Шкафы автоматики


Шкаф ИРТЗО

Типовое решение для создания интеллектуальных шкафов управления (ИРТЗО) исполнительными устройствами и функциональными узлами (группами) технологического оборудования

  1. Шкаф ИРТЗО имеет габариты и характеристики присоединения к сборке шкафов, аналогичные типовому шкафу РТЗО.
  2. Модули УСО (если требуется, резервированные) устанавли- ваются непосредственно в шкаф РТЗО на место одного из блоков управления, или в надстройку, устанавливаемую на шкаф.
  3. Команды управления передаются по вычислительной сети, которая может резервироваться.
  4. Допустимое число присоединений увеличивается до 12-16 (в зависимости от типа ИУ).
  5. Высокая помехоустойчивость и широкий температурный диа-пазон работы модулей позволяют размещать шкафы ИРТЗО в тех же местах, где устанавливаются стандартные РТЗО.
  6. Сигналы от пультов местного управления и ключей дистан-ционного управления вводятся через удаленные модули УСО и обрабатываются контроллером аналогично командам от АРМ оператора.
  7. Программа управления исполнительным устройством описы-вается простой таблицей.

Основные характеристики ИРТЗО

Габариты шкафа 800*400*2000-2200мм
Температурный диапазон работы +0-+60°С
Плотность компоновки 12-16 присоединений (в зависимости от типа ИУ)
Типы управляемых исполнительных устройств: Задвижка, шибер, быстрозапорный клапан, регулирующий клапан, насос, вентилятор и т.п.
Питание цепей сигнализации: ~220В, =220В, =24В
Коммутируемые цепи управления: ~220В, =220В, =24В
Возможность контроля тока двигателя Да
Контроль времени исполнения команд Программный
Возможности резервирования: контроллер, модули УСО, клеммники-преобразователи сигналов, сетевой канал Ethernet, сетевой канал RS-485, устройства бесперебойного питания

Преимущества использования шкафов ИРТЗО перед стандартными шкафами РТЗО

  1. По конструкции шкафа управления исполнительными устройствами (РТЗО):
    • программная реализация технологических блокировок и команды «Стоп»;
    • сокращение числа релейных компонентов, повышение надежности релейных схем;
    • сокращение числа клемм;
    • значительное увеличение плотности компоновки шкафа.
  2. По созданию системы управления в целом:
    • значительное сокращение длины кабельных линий и объема монтажных работ;
    • ускорение и существенное упрощение внедрения системы управления группой исполнительных устройств;
    • однотипность конфигураций контроллеров и привязки входных/выходных сигналов;
    • существенное уменьшение площади, требуемой для размещения автоматики;
    • существенное сокращение совокупной стоимости внедрения системы.

Варианты использования ИРТЗО

  1. Управление горелкой газо-мазутного котла

    В соответствии с действующими правилами безопасности по газовому и мазутному хозяйству в зависимости от конструкции горелки (наличие периферийного подвода газа, наличие погорелочного регулирования) на ней устанавливается от 10 до 14 единиц электрифицированной арматуры, запальное устройство (БИР или ЗЗУ) и электромагнитный клапан на запальном газе без сигнала о его положении.

    Для контроля за состоянием горелки также вводятся дискретные сигналы режима управления горелкой, наличия общего факела и факела запальника и аналоговые сигналы давления газа и мазута перед горелкой, положения регулирующих клапанов. В непосредственной близости от горелки располагается щит местного управления (ЩМУ), сигналы, с ключей которого, также должны обрабатываться в АСУТП.

    Система управления горелкой должна соответствовать требованиям по надежности и быстродействию, предъявляемым к системам технологических защит. Должны быть реализованы алгоритмы высокого уровня сложности, включая автоматический розжиг.

    Использование ИРТЗО позволяет реализовать локальную систему управления горелкой в одном шкафу с минимальным объемом монтажных работ:

    • ввод сигналов состояния и выдача управляющих воздействий на все исполнительные устройства горелки производится из резервированной пары модулей дискретного ввода-вывода 64DIO через клеммники, обеспечивающие преобразование уровней сигнала ~220/24 В и =220/24 В.
    • ввод аналоговых технологических параметров горелки и положения регулирующей арматуры производится через модуль аналогового ввода/вывода 9AIO.
    • размещение модулей УСО и силовой коммутационной аппаратуры в одном шкафу сокращает длину кабелей и объем монтажных работ, в среднем, более чем в 2 раза.
    • все алгоритмы управления горелкой, включая регулирование, технологические защиты и блокировки, автоматизированный розжиг реализуются в резервированном контроллере, устанавливаемом на группу горелок. Связь контроллера со шкафами ИРТЗО осуществляется по резервированному каналу RS-485. Реализация технологических защит, защитных блокировок, регулирования и управления наиболее ответственной арматурой резервируется.
    • ввод сигналов c ЩМУ осуществляется через удаленные УСО 64DIO, размещенные в ЩМУ и подключаемые к контроллеру по RS-485.

    Использование стандартных протоколов Modbus RTU/Profibus DP обеспечивают простое включение шкафа управления горелкой в состав АСУТП котла/энергоблока.

