возможность усовершенствовать технологический процесс охлаждения обмоток статора и ротора турбогенератора ТЭЦ. Повышение рабочей температуры обмоток оказывает негативное влияние на эксплуатационный ресурс турбогенератора, вызывает снижение активной мощности, вследствие чего снижается выработка электроэнергии.
Исходя из этого, была поставлена основная цель работы: разработать автоматизированную систему управления технологическим процессом охлаждения турбогенератора. Для достижения поставленной цели необходимо изучить уже существующие системы управления и опираясь на опыт создания таких систем разработать собственную модель управления.
Но анализ современных АСУ охлаждения генераторов, основанных на микропроцессорной технике, не дал положительных результатов, поэтому было принято решение рассмотреть подобные системы управления в других сферах производства.
1) АСУ ТП водоподготовки котельной.
Функции системы управления [1]:
– контроль технологических параметров, таких как: расход, температура, давление умягченной воды, содержание pH;
– сигнализация (световая, звуковая), при отклонении от заданных параметров режима работы;
– автоматическое регулирование и дозирование.
– Внедрение автоматизированной системы управления технологическим процессом умягчения воды водоподготовительной установки котельной позволит [1]:
– Исключить контакт людей с вредными реагентами;
– Экономно расходовать реагенты;
– Сократить численность обслуживающего персонала.
2) АСУ ТП насосной станции водооборотных циклов систем охлаждения технологического оборудования, которая реализована на предприятии ОАО «БалаковоРезино Техника» [2].
На предприятии использовалось оборудование 70-х годов, которое необходимо было совместить с современными средствами автоматизации. Это удалось специалистам компании «ГТМ Сервис» [2].
Новое оборудование, используемое в модернизации насосной станции, позволяет в случае необходимости расширить систему без установки дополнительной коммутации или демонтажа, а программное обеспечение позволяет сконфигурировать приборы на новые режимы работы [2].
На основе этого в разработке системы управления будут применены современные микропроцессорные средства контроля, а автоматическое регулирование будет реализовано с помощью промышленного контроллера.
Упрощенная схема охлаждения обмоток статора турбогенератора представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Упрощенная схема охлаждения обмоток статора турбогенератора
Охлаждение обмоток статора генератора осуществляется подачей конденсата в элементарные проводники стержней обмотки статора по замкнутому контуру: насос (2) — теплообменник (3) — обмотка статора (4) — водяной бак (1) — насос (2) [3].
Регулированию подлежат следующие параметры:
– Температура конденсата, охлаждаемая в теплообменнике с помощью технической воды;
– Давление конденсата на входе в обмотку статора;
– Уровень конденсата в водяном баке, подпитываемый конденсатом от коллектора системы регенерации турбины.
Так же в системе управления имеется автоматическое включение резервного насоса при падении давления на напорном коллекторе рабочего насоса.
Имеется индикация следующих параметров:
– Расход конденсата через обмотку статора;
– Вакуум в водяном баке, который должен присутствовать для удаления воздуха в конденсате.
Сигнализации подлежат все параметры, изменение которых может привести к аварии, несчастному случаю или серьезному нарушению технологического процесса.
В разрабатываемой системе управления предлагается использовать следующее средства контроля:
– Для измерения температуры конденсата — термоэлектрический преобразователь сопротивления Элемер ТСМУ-205.
– Для измерения уровня конденсата в водяном баке — поплавковый потенциометрический уровнемер ЭЛЕМЕР-УПП-11.
– Для измерения расхода — ультразвуковой расходомер-счетчик SONOELIS SE 8045.
– Для измерения давления — преобразователь давления Элемер — 100.
Систему автоматизированного управления предлагается строить на базе промышленного контроллера фирмы ICP DAS IP-8841
Внедрение автоматизированной системы управления технологическим процессом охлаждения обмоток статора турбогенератора с применением микропроцессорного контроллера позволит значительно увеличить точность задания параметров, уменьшить время переходных процессов в аппаратах, тем самым повысить эффективность охлаждения, что в свою очередь повысит качество производимой продукции.
Литература:
- АСУТП водоподготовки котельной // Компания ООО ТПП «Уральский центр автоматизации». URL: http://www.ural-avtomatika.ru/catalog/item1891.html (дата обращения: 31.01.2019).
- Комплексная автоматизация насосных станций // Овен — оборудование для автоматизации. URL: https://www.owen.ru/project/kompleksnaya-avtomatizacziya-nasosnyh-stanczij (дата обращения: 31.01.2019).
- Технологический регламент процесса охлаждения турбогенератора ТЭЦ.
