Контроллеры для автоматизации управления котлами и котельными

Санкт-петербургская компания "Теплоком" разработала и выпускает специализированные промышленные контроллеры типа “СпеКон” для управления котлами и котельными, применение которых позволяет создавать децентрализованные распределенные системы управления, обладающие большой живучестью и характеризуемые повышенной быстротой реакции на аварийные ситуации (НС).

При этом практически исключается возможность ошибочных действий оператора и несанкционированный доступ к управлению техпроцессом.
“СпеКон” — это семейство моноблочных контроллеров, имеющих встроенную клавиатуру, табло и специализированное программное обеспечение. Данные приборы являются средством измерения и прошли испытания на соответствие классу I в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0 по способу защиты от поражения электрическим током, категории монтажа II и степени загрязнения 2 в соответствии с ГОСТ Р 51350-99 в том, что касается безопасности для категории закрепленного и постоянно подключенного оборудования, степени защиты корпуса от проникновения пыли и воды IР44 в соответствии с ГОСТ 14254, классу “Б” в соответствии с ГОСТ Р 51318.22-99 (СИСПР 22-97) по уровню излучаемых радиопомех, а также категории "А" группы I в соответствии с ГОСТ Р 50839-2000 по устойчивости к электромагнитным помехам. Кроме того, эти приборы прошли промышленные испытания при работе котельной на газовом и жидком топливе.
Базовый вариант контроллера “СпеКон” обеспечивает подключение 32 двухпозиционных входных сигналов (типа "сухой контакт"), 16 унифицированных токовых сигналов (0-5, 0-20, 4-20 мА) или 8 термопреобразователей сопротивления (ТСМ, ТСП, ТСН), или сочетание этих сигналов (например, 4 ТСМ и 8 токовых сигналов), а также 24 двухпозиционных выходных сигналов, обеспечивающих коммутацию нагрузки током до 1 А, напряжением до 250 В и частотой 50 Гц.
Входные и выходные цепи контроллера “СпеКон” гальванически развязаны. Для связи с внешними устройствами (принтер, компьютер, модем, контроллер, радиомодем, радиомаяк) в контроллерах “СпеКон” предусмотрены интерфейсы RS232, RS485, Centronics.
Приведенная погрешность: 0,5%.
Условия эксплуатации контроллеров “СпеКон” следующие: температура окружающего воздуха — от -10° до +50°С, относительная влажность — до 95% при температуре 25°С, вибрация частотой до 25 Гц амплитудой не более 0,1 мм.
Параметры надежности контроллеров “СпеКон” следующие: средняя наработка на отказ — 35 тыс. часов, полный средний срок службы — 10 лет, гарантийный срок — 2 года.

Возможны следующие исполнения контроллеров “СпеКон” для управления водогрейными и паровыми котлами.
Контроллер СК2-00 — предназначен для автоматизации одногорелочных водогрейных и паровых котлов, работающих на природном газе.
СК2-01 — для автоматизации одногорелочных водогрейных котлов, работающих на природном газе или жидком топливе.
СК2-04 — для автоматизации водогрейных и паровых одногорелочных котлов, работающих на природном газе и жидком топливе.
СК3-00 — для автоматизации общекотельного оборудования в котельных с водогрейными и паровыми котлами, работающими на газе.
СК3-01 — для автоматизации общекотельного оборудования в котельных с водогрейными котлами, работающими на природном газе или жидком топливе.
Приборы СК2-00, СК2-01 и СК2-04 обеспечивают штатный пуск, в т.ч. подтверждение выполнения необходимых ручных операций, выбор вида топлива, определение наличия необходимых условий для пуска, предпусковую вентиляцию, розжиг запальной и основной горелок и прогрев котла, регулирование производительности, соотношения газ/воздух, разряжения в топке, расхода воды через котел, уровня воды в барабане котла, штатный останов котла, включая вентиляцию после останова, защиту и сигнализацию, включая контроль режима, аварийный останов, ввод с клавиатуры данных о составе системы, пределах измерения, установках на сигнализацию, коэффициентах регулирования, индикацию на табло состояния исполнительных механизмов (ИМ), хода техпроцесса, показаний параметров, наличия НС, причины аварии, ведение архива параметров, НС, предыстории аварии, управление с клавиатуры ИМ при пуско-наладке и проверке оборудования, работу в тестовом режиме для проверки защит и блокировок с остановом и без останова котла, защиту от ошибок оператора (запрет выполнения недопустимых операций), а также запрет несанкционированного доступа к управлению.
Приборы СК3-00 и СК3-01 обеспечивают формирование команд на пуск и останов котлов, автоматическое регулирование температуры прямой сетевой воды в соответствии с графиком регулирования отопительной нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха, обеспечивая при этом пять режимов теплопотребления: дневной, ночной (выходного дня), экономичный, усиленный, аварийный; автоматическое регулирование температуры воды перед котлами и уровня воды в баках-аккумуляторах ГВС, управление насосами сетевой воды, ГВС, холодной (сырой) воды, рециркуляции сетевой воды, жидкого топлива, АВР насосов, управление электрифицированной общекотельной арматурой, а также аварийную защиту и сигнализацию.

