II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Назначение системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты в виде горячей воды требуемых параметров. Производство и отпуск теплоты осуществляются в теплоподготовительных установках источников теплоты - котельных и ТЭЦ.

Транспортирование теплоносителя до потребителя производится по тепловым сетям. К ним относят теплопроводы и сооружения на них - сетевые станции. Назначение тепловых сетей - надежная, бесперебойная транспортировка теплоносителя при минимальных потерях.

Основными задачами системы управления теплоснабжением района сводятся к надежному снабжению потребителя необходимым количеством тепловой энергии с определенными качественными показателями и минимальные затраты на выработку и передачу этой энергии.

Тепловая нагрузка котельной состоит, в основном, из двух составляющих, связанных с горячим водоснабжением.

Средний тепловой поток (в ваттах) на горячее водоснабжение зданий. При расчете средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение получается постоянной. Реальный же отбор тепловой энергии, в отличие от рассчитанного значения, в общем виде имеет случайный характер: так в течение суток можно отметить увеличение разбора горячей воды утром и вечером, наряду со спадом в течение дня и ночи.

С наступлением теплых дней, когда температура воздуха на улице в течение 5 дней подряд не опускается ниже +8 ºС, отопительная нагрузка отключается и в теплосеть работает на нужды горячего водоснабжения.

Возмущения F(t) носят случайный характер. К ним можно отнести характер потребления или характер изменения нагрузки котельной и теплопунктов в зависимости от времени.

Разработка программного обеспечения для САУ горячего водоснабжения велась в среде проектирования Trace Mode 5.15, которая позволяет решать широкий круг задач в области автоматизации технологических процессов и производств. Было принято решение о создании SCADA-системы управления контуром горячего водоснабжения дома.

Требования к САУ ГВС: управление насосным оборудованием, поддержание необходимой температуры и рабочего давления в контуре распределения воды по потребителям, графическое отображение работы агрегатов и параметров текущих процессов, ситуационная индикация процессов протекающих в системе, сигнализации об аварийных режимах работы, архивация данных о системе.

Интерфейс системы управления состоит из трех частей.

Первая часть - это главная панель оператора, на которой располагаются световая сигнализация состояния оборудования (насосы, трубопровод), показания основных датчиков системы, переключатели, позволяющие имитировать аварийный режим работы системы для учебных целей или проверки правильности управления системой оборудованием, для обеспечения его сохранности.

Также на панели предусмотрены кнопки вызова мнемосхемы системы и графического отображения определенных параметров.

Вторая часть - это мнемосхема ГВС, отображает принципиальную схему контура ГВС. На нее выведены показания датчиков температуры, давления, расхода воды в определенных точках, датчик числа оборотов насоса подкачки воды, лампы, сигнализирующие об открытии трубопровода прокачки воды с центрального теплового пункта. На экране мнемосхемы предусмотрена возможность ввода количества расхода по произвольному закону, а также расхода, имитирующего "потребительские сутки".

Третья часть - это окно визуализации процесса - содержит тренд, в памяти которого сохраняются показания датчиков, с последующим формированием по ним графиков изменения давления воды, ее расхода, температуры теплообменника ЦТП-ИТП. При подведении курсора к произвольной точке графика можно получить показания датчиков в реальном масштабе времени.

По рассчитанному плану, ночью расходуется наименьшее количество воды, пики расхода приходятся на утро и вечер. При наличии расхода воды, температура и давление начинают понижаться. Система регулирования быстро реагирует на это, восстанавливая давление и температуру теплообменника до оптимальных значений.

Программа представления данных оператору выполнена на промышленном компьютере MIC (Modular Industrial Computer) с модульными платами ввода/вывода.