  2. Управление аппаратом химводоочистки

    В зависимости от конструкции аппарата химводоочистки (ХВО) на нем, как правило, устанавливается от 7 до 12 единиц запорной арматуры с электро- или пневмоприводами, несколько аналоговых и дискретных датчиков технологических параметров. Для выполнения ремонтно-наладочных работ желательно наличие ЩМУ в непосредственной близости от аппарата.

    Требования по быстродействию системы управления аппаратом ХВО существенно слабее, чем для управления горелкой, но алгоритмы автоматизированной регенерации также имеют высокую сложность.

    Для ХВО, оснащенной арматурой с электроприводом, использование ИРТЗО позволяет реализовать локальную систему управления аппаратом в одном шкафу с минимальным объемом монтажных работ:

    • ввод сигналов состояния и выдача управляющих воздействий на все исполнительные устройства аппарата производится из контроллера через клеммники, обеспечивающие преобразование уровня сигналов ~220/24 В. Резервирование контроллера не требуется.
    • при размещении шкафа ИРТЗО в непосредственной близости от управляемого аппарата длина кабелей сокращается в 3-5 раз, а объем монтажных работ – более чем в 2 раза.
    • все алгоритмы управления аппаратом, включая автоматизированные включение, отключение и регенерацию, реализуются в контроллере, устанавливаемом на группу аппаратов.
    • ЩМУ аппаратом может использовать набор ключей и индикаторов, подключаясь к контроллеру аналогично ЩМУ горелки, но более современным решением является использование переносного электронного пульта управления, подключаемого на ЩМУ к контроллеру по цифровому каналу. Пульт оснащается жидкокристаллическим экраном и функциональной клавиатурой.

Коммуникационные возможности контроллеров Армконт и ПО «САРГОН» обеспечивают простое включение ЛСУ аппарата в состав АСУТП ХВО.

Для ХВО, оснащенной арматурой с пневмоприводом, не менее эффективным является использование аналогичного ИРТЗО интеллектуального шкафа управления, объединяющего контроллерный блок и блоки электропневмопреобразователей.

Использование интеллектуальных шкафов ИРТЗО позволяет построить компактную, типовую, высоконадежную и эффективную локальную систему управления.



Шкаф УСО

Типовое решение для организации ввода-вывода информации по месту расположения датчиков и исполнительных устройств

  • Компактный шкаф (800*400*2000мм) одностороннего обслуживания защищенного исполнения IP54 предназначен для размещения в промышленном помещении в непосредственной близости от датчиков и исполнительных устройств.
  • Высокая помехоустойчивость и широкий температурный диапазон работы модулей ввода-вывода семейства Армконт А4 позволяют устанавливать шкафы УСО в тех же местах, где и стенды датчиков, что значительно сокращает длину сигнального кабеля и объем монтажных работ.
  • Все компоненты шкафа (контроллеры, модули УСО, блоки питания, коммутационная аппаратура) выбираются для длительной работы при температуре до +60 ºС без принудительной вентиляции, что обеспечивает возможность размещения шкафов в сильно загрязненных помещениях, в том числе, в котельном отделении угольной электростанции.
  • Передача информации между модулями УСО и контроллерами осуществляется по резервированным высокоскоростным каналам RS-485. Максимальная скорость передачи данных зависит от удаления ШУСО от контроллера. При стандартной скорости обмена 115,2 кбит/с расстояние может быть до 1200м, при этом время опроса 31 модуля по протоколу Modbus RTU не должно превышать 200 мс (оно зависит от качества реализации канала в контроллере). При увеличении скорости обмена до 1,2 Мбит/с допустимое удаление сокращается до 100м, а время опроса – до 50 мс.
  • Особенно эффективно использование ШУСО для ввода сигналов термопар, т.к. встроенная программно-аппаратная технология компенсации температуры удаленного холодного спая позволяет полностью исключить из системы компенсационный кабель (остаются только короткие участки компенсационного провода от термопары до ближайшей клеммной коробки).
  • Типовой ШУСО включает схему бесперебойного питания от источников ~220В и =220В. Источник ~220В является основным, при пропадании напряжения ~220В производится мгновенное безударное переключение на =220В, а после восстановления – автоматический возврат. При резервировании модулей УСО источники бесперебойного питания также резервируются.

Основные характеристики ШУСО

Габариты шкафа – 800*400*2000мм
Плотность компоновки – до 31 модуля УСО (до 248 аналоговых сигналов)
Удаление ШУСО от контроллера – до 1200м при цикле опроса всех модулей

– до 120м при цикле опроса модулей < 50мс
Компенсация температуры холодного спая сигналов термопар – три варианта
Возможности резервирования: контроллер, модули УСО, клеммники-преобразователи сигналов, сетевой канал RS–485, блоки питания

Преимущества использования ШУСО

  • значительное сокращение длины кабельных линий и объема монтажных работ;
  • ускорение и существенное упрощение внедрения системы;
  • однотипность конфигураций контроллеров и привязки входных/выходных сигналов;
  • существенное уменьшение площади, требуемой для размещения автоматики в кондиционируемых щитовых помеще-ниях;
  • существенное сокращение совокупной стоимости внедрения системы.


