Система автоматизации и диспетчеризации предназначена для управления и контроля процесса получения кислорода и водорода на станции производства технологических газов ОАО НЭВЗ (г. Новосибирск). Проект реализован в ноябре 2008 г.
Получение технологических газов осуществляется методом электролиза воды генераторами водорода и кислорода. Генераторные установки имеют собственные локальные системы управления, которые дискретными сигналами обмениваются с системой автоматизации и диспетчеризации. Для нормального функционирования установки получения водорода, кислорода необходимо подавать очищенную воду под определенным давлением к генераторам, и осуществлять их охлаждение. Общий вид генераторной установки приведён на рис. 1.
Рис. 1 Общий вид генераторной установки
Также при работе высокопроизводительной установки производства кислорода и водорода возникает вероятность утечки взрывоопасных газов, что может привести к возникновению аварийной ситуации. С точки зрения обеспечения безопасности необходимо осуществлять контроль содержания объёмной доли газов Н2 и О2 в помещениях, где расположены генераторы и месте расположения резервуарного парка.
Задачи автоматизации и диспетчерского управления данным производством заключаются в следующем:
Структурная схема реализованной системы представлена на рис. 2.
Рис 2 Структурная схема
В состав системы входит ПЛК серии FX3U, панель оператора GOT-940, производства компании Mitsubishi Electric, и компьютер со SCADA-системой MasterSCADA. Указанное оборудование, а также оборудование вспомогательных установок размещено в помещениях, отделенных от помещений генераторов. Категория помещения, в котором расположены генераторы – В-1Б
Сигналы газоанализаторов и местных постов управления поступают на ПЛК через барьеры искробезопасности. Кроме сигналов с датчиков-газоанализаторов на контроллер поступает информация об уровне воды в баке-отстойнике и работы компрессора и холодильной установки, сигналы состояния вспомогательных установок и коммутационной аппаратуры.
Данная система управления выполняет следующие функции:
Контроль содержания объёмной доли газов Н2 и О2 с помощью датчиков-газоанализаторов, аналоговые сигналы с которых заведены на входы контроллера. В случае превышения предаварийного порогового значения содержания объёмной доли газов Н2 и О2, контроллер формирует сигналы включения световой, звуковой сигнализации и сигналы управления приточной, вытяжной вентиляцией. В случае достижения аварийного порогового значения контроллер подает сигнал в систему управления генераторами водорода, кислорода на аварийную остановку генераторов и формирует сигнал на закрытие соответствующих клапанов газопроводов.
Контроль и стабилизация давления воды с помощью управления насосами подачи воды к генераторам.
Поддержание требуемой температуры генераторных установок, путем управления насосами охлаждающей жидкости системы охлаждения генераторных установок.
Управление работой приточной и вытяжной вентиляции в автоматическом режиме с учетом условий окружающей среды, и обеспечение работы по специальному алгоритму в аварийном режимах.
Отображение основных параметров и дистанционное управление в ручном режиме обеспечивается с помощью панели оператора, расположенной на передней двери шкафа управления.
Рис. 3 Скриншот мнемосхемы
Контроль работы установки и диспетчерское управление вентиляционными системами осуществляется с АРМ на базе компьютера оснащённого SCADA-системой MasterSCADA. АРМ оператора установки расположено в помещении диспетчерской и связано со шкафом управления по сети Ethernet. Скриншот одной из мнемосхем приведён на рис. 3
В результате выполненной работы, была разработана и внедрена система управления, обеспечивающая безопасное функционирование установки производства водорода и кислорода, за счет непрерывного контроля процентного содержания в воздухе взрывоопасных газов и удаленного диспетчерского контроля.