Компания ПРОЕКТ-П в марте 2014г. для МУП "Вологдагортеплосеть" разработала и внедрила на газовой котельной (г.Вологда, ул.Красноармейская, д.27) систему управления насосной станцией.

Система управления насосной станцией управляет четырьмя подпиточными насосами и поддерживает постоянное давление воды в подпиточном трубопроводе теплосети газовой котельной.
Система управления насосной станцией внедрена взамен устаревшей системе управления на базе прибора WILO SK-702, имеющей следующие недостатки: дискретное управление насосами (двухпозиционное регулирование), низкая скорость реакции при резком изменении расхода подпиточной воды. К недостаткам двух позиционного регулирования относится большая пусковая мощность и слишком частые включения насосов, а также отсутствие возможности плавного регулирования давления. Низкая скорость реакции приводит к провалам давления подпиточной воды при увеличении расхода подпитки и всплескам давления при уменьшении расхода.

Функциональные требования к системе управления насосной станцией:
1. Частотное управление подпиточными насосами (ПИД-регулирование).
2. Поддержание давления воды в подпиточном трубопроводе с точностью 0.1 Бар.
3. Каскадное управление подпиточными насосами (подключение/отключение дополнительных насосов при увеличении/уменьшении расхода подпиточной воды).
4. Обеспечение одинаковой наработки насосов.
5. Контроль обратной связи пускателей и частотных преобразователей.
6. Контроль аварии частотных преобразователей.
7. Защита насосов от сухого хода.
8. Управление насосами и контроль параметров насосной станции посредством сенсорной панели оператора.
9. Регистрация по времени давления воды до и после насосов на USB-флеш-накопитель, а также отображение графика давлений на панели оператора.
10. Запись событий (действия оператора, аварийные события) на USB-флеш-накопитель, а также отображение журнала событий на панели оператора.

Система управления насосной станцией разработана на базе программируемого логического контроллера и модулей ввода-вывода производства Delta Electronics. Контроль и управление технологическим процессом осуществляется посредством цветной сенсорной панели оператора Weintek.

Пульт управления насосной станцией управляет четырьмя насосами. Управление осуществляется по двум группам насосов (в одной группе два насоса). На каждую группу установлен частотный преобразователь. Каждый насос может быть запущен через частотный преобразователь или через электромагнитный пускатель. Включение/отключение дополнительных насосов производится при увеличении/уменьшении расхода подпиточной воды, а также с учетом времени наработки: подключается насос с минимальным временем наработки, отключается — с максимальным временем наработки.

Состав оборудования пульта управления насосной станцией:
— программируемый логический контроллер Delta Electronics DVP20SX211R — 1шт.;
— модуль дискретного ввода-вывода Delta Electronics DVP16SP11R — 1шт.;
— панель оператора Weintek MT6070iH — 1шт.;
— блок питания Mean Well DR-75-24 — 1шт.;
— частотный преобразователь 3.7 кВт Hundai N700E-037HF — 2шт.;
— автоматический выключатель Hundai — 7шт.;
— магнитный контактор Hundai — 8шт.;
— комбинированный оповещатель Октава-220 — 1шт.

Краткое описание графического интерфейса панели оператора:
Главное меню панели оператора состоит из пяти пунктов: МНЕМОСХЕМА, АВАРИИ, ЖУРНАЛ, ГРАФИКИ, СИСТЕМА.
При нажатии кнопки "МНЕМОСХЕМА" открывается экран МНЕМОСХЕМА, на котором отображается технологическая схема насосной станции, управляющие кнопки "ПУСК", "СТОП", "СБРОС", кнопка возврата в главное меню панели оператора "МЕНЮ", а так же кнопки перехода в другие разделы панели оператора: "АВАРИИ", "ЖУРНАЛ", "ГРАФИКИ", "СИСТЕМА".
При нажатии на кнопку "АВАРИИ" главного меню открывается экран АВАРИИ, который содержит две страницы. На страницах экрана АВАРИИ отображаются индикаторы аварий (красные лампочки). При активной аварии соответствующий индикатор мигает красным цветом.
При нажатии на кнопку "ЖУРНАЛ" открывается экран ЖУРНАЛ, который состоит из двух страниц: ЖУРНАЛ (в реальном времени), ЖУРНАЛ (архив). Переход между страницами осуществляется нажатием на соответствующие кнопки "РЕАЛ" и "АРХИВ" экрана ЖУРНАЛ. На странице ЖУРНАЛ (в реальном времени) отображается хронология событий системы телемеханики с момента запуска панели и до текущего времени. События управления и состояния исполнительных механизмов и датчиков отображаются синим цветом. Активные системные и аварийные события отображаются красным цветом, не активные системные и аварийные события отображаются синим цветом. На странице ЖУРНАЛ (архив) отображаются данные в соответствие с индексом архива. Панель оператора хранит историю событий в ежедневной базе на USB-флеш-накопителе в файлах EL_ггггммдд.evt, где ггггммдд показывает год, месяц и день создания файла. Имя файла формируется автоматически.
При нажатии на кнопку "ГРАФИКИ" открывается экран ГРАФИКИ. Экран ГРАФИКИ содержит две страницы: ГРАФИКИ (в реальном времени), ГРАФИКИ (архив). На странице ГРАФИКИ (в реальном времени) отображаются графики зависимости давления воды до и после подпиточных насосов от времени с момента включения пульта управления. На странице ГРАФИКИ (архив) отображаются графики в соответствие с индексом архива. Панель оператора сохраняет графики давлений в ежедневную базу на USB-флеш-накопитель в файлы Parameters_ггггммдд.dtl, где ггггммдд показывает год, месяц и день создания файла. С помощью программы Weintek EasyConverter производится конвертирование файлов журнала событий (*.evt) и графиков параметров (*.dtl) в таблицы формата Microsoft Excel.
При нажатии на кнопку "СИСТЕМА" открывается экран СИСТЕМА, который состоит из шести страниц: Датчики давления, ПИД-регулятор, Насосы, Электрическая схема, Аварии, Прочие настройки. Доступ к экрану СИСТЕМА защищен паролем. На странице Датчики давления задается активность двух датчиков давления воды до- и двух датчиков воды после- подпиточных насосов, отображаются значения датчиков, а также их средние значения. Так же на странице Датчики давления задается уставка давления воды после насосов. На странице ПИД-регулятор задаются настройки коэффициентов ПИД-регулирования, а также отображаются текущее давление воды после насосов, уставка давления и мощность управляющего сигнала. На странице Насосы задается активность насосов (в работе/отключен), отображается время наработки каждого насоса в секундах, а также настройки подключения/отключения дополнительных насосов. На странице Электрическая схема отображается однолинейная силовая электрическая схема пульта управления, на которой изображены состояния автоматический выключателей, частотных преобразователей, электромагнитных пускателей. На странице Аварии задаются настройки аварийных событий: верхние и нижние границы параметров, задержки и т.п. На экране Прочие настройки задаются настройки даты и времени панели оператора, а также пароль доступа к экрану СИСТЕМА.

