Automatizacija kotlovnica: opis, uređaj i krug

Kako bi se reguliralo i optimiziralo funkcioniranje kotlova, tehnička sredstva počela su se koristiti čak iu početnim fazama automatizacije industrije i proizvodnje. Današnja razina razvoja ovog pravca omogućava značajno povećanje profitabilnosti i pouzdanosti opreme kotlova kako bi se osigurala sigurnost i intelektualizacija rada osoblja za održavanje.

Ciljevi i ciljevi

Suvremeni sustavi automatizacije kotla mogu jamčiti bez problema i učinkovito djelovanje opreme bez izravne intervencije operatora. Funkcije osobe smanjene su na online nadzor rada i parametara cijelog skupa uređaja. Automatizacija kotlovnica rješava sljedeće zadatke:

• Automatsko pokretanje i zaustavljanje kotlova.
• Kontrola snage kotla (kaskadna kontrola) u skladu s podešenim početnim postavkama.
• Kontrola pumpi za hranjenje, kontrola razine rashladne tekućine u radnim i potrošačkim krugovima.
• Hitno zaustavljanje i aktivacija signalnih uređaja, ako radne vrijednosti sustava prelaze navedene granice.

Objekt automatizacije

Oprema kotlova kao predmet regulacije složeni je dinamički sustav s mnoštvom međusobno povezanih ulaznih i izlaznih parametara. Automatizacija kotlovnica je komplicirana činjenicom da u parnim jedinicama postoje vrlo velike brzine protoka tehnoloških procesa. Glavne regulirane vrijednosti uključuju:

• Protok i pritisak rashladne tekućine (voda ili para);
• Ispuštanje u peći;
• Razina u spremniku hraniva;
• Posljednjih godina povećane su ekološke zahtjeve za kakvoću pripremljene mješavine goriva i posljedično na temperaturu i sastav dimnih proizvoda.

Razine automatizacije

Stupanj automatizacije naveden je pri projektiranju kotlovnice ili kod remonta / zamjene opreme. Može se nalaziti u rasponu od ručne kontrole prema instrumentima svjedočenja do potpuno automatske kontrole prema algoritmima ovisnim o vremenu. Razina automatizacije prvenstveno se određuje svrhom, kapacitetom i funkcionalnim značajkama rada opreme.

Moderna automatizacija rada kotlovnice podrazumijeva sveobuhvatan pristup - podsustavi za nadzor i regulaciju pojedinih tehnoloških procesa kombiniraju se u jednu mrežu s funkcionalnom grupnom upravljanjem.

Opća struktura

Automatizacija kotlovnica izgrađena je na dvostupanjskoj kontroli. Donja (polje) razina uključuje lokalne automatske uređaje na temelju programabilnih mikrokontrolera koji primjenjuju tehničku zaštitu i međusobno povezivanje, podešavanje i modifikaciju parametara, primarni pretvarači fizičkih veličina. Ovdje je također uključena oprema za pretvorbu, kodiranje i prijenos podataka o podacima.

Gornja razina može se prikazati kao grafički terminal ugrađen u upravljački ormar ili automatiziranu radnu stanicu operatora na temelju osobnog računala. Ovdje se prikazuju sve informacije s nižih razina mikrokontrolera i senzora sustava, a unose se operativne naredbe, prilagodbe i postavke. Uz otpremu procesa, riješeni su zadaci optimiziranja načina rada, dijagnosticiranje tehničkih uvjeta, analiza ekonomskih pokazatelja, arhiviranje i pohranjivanje podataka. Ako je potrebno, podaci se prenose na opći sustav upravljanja poduzećem (MRP / ERP) ili na nagodbu.

Automatizacija opreme kotlova

Suvremeno tržište široko je zastupljeno i zasebnim uređajima i uređajima, te nizom automatizacije domaće i uvezene proizvodnje za parne i toplovodne kotlove. Sredstva automatizacije uključuju:

• Upravljačka oprema za paljenje i prisutnost plamena, pokretanje i upravljanje izgaranjem goriva u komori za sagorijevanje kotla;
• Specijalizirani senzori (mjerači napetosti, temperatura, tlak, analizatori plina itd.);
• Aktuatori (elektromagnetski ventili, releji, servo pogoni, pretvarači frekvencije);
• Kontrolne ploče za kotlove i opremu za kotlove (konzole, senzorske mnemoničke sheme);
• Sklopni ormarići, komunikacijske linije i napajanje.

Prilikom odabira tehničkih sredstava kontrole i nadzora, najviše se pozornosti treba posvetiti automatizaciji sigurnosti, koja isključuje pojavu hitnih i izvanrednih situacija.

Podsustavi i funkcije

Svaka shema automatizacije kotlovnica obuhvaća podsustave za kontrolu, regulaciju i zaštitu. Regulacija se provodi održavanjem optimalnog načina izgaranja postavljanjem pražnjenja u peći, protok primarnog zraka i parametri rashladnog sredstva (temperatura, tlak, protok). Nadzorni podsustav prikazuje stvarne podatke o funkcioniranju opreme na sučelju čovjeka i stroja. Uređaji za zaštitu jamče sprječavanje izvanrednih situacija u slučaju kršenja normalnih radnih uvjeta, opskrbe svjetlosnim ili zvučnim signalom ili zatvaranja kotlova s fiksiranjem uzroka (na grafičkom zaslonu, mnemonički dijagram, štit).

Komunikacijski protokoli

Automatizacija kotlovnica na temelju mikrokontrolera smanjuje uporabu relejnih krugova i upravljačkih vodova u funkcionalnoj shemi . Za komunikaciju između gornje i donje razine kontrolnog sustava, prijenos informacija između senzora i regulatora, industrijska mreža s određenim sučeljem i protokolom za prijenos podataka koristi se za prevođenje naredbi na aktuatore. Najčešće se koriste standardi Modbus i Profibus. Kompatibilni su s većinom opreme za automatizaciju opskrbe toplinom. Oni se razlikuju po visokim pokazateljima pouzdanosti prijenosa informacija, jednostavnim i razumljivim načelima funkcioniranja.

Uštede energije i društvene učinke automatizacije

Automatizacija kotlovnica u potpunosti isključuje mogućnost nesreća s uništenjem kapitalnih struktura, smrti servisnog osoblja. Sustav automatiziranog upravljanja omogućava normalno funkcioniranje opreme tijekom cijelog radnog vremena, čime se smanjuje utjecaj ljudskog faktora.

U svjetlu kontinuiranog porasta cijena goriva, učinak uštede energije automatizacije nije najmanje važan. Uštede prirodnog plina, koje dosežu do 25% za sezonu grijanja, osiguravaju:

• Optimalni omjer "plina / zraka" u mješavini goriva u svim radnim uvjetima kotlovnice, korekcija razine kisika u proizvodima izgaranja;
• Mogućnost individualne prilagodbe ne samo kotlova, već i plinskih plamenika;
• Regulacija ne samo temperature i tlaka rashladne tekućine na ulazu i izlazu kotlova, već također uzimajući u obzir parametre zaštite okoliša (tehnologije ovisne o vremenu).

Osim toga, automatizacija omogućuje primjenu energetski učinkovitog algoritma za grijanje za stambene prostore ili objekte koji se ne koriste vikendima i praznicima.