Система автоматического управления полигоном альтернативных и возобновляемых источников энергии

Заказчик: Филиал НИУ МЭИ в г. Волжском
Исполнитель: ООО «Волжская электроремонтная компания»
Объект: Полигон альтернативных и возобновляемых источников энергии

 Назначение системы

В 2013-2014 годах в филиале МЭИ в г. Волжском была произведена работа по созданию и внедрению системы автоматического управления (САУ) полигоном альтернативных  и возобновляемых источников электрической и тепловой энергии с целью обеспечения централизованного управления оборудованием, регистрации и архивирования параметров технологического процесса.

Решение 

Комплекс альтернативных источников энергии, входящий в состав полигона, состоит из комплекса производства горячей воды, комплекса кондиционирования воздуха, а также комплекса электроснабжения. В качестве альтернативных источников энергии используются:

• солнечные коллекторы (СК) в количестве 8 штук с вакуумными высокотемпературными трубками TZ58/1800-30R1;

• тепловой насос (ТН) Mammoth Mac-05 «воздух–вода»;

• тепловой насос «грунт-вода» (ТН) Mammoth J036WHEBLA/CS;

• трубчатые электронагреватели (ТЭН) в количестве 5 штук;

• ветрогенераторы «Exmork» с вырабатываемой мощностью 2кВт, «Маглев»  1 кВт, «Фламинго АЭРО» 1,6 кВт;

• фотоэлектрические панели в количестве 4 штук суммарной мощностью 800 Вт.

Автоматизированная система сбора данных и управления оборудованием Полигона предназначена для реализации функций автоматического управления и мониторинга технологических процессов Полигона.

Автоматизированная станция включает:

• автоматизированное рабочее место (АРМ) директора института, начальника лаборатории и оператора;

• шкаф автоматики геотермального теплового насоса (ША1);

• шкаф автоматики ветроустановок (ША2);

• шкаф автоматики солнечных коллекторов (ША3).

Рабочие станции (АРМ) директора института и начальника лаборатории являются идентичными  АРМ оператора и дублируют работу друг друга. 

  

Ядром системы является рабочая станция оператора, выполненная на персональном компьютере со SCADA-системой. Рабочая станция (АРМ) оператора осуществляет информационный обмен по сети Ethernet с распределенными станциями автоматики, представляющими из себя полевой уровень автоматизации (шкафы контроллеров).

Управление источниками энергии осуществляется с помощью трёх контроллеров ОВЕН ПЛК160 с модулями ввода-вывода ОВЕН МВ110 и локальными сенсорными панелями Weintek MT8070iH. Обмен с сервером Scada-системы осуществляется по сети Ethernet по протоколу Modbus TCP.

Учет электроэнергии производится электросчетчиками Меркурий в количестве 10 штук, подключенными по сети RS-485  и интегрированными в Scada-систему посредством OPC-сервера.

Созданная SCADA-система имеет следующие технические характеристики:

• 14   устройств ввода-вывода ;

• 198 ОРС-переменных ;

• 152 аварийных сигналов ;

• 7 основных экранов мнемосхем;

• 28 всплывающих окон управления;

• 16  трендов;

• 2 формы отчетных ведомостей.

  

Функции системы

Информационные функции:

• сбор и обработка сигналов от датчиков;

• сбор и обработка информации из электрических схем;

• представление информации о технологическом процессе и состоянии оборудования в виде мнемосхем с индикацией на них значений технологических параметров.

• регистрация контролируемых параметров, событий и автоматическое архивирование их в базе данных. 

• предоставление информации из базы данных в виде трендов, таблиц, графиков. 

• сигнализация аварийных состояний оборудования.

Управляющие функции:

• формирование сигнализации выхода контролируемых параметров за допустимые пределы;

• автоматическое управление параметрами технологического процесса. 

• дистанционное управление технологическим оборудованием с автоматизированного рабочего места оператора. 

• выполнение технологических блокировок.

Сервисные функции:

• контроль и диагностика состояния элементов АС.

Сроки внедрения

Разработка и внедрение САУ заняли 4 месяца. Система введена в эксплуатацию в I квартале 2014 года.

Результат

В результате внедрения САУ были созданы условия для проведения экспериментальных исследований на оборудовании полигона нетрадиционных и возобновляемых источников энергии путем обеспечения централизованного управления оборудованием и регистрации параметров технологического процесса.