САУ-К Система автоматического управления компрессорами К-250-61-5, ЦТК-275-9, К-500-61-5. - презентация

1 САУ-К Система автоматического управления компрессорами К , ЦТК-275-9, К

2 Назначение САУ-К САУ-К предназначена для автоматического управления компрессорами К , ЦТК 275-9, К , контроля всех технологических параметров и защиты машины от возможных аварийных ситуаций. САУ-К обеспечивает: · контроль технических и технологических параметров; · защиту компрессора при возникновении аварийных ситуаций; · автоматическое регулирование компрессора (одиночное и в составе группы) с целью поддержания заданных параметров производительности; К

3 Структурная схема САУ-К К Приводной электродвигатель Клапаны и вспомогательные механизмы Нижний уровень Верхний уровень ШУ ШС+ПРУ ПУУПП АРМ ПУТО Модем Сигналы датчиков и управления Profinet Profibus Ethernet

4 Основные преимущества САУ-К 1) Повышение эффективности эксплуатации - уменьшение нагрузок на компрессор в режиме холостого хода (глубокое дросселирование) - расширение рабочей зоны компрессора - групповое регулирование 2) Надёжность - современные технические средства от ведущих мировых производителей - резервирование важных составляющих САУ с безударным переходом на резерв, в случае их отказа - возможность ручного управления от ПРУ 3) Индивидуальный подход к объекту управления - разработка оптимальных алгоритмов работы - учёт всех важных параметров и особенностей объектов управления 4) Неограниченные возможности для развития - резервирование входов системы - надстраиваемый верхний уровень 5) Любые дополнительные опции

5 Глубокое дросселирование Повышение эффективности эксплуатации Закрыта Закрыта полностью Открыт полностью Всас воздуха производится через зазоры дроссельной заслонки. В этом состоянии, когда количество воздуха, перекачиваемого компрессором, минимально, а помпаж еще не наступает, нагрузка на компрессор существенно снижается по сравнению со штатным режимом холостого хода, рекомендуемым заводом-изготовителем.

6 Преимущества глубокого дросселирования Повышение эффективности эксплуатации 1) Снижение потребляемой мощности Перевод компрессора в глубокое дросселирование дает снижение потребляемой мощности на холостом ходу примерно на 60% (для компрессоров К-250 и К-500 энергопотребление в глубоком дросселировании составляет 300 и 650 кВт соответственно). 2) Облегчение пуска компрессора Режим пуска является наиболее тяжелым для компрессора с точки зрения нагрузок на элементы его конструкции. Связано это, прежде всего, с высокими пусковыми моментами, которые в два раза превышают номинальные, с прохождением компрессора через зону резонансных механических колебаний и дополнительными нагрузками конструкций при прогреве агрегата. Снижение нагрузки на рабочие колеса компрессора, благодаря глубокому дросселированию, облегчает режим пуска и уменьшает потери ресурса на каждый цикл пуск-останов с 50 до 15 часов. 3) Воздухоохладители не требуют охлаждения Подвод воды к воздухоохладителям может быть выключен на то время, пока компрессор находится в глубоком дросселировании, что также дает некоторую экономию.

7 Внедрение глубокого дросселирования Повышение эффективности эксплуатации 1) Модернизация механических узлов Чтобы добиться минимума энергопотребления при полностью закрытой дроссельной заслонке, необходимо произвести некоторую модернизацию механических узлов компрессора: минимизировать зазоры дроссельной заслонки, усилить всасывающий патрубок, провести ревизию помпажного клапана. Необходимо также провести общее техническое обследование состояния компрессора на предмет выявления возможных источников потерь энергии за счет изношенности механических деталей. 2) Внедрение новых средств автоматизации Со стороны средств автоматизации для обеспечения глубокого дросселирования необходимы: алгоритм ввода компрессора в режим и вывода из него, надежная помпажная защита, срабатывающая при появлении характерных колебаний нагрузки на двигатель главного привода, а также быстродействующие электроприводы дроссельной заслонки и помпажного клапана. Перечисленные выше мероприятия осуществляются при внедрении САУ-К

8 Повышение эффективности эксплуатации Газодинамическая характеристика компрессора Расширение рабочего диапазона Согласно инструкции завода-изготовителя, дроссельная заслонка компрессора в рабочем режиме не может быть открыта менее чем на 22 градуса. На некоторых предприятиях угол открытия дроссельной заслонки ограничивают 30 и более градусами.