Краткое описание технологического процесса системы управления насосной станцией:
При нажатии кнопки "ПУСК" (экран МНЕМОСХЕМА) производится запуск насоса с минимальной наработкой по времени через частотный преобразователь. Данному насосу присваивается статус основного насоса системы управления. Насосы, для которых свойство активность = отключен (задается на экране СИСТЕМА страница Насосы) в технологическом процессе не участвуют. В зависимости от давления воды после подпиточных насосов и уставки давления воды в подпиточном трубопроводе производится ПИД-регулирование частотой вращения основного насоса.
При повышении частоты вращения основного насоса выше уставки частоты подключения дополнительного насоса, запускается таймер проверки условия подключения дополнительного насоса, по истечению которого производится подключение дополнительного насоса из второй группы насосов с минимальной наработкой по времени через частотный преобразователь. При этом частота вращения дополнительного насоса плавно увеличивается от 0 до 50 Гц в течение времени разгона. Уставка частоты подключения дополнительного насоса, время проверки условия подключения дополнительного насоса и время разгона дополнительного насоса задаются с панели оператора на экране СИСТЕМА страница Насосы. При дальнейшем повышении частоты вращения основного насоса выше уставки частоты подключения дополнительного насоса, запускается таймер проверки условия подключения дополнительного насоса, по срабатыванию которого производится подключение дополнительного насоса с минимальной наработкой по времени через электромагнитный пускатель. В этот момент частота вращения дополнительного насоса, работающего через частотный преобразователь, сбрасывается до нуля, после чего плавно увеличивается от 0 до 50 Гц в течение времени разгона. Четвертый насос подключается аналогичным образом.
При понижении частоты вращения основного насоса ниже уставки частоты отключения дополнительного насоса, запускается таймер проверки условия отключения дополнительного насоса, по истечению которого запускается процедура отключения дополнительного насоса. Частота вращения дополнительного насоса, работающего через частотный преобразователь, уменьшается от 50 до 0 Гц в течение времени торможения. По срабатыванию таймера времени торможения отключается насос с максимальной наработкой по времени, работающий через электромагнитный пускатель. После отключения насоса, работающего через электромагнитный пускатель, частота вращения дополнительного насоса, работающего через частотный преобразователь, устанавливается равной 50 Гц. Если в системе нет работающих насосов, запущенных через электромагнитные пускатели, то по срабатыванию таймера времени торможения отключается дополнительный насос работающий через частотный преобразователь. Уставка частоты отключения дополнительного насоса, время проверки условия отключения дополнительного насоса и время торможения дополнительного насоса задаются с панели оператора на экране СИСТЕМА страница Насосы.
Для одинаковой наработки насосов по времени производится периодическое переключение основного насоса. При переключении запускается насос с минимальной наработкой по времени. Период переключения основного насоса задается с панели оператора.
При нажатии кнопки "СТОП" (экран МНЕМОСХЕМА) производится останов системы управления.

Дополнительная информация:
Автоматика системы управления насосной станцией производит контроль состояния автоматических выключателей частотных преобразователей, мотор автоматов, контролирует обратные связи с электромагнитных пускателей, снимает сигналы работа и авария с частотных преобразователей. При возникновении аварийной ситуации звучит звуковая сигнализация, событие записывается в журнал событий панели оператора. Сброс звука осуществляется нажатием на кнопку "СБРОС" экрана МНЕМОСХЕМА. При аварийных ситуациях система управления сохраняет свою работоспособность в рамках функционала рабочего оборудования.
В системе управления насосной станцией предусмотрена защита насосов от сухого хода. Авария сухого хода насосов определяется по минимальному давлению воды до насосов.
К пульту управления насосной станцией подключены два датчика давления воды до насосов, и два датчика давления воды после насосов. Данный функционал повышает точность измерения и надежность системы управления, а также дает возможность замены любого датчика без остановки насосной станции. На экране СИСТЕМА страница Датчики давления задается свойство активность датчиков давления (в работе/отключен). Если оба датчика давления до или после насосов активны (в работе), в программе используется среднее значение показаний датчиков. При высокой разности показаний датчиков давления до или после насосов формируется авария соответствующих датчиков давления.