Шкаф управления горелкой

В соответствии с действующими правилами безопасности по газовому и мазутному хозяйству в зависимости от конструкции горелки (наличие периферийного подвода газа, наличие погорелочного регулирования) на ней устанавливается от 10 до 14 единиц электрифицированной арматуры, запальное устройство (БИР или ЗЗУ) и электромагнитный клапан на запальном газе без сигнала о его положении. Для контроля за состоянием горелки также вводятся дискретные сигналы режима управления горелкой, наличия общего факела и факела запальника и аналоговые сигналы давления газа и мазута перед горелкой, положения регулирующих клапанов. В непосредственной близости от горелки располагается щит местного управления (ЩМУ), сигналы, с ключей которого, также должны обрабатываться в АСУТП.

Система управления горелкой должна соответствовать требованиям по надежности и быстродействию, предъявляемым к системам технологических защит. Должны быть реализованы алгоритмы высокого уровня сложности, включая автоматический розжиг.

АО «НВТ Автоматика» предлагает типовое решение по автоматизированному управлению газомазутными горелками котла – шкаф автоматизированного управления горелкой ШАУГ.

Системы управления на ШАУГ имеет следующую структуру:

  1. Все электронные и силовые блоки управления арматурой горелки и горелкой в целом размещаются в одном ШАУГ.

    Состав оборудования шкафа рассчитан при условиях:
    • двухпоточная подача газа к горелке;
    • оснащение горелки газовой и мазутной арматурой и датчиками в соответствии с требованиями СО 34.35.677-2003 (Технические требования на систему автоматизированного управления горелками газомазутного котла, способствующую повышению взрывобезопасности при розжиге горелок);
    • наличие регулирующего клапана на газе к горелке и регулирующего шибера на воздухе;
    • отсечная арматура может работать как на постоянном (АТЭК, ТКЗ), так и на переменном (АМАКС) токе; для каждого типа арматуры разработан типовой силовой блок управления.

    В шкафу устанавливаются силовые блоки на всю арматуру горелки и микропроцессорный блок, осуществляющий ввод, вывод и обработку всех аналоговых и дискретных сигналов от датчиков технологических параметров и арматуры горелки. Микропроцессорный блок ШАУГ также является типовым изделием, выпускаемым в двух взаимно-дополняющих модификациях – с управляющими контроллерами или с удаленными УСО.

    В модификации с удаленными УСО

    ШАУГ может подключаться к резервированной паре микропроцессорных контроллеров любого типа, поддерживающих протокол Modbus RTU. При использовании контроллеров Армконт или TREI из состава ПТК «САРГОН» могут быть гарантированы высокая скорость ввода-вывода сигналов, обеспечивающая выполнение требований по реализации микропроцессорных защит.

    В модификации с удаленными УСО контроллерный блок ШАУГ функционирует следующим образом:
    • Ввод сигналов состояния и выдача управляющих воздействий на все исполнительные устройства горелки производится из резервированной пары модулей дискретного ввода-вывода 64DIO через клеммники, обеспечивающие преобразование уровней сигнала ~220/24 В и =220/24 В.
    • Ввод аналоговых технологических параметров горелки и положения регулирующей арматуры производится через модуль аналогового ввода/вывода 9AIO.

    Размещение модулей УСО и силовой коммутационной аппаратуры в одном шкафу сокращает длину кабелей и объем монтажных работ, в среднем, более чем в 2 раза.

    В модификации с контроллерами Армконт-310

    (или не худшими по габаритам, функциональности и уровню электромагнитной защиты) резервированная пара контроллеров устанавливается в ШАУГ вместо пары модулей 64DIO. Ввод-вывод части дискретных сигналов осуществляется при этом через те же клеммники-преобразователи на встроенные модули ввода-вывода контроллеров.

  2. Все алгоритмы управления горелкой, включая регулирование, технологические защиты и блокировки, автома-тизированный розжиг реализуются в резервированном контроллере, устанавливаемом на группу горелок. При использовании контроллеров Армконт-310 оптимальной по критерию удобство применения/стоимость является установка одного контроллерного ШАУГ на группу горелок одного яруса с одной стороны котла (т.е. на 2-4 горелки). Прочие ШАУГ в группе оснащаются удаленными УСО. Связь контроллера со шкафами ШАУГ осуществляется по резервированному каналу RS-485. Реализация технологических защит, защитных блокировок, регулирования и управления наиболее ответственной арматурой резервируется.

  3. Ввод сигналов c ЩМУ осуществляется через удаленные УСО 64DIO, размещенные в ЩМУ и подключаемые к паре кон-троллеров по RS-485. На самом ЩМУ устанавливается набор лампочек и ключей управления арматурой, выдающих сигналы на модуль УСО. Оптимальным является установка каждого ЩМУ на группу расположенных рядом горелок (одного яруса с одной стороны котла). Установка в ЩМУ контроллера или постоянного дисплея нецелесообразна, т.к. стоимость системы существенно возрастет, а высокая температура вблизи горелки значительно увеличит количество отказов ПТК.
Карта сайта   Написать письмо   Главная страница