9 Повышение эффективности эксплуатации Газодинамическая характеристика компрессора Расширение рабочего диапазона Участок AB – это дополнительная область движения рабочей точки, которая расширяет диапазон регулирования за счет точного определения положения границы зоны помпажа и поддержания минимального запаса производительности.

10 Повышение эффективности эксплуатации Экономия при расширении рабочего диапазона Если при прежнем способе регулирования минимальная потребляемая мощность составляла примерно 950 кВт, то при новом способе регулирования она составляет примерно 800 кВт. В среднем это дает дополнительную экономию электроэнергии в размере 10% от номинальной потребляемой мощности.. Потребление электроэнергии от расхода воздуха

11 Повышение эффективности эксплуатации Меры для расширения рабочего диапазона: 1) Измерять параметры атмосферного воздуха, такие как давление, температура, влажность; 2) Измерять расход воздуха на всасе и давление воздуха в тракте нагнетания компрессора и определять, таким образом, положение рабочей точки компрессора; 3) Периодически вычислять положение границы зоны помпажа и скорость и направление движения рабочей точки компрессора; 4) Регулировать производительность компрессора для поддержания заданного давления (или расхода) в пределах расширенной рабочей зоны путем изменения положения дроссельной заслонки; в случае выхода рабочей точки за нижнюю границу рабочей зоны регулирование производить за счет изменения положения помпажного клапана; 5) Иметь надежную помпажную защиту, срабатывающую при появлении характерных колебаний нагрузки на двигатель главного привода; помпажная защита работает независимо от основного режима регулирования;

12 Повышение эффективности эксплуатации Групповое регулирование Существует два метода группового регулирования производительности компрессоров: - один компрессор находится в состоянии регулирования, а остальные либо полностью нагружены, либо полностью разгружены и отключены от магистрали. - все компрессоры находятся в состоянии регулирования. Второй метод предпочтителен с точки зрения возможностей экономии энергии. Исследованиями доказано, что в этом случае суммарный КПД группы компрессоров выше, а значит затраты электроэнергии при том же количестве производимого сжатого воздуха – ниже. Групповое регулирование производительности позволяет достичь экономии от 3 до 6% на один компрессор. Для того чтобы было возможно групповое управление производительности, необходимо измерять расход воздуха в коллекторе, на который работает группа компрессоров и реализовать действие алгоритма группового управления. Алгоритм, исходя из измеренного текущего потребления сжатого воздуха, рассчитывает уставки производительности для каждого компрессора в группе, стремясь добиться максимального группового КПД.

13 Повышение эффективности эксплуатации Пример расчёта экономии Режим Расширение диапазона Групповое регулирование Глубокое дроссел. Итого кВт Часов в сутки Экономия в год кВт/ч Экономия в год руб. 1 Регулиро вание Регулиро вание Глубокое дроссел Регулиро вание Глубокое дроссел Итого

14 Надёжность Современные технические средства от ведущих мировых производителей. Siemens IAPhoenix ContactMoeller

15 Надёжность SIEMENS IA. Департамент «Промышленная автоматизация» (IA) концерна SIEMENS является крупнейшим мировым производителем технических средств автоматизации, промышленного программного обеспечения, компонентов промышленной связи, коммутационной и защитной аппаратуры. Все изделия SIEMENS IA прошли российскую сертификацию и соответствуют требованиям ГОСТ.

16 Надёжность Phoenix Contact. Phoenix Contact - лидер на рынке инноваций в технологиях промышленных соединений, автоматизации, системах электронных интерфейсов и защите от перенапряжений. Все изделия Phoenix Contact прошли российскую сертификацию и соответствуют требованиям ГОСТ.

17 Надёжность Moeller Moeller - ведущий мировой производитель силового оборудования низкого напряжения, продукции и технологий для автоматизации производственных и технологических процессов. Вся продукция фирмы сертифицирована для применения в России, совместима с аналогичной отечественной и импортной техникой.

18 Надёжность Использование сильнейших сторон Преобразователи интерфейсов Коммутационные устройства Блоки питания Микроконтроллеры Панели оператора Промышленное ПО Пусковые сборки Автоматические выключатели Частотные преобразователи + +

19 Надёжность Резервирование составляющих САУ САУ-К является распределенной отказоустойчивой системой управления реального времени. Оптимальное соотношение надежности системы и ее стоимости достигается за счет применения рациональной структуры системы, т. е. оптимального резервирования элементов и средств технической диагностики: 1) наличие физических кнопок управления основными режимами работы; 2) дублированные цифровые каналы связи между АРМ и ПЛК; 3) дублирование блоков питания и агрегатов бесперебойного питания; 4) дублирование датчиков и измерительных каналов для наиболее важных технологических параметров; 5) возможность замены любого модуля пульта оператора без прекращения выполнения им функций организации человеко-машинного интерфейса и протоколирования технологического процесса.

