You are currently viewing Принципы построения компьютерной системы автоматизации шахтной компрессорной станции

Принципы построения компьютерной системы автоматизации шахтной компрессорной станции

Компрессорные станции предназначены для получения сжатого воздуха, являющегося источником энергии для работы пневматического технологического оборудования. Параметром, характеризующим работу компрессоров и присоединенных к ним потребителям, является давление сжатого воздуха: снижение давления у рабочего оборудования снижает его производительность, а увеличение давления выше требуемого приводит к росту потерь (утечек) сжатого воздуха в атмосферу и, следовательно, к ухудшению показателей работы компрессорной станции (увеличиваются удельные энергозатраты на производство сжатого воздуха).

Система автоматизации компрессорной станции должна:

  • Обеспечить работу компрессорных агрегатов с максимальным экономическим эффектом и безопасностью эксплуатации
  • Предотвращать аварийные режимы
  • Обеспечивать частичное или полное исключение обслуживающего персонала
  • Поддерживать давление, требуемое для оптимального проведения технологических процессов
  • Обеспечить автоматическое включение резерва и вывод агрегатов в резерв

На современном этапе научно-технического прогресса все эти задачи наиболее эффективно могут быть решены применением для автоматизации компрессорных станций распределенных микропроцессорных АСУ с двумя уровнями управления и регулируемого электропривода компрессора. На рисунке представлена функциональная структура компрессорной системы автоматизации шахтной компрессорной станции. Верхний уровень управления этой системы включает в себя управляющий компьютер (УК) и оператора (диспетчера). Нижний уровень управления выполнен на программируемых логических контроллерах (ПЛК) по одному на каждый компрессорный агрегат, датчиках и исполнительных устройствах. УК и ПЛК образуют управляющую вычислительную сеть на базе интерфейса RS-485.

Принципы построения компьютерной системы автоматизации шахтной компрессорной станции 1
Рис. 1 - Структурная схема компьютерной системы автоматизации шахтной компрессорной станции

На схеме приняты следующие обозначения:

  • УК — управляющий компьютер
  • ПЛКi, — i-ый программируемый логический контроллер
  • КАi— i-ый компрессорный агрегат; i=1, 2…m — текущий номер КА и ПЛК
  • ПМУ — панель местного управления КА; Д — датчики теплотехнических параметров и состояний элементов КА
  • ДМ — датчик мощности N, потребляемой электроприводами работающих компрессоров станции
  • ДД — датчик давления Р сжатого воздуха
  • Qi – производительность i-го КА
  • X̅ — вектор контролируемых теплотехнических параметров и состояния одного КА
  • U̅ — вектор управляющих воздействий на рабочий и исполнительные приводы одного КА
  • ва — вектор контролируемых параметров и состояний вспомогательных агрегатов станции
  • ва — вектор управляющих воздействий на приводы и узлы вспомогательных агрегатов станции

При этом управляющий компьютер выполняет следующие функции: формирование и задание команд ПУСК/СТОП контроллерам компрессорных агрегатов:

  • Стабилизация давления сжатого воздуха в пневмосистеме, измеряемого датчиком давления ДД в коллекторе станции путем изменения, в соответствии с результатом измерения давления, производительности и количества работающих компрессорных агрегатов
  • Автоматический вывод компрессорных агрегатов из рабочего состояния в резерв и ввод их в работу из резерва при отказе работающих КА, и для поддержания заданного давления в пневмосети
  • Автоматическое управление включением/отключением вспомогательных агрегатов ком­прессорной станции (системы охлаждения, системы смазки КА и др.)

Непрерывное вычисление показателя экономичности работы компрессоров, представляющего собой удельные энергозатраты станции на производство 1 м3 сжатого воздуха:  

Принципы построения компьютерной системы автоматизации шахтной компрессорной станции 2

(1)

где

  • N — мощность, потребляемая из сети электродвигателями работающих компрессоров и измеряемая датчиком ДМ в системе электропитания
  • Q — расход сжатого воздуха, измеряемый датчиком ДР на выходе из коллектора компрессорной станции

Оперативный персонал или УК, используя показатель удельных энергозатрат, при наличии средств регулирования в пневмосети могут поддерживать оптимальное давление сжатого воздуха у потребителя; — визуализация состояния и параметров работы компрессорной станции.

Пуск/останов компрессорных агрегатов станции осуществляется по кольцевой схеме в соответствии с номерами, присвоенными компрессорным агрегатам при предварительной конфигурации системы управления.

Программируемые логические контроллеры выполняют функции локальных управляющих устройств, обеспечивая автоматическое управление, контроль и защиту отдельных компрессорных агрегатов. В качестве ПЛК предлагается использовать технологические контроллеры таких известных производителей, как Tecon, Siemens, Advantech и др.

В качестве управляющего компьютера могут использоваться как промышленные, так и персональные компьютеры.

Источник: Принципы построения компьютерной системы автоматизации шахтной компрессорной станции / А.Е. Медведев // Вестник КузГТУ. — 2007. — №3. — C. 34-35

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработке технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: https://gekoms.org