На табло любого из контроллеров “СпеКон” выводятся сообщения о состоянии котла в процессе пуска, регулируемого режима работы, при остановах, авариях, срабатывания установок. Например, "Котел к пуску готов", "Предварительная вентиляция", "Розжиг запальника", "Розжиг горелки", "Прогрев котла".
Имеются различные подсказки оператору. Например, при пуске: "Предварительные операции выполнены?" При ручном управлении ИМ при попытке открыть отсечные газовые клапаны: "Газ отключен?"
Предусмотрены три группы доступа к управлению техпроцессом — соответственно оператора, наладчика и руководителя.
Меню оператора позволяет произвести автоматический пуск и останов котла, просмотреть значения параметров, установок, архивов параметров и нештатных ситуаций. Контроллер “СпеКон” осуществляет автоматический пуск котла только по предъявлению пароля оператора.
Меню наладчика имеет разделы, позволяющие сконфигурировать состав системы, задать аварийные установки, выбрать законы регулирования и установить коэффициенты, задать типы входных сигналов. Предусмотрена возможность ручного управления исполнительными механизмами и регуляторами при пусконаладочных работах. Кроме этого, меню предоставляет возможность выбора режима пуска котла. Вместо автоматического можно выбрать ручной (пошаговый) режим, при работе в котором пуск котла происходит поэтапно, и продолжение процедуры пуска подтверждается наладчиком нажатием клавиши "Пуск".
Меню руководителя предусматривает снятие защит согласно правилам для их проверки без останова котла, а также — в экстренных случаях — при его работе и, кроме того, стирание архива НС.
Алгоритм управления контроллера “СпеКон” обеспечивает регулирование мощности котла в диапазонах 0-(~40)-100%. В диапазоне (~40)-100% регулирование может быть позиционным или пропорциональным. Кроме того, алгоритм обеспечивает работу в режиме "горячий резерв" (пуск и останов котла осуществляется автоматически в зависимости от температуры воды в сети или давления пара), а также контроль факела запальника и горелки одним прибором контроля факела.

Контроллеры “СпеКон” имеют архивы. В архиве параметров регистрируются превышения установок.
Параметры записываются один раз в минуту. Глубина архива — 1 час. В архиве НС регистрируются первопричина аварии и параметры за предшествовавший аварии час. Данный архив создается в случае аварийного останова котла. Предусмотрено хранение 10 предыдущих НС.
Стирание этого архива производится только по предъявлению пароля руководителя.
Контроллеры “СпеКон” позволяют создавать комплекс технических средств (КТС) для автоматизации управления котлами и котельными на однотипных контроллерах, имеющих одинаковый интерфейс пользователя, что создает дополнительное удобство в эксплуатации и сокращает время обучения персонала. КТС СКА001 предназначен для автоматизации котельных с водогрейными и паровыми котлами, работающими на газе. КТС СКА002 предназначен для автоматизации котельных с водогрейными котлами, работающими на природном газе или жидком топливе.
По согласованию с заказчиком в состав КТС могут входить вычислители количества тепла типа ВКТ и газа типа ВКГ, датчики давления и расхода, позиционные датчики, запорная арматура, регулирующие механизмы. Применение контроллеров “СпеКон” с вычислителями ВКТ и ВКГ позволяет создавать интегрированные системы, оптимизирующие технико-экономические показатели.
По данным НПО ЦКТИ, введение пропорционального регулирования для котлов мощностью более 1 МВт вместо позиционного позволяет экономить 2-3% топлива. Использование режима "горячий резерв" также позволит экономить топливо. Только за счет экономии топлива срок окупаемости контроллера “СпеКон” ограничивается тремя-семью месяцами в зависимости от мощности котла и вида топлива. Например, для котла мощностью 1 МВт, работающего на газе, срок окупаемости составляет примерно 6 месяцев.

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