20 Надёжность Варианты дополнительного резервирования САУ В зависимости от требований заказчика к надёжности и отказоустойчивости системы, САУ-К предусматривает несколько вариантов резервирования: Базовый комплект Полное резервирование Расширенный комплект

21 Надёжность Пульт ручного управления (ПРУ) предназначен для управления системой в ручном режиме, при проведении пуско-наладочных работ с возможностью запуска компрессора в тестовом режиме. Работа ПРУ не зависит от работы системы автоматики, позволяя осуществить запуск компрессора напрямую (в обход цепей управления контроллера), при этом сигнализация по аварийным пределам и технологическим параметрам остается включенной (при работающем ШУ). ПРУ может включать в себя не только индикаторы положения ДЗ, давления на выходе, давление масла (базовая сборка), но и индикатор-регулятор, для поддержания заданной производительности даже в ручном режиме. Возможность ручного управления от ПРУ

22 Индивидуальный подход к объекту управления Разработка оптимальных алгоритмов работы При разработке САУ-К инженеры АСУ имеют полный доступ ко всем этапам производства, испытаний и эксплуатации объектов управления, так как ОАО «Дальэнергомаш» является крупнейшим предприятием Дальнего Востока России в области машиностроения. На основании накопленного более чем за 75 лет опыт производства компрессоров, нагнетателей, паровых и газовых турбин, газоперекачивающих агрегатов, дымососов и вентиляторов, насосов, - всего более ста типов, были разработаны оптимальные алгоритмы для каждого из объектов автоматизации. Эти алгоритмы включают в себя: - пуск агрегата (поэтапный, непрерывный) - останов агрегата (нормальный, аварийный) - постановка агрегата в резерв (горячий, холодный) - проверка работоспособности (САУ-К, узлов агрегата) По требованию заказчика в состав САУ-К может быть включён любой из перечисленных алгоритмов, а так же разработаны индивидуальные режимы работы.

23 Индивидуальный подход к объекту управления Учёт всех важных параметров и особенностей При разработке САУ-К инженеры АСУ имеют возможность консультироваться с людьми, которые многие годы занимающимися проектированием и производством объектов управления, и знают все возможные особенности и нюансы, касающиеся работы агрегата. Вкупе с богатым опытом пуско- наладочных и эксплуатационных работ, при разработке САУ-К были учтены все важные параметры и особенности объектов управления.

24 Неограниченные возможности для развития Резервирование входов системы При базовой комплектации САУ-К имеет зарезервированные входы в количестве около 20% от общего числа сигналов системы. Это позволяет подключать дополнительные аналоговые и дискретные датчики не меняя архитектуры системы. Кроме того, пользуясь инструкцией настройки датчиков, оператор имеет возможность самостоятельно настроить дополнительные входы.

25 Неограниченные возможности для развития Надстраиваемый верхний уровень Верхний уровень САУ-К выполнен на базе компьютера промышленного исполнения с ПО SIMATIC WinCC. В базовой комплектации верхний уровень предназначается для построения SCADA-системы, организующей человеко-машинный интерфейс (HMI) для ряда агрегатов управляемых при помощи САУ-К. Количество таких агрегатов можно увеличить в любой момент времени, при этом не останавливая работу остальных агрегатов.

26 Неограниченные возможности для развития Надстраиваемый верхний уровень Верхний уровень САУ-К выполнен может быть так же использован для внедрения другой САУ, а так же ведения архивных баз данных любой необходимой информации, поступающей по сети Profinet.

27 Любые дополнительные опции По пожеланию заказчика в состав САУ-К могут быть включены любые дополнительные опции, например такие как: - дополнительные исполнительные механизмы, как работающие по готовым алгоритмам, предоставляемыми заказчиком, так и с разработкой алгоритмов работы. - дополнительные контролируемые параметры, как только отображение, так и архивирование, контроль нахождения в заданных границах, оповещения, запуск аварии. - дополнительные кадры (экраны отображения) на панели оператора и АРМ, с любой необходимой заказчику информацией. - изменение комплекта оборудования (число панелей оператора, АРМ, дополнительных защитных систем и т.д.), как в большую, так и в меньшую сторону. - любые другие, после согласования.

28 БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