ГектИС

Декабрь 2014 г., г.Уральск (Казахстан)

Заказчик: ТОО "Батыс-Энергон"

Система: Siemens (S7-1200, KTP400 mono)

Кол-во ПЛК/контуров регулирования/вх-вых: 1/5/

Суммарная мощность системы/Мощность частотных приводов, кВт: 15/0 

Система предназначена для управления приточно-вытяжной вентиляционной установкой компрессорной станции. 

Вентиляционная установка

Вентиляционное оборудование состоит из приточной установки П1, вытяжных вентиляторов В1, В2, В3, В8 и аварийно-вытяжных вентиляторов АВ4, АВ5, АВ6, АВ7.
Приточная установка забирает воздух с высоты 15 м, подготавливает его (фильтрация и подогрев) и подает в помещение компрессорной.
Работу вытяжных вентиляторов дублируют аварийно вытяжные вентиляторы, которые кроме того включаются от системы газоанализа (порог 1) или от внешних пультов, установленных при входе в помещение компрессорной. Системы вытяжной вентиляции (рабочая и аварийная) приняты во взрывобезопасном исполнении, т.к. в рабочей атмосфере помещения компрессорной возможно присутствие взрывоопасных газов. 

 

Датчики (П1, улица, помещение компрессорной) –– преобразование физических величин параметров процесса в электрические и передача информации логическому устройству.

ШУВ – получение информации о процессе от первичных преобразователей, оценка, принятие решения об управляющем воздействии, передача сигналов управления в силовые шкафы ШПВ, ШАВ.

ШПВ, ШАВ – управление динамическим оборудованием и электроприводами клапанов, преобразование управляющих воздействий на исполнительные устройства вентиляционной установки из информационных сигналов в соответствующие электрические, получение обратной связи о состоянии исполнителей и передача логическому устройству.

Вентиляционное оборудование (П1, В, АВ) – исполнительные устройства – физическое воздействие на технологический процесс, с целью обеспечения функций управления – подогрев, подача и удаление воздуха.

 Во всех рабочих режимах система обеспечивает следующие функции:

1. Подача воздуха в помещение компрессорной.

2. Подогрев приточного воздуха при необходимости.

3. Удаление воздуха из рабочей зоны рабочими вентиляторами.

4. Резервирование работы вытяжных вентиляторов и удаление смеси взрывоопасных газов из рабочей зоны аварийными вентиляторами. 

Датчики

В соответствии с категорией зоны размещения приточной установки П1 датчики приняты в невзрывоопасном исполнении. Реле перепада давления (входной фильтр, вентиляторы П1.1, П1.2) имеют релейный выходной сигнал, настройка реле давления выполняется в соответствии с рекомендациями поставщика (250…300Па) для вентиляторов и входного фильтра. Уставки могут быть изменены в процессе эксплуатации на основании опыта.

Датчики температуры имеют характеристику 50М и подключены к барьерам нормализаторам в шкафу управления (ШУВ). Взрывозащищенное исполнение имеет только датчик температуры помещения компрессорной.

Исполнительные механизмы (ИМ)

Электроприводы клапанов (заслонок), вентиляторы, нагреватели (калориферы) приточной вентиляции П1 имеют общепромышленное исполнение.

Все вентиляторы рабочей вытяжной и аварийной вытяжной вентиляции, а также огнезащитный клапан, установленный на вводе приточной вентиляции в здание имеют вид взрывозащиты Exd (взрывонепроницаемая оболочка).

Кабельные проводки

Наружные кабельные проводки к оборудованию приточной установки и вытяжным вентиляторам проложены в перфорированных оцинкованных лотках, в местах ввода в корпус оборудования предусмотрены уплотняющие устройства. В случае, когда участок кабеля не защищен лотком, кабель дополнительно защищается металлической гофротрубой.

Кабели датчиков и силовые бронированные кабели проложены в разных лотках, в местах пересечений предусмотрено разделения металлической перегородкой. 

 

Шкаф управления вентиляцией – ШУВ. Описание.

Шкаф ПЛК управления вентиляцией (ШУВ) представляет собой программно технический комплект автоматизированного управления подключаемым оборудованием. Сбор данных, анализ информации и управляющие воздействия осуществляются посредством контроллера и панели оператора.

В качестве панели оператора применена базовая модель SIMATIC KTP400 с монохромным STN-дисплеем (интерфейс ETHERNET), размещение на передней дверце шкафа ПЛК.

Предусмотрено отображение состояний элементов системы, генерация сервисных и аварийных сообщений, ввод значений технологических параметров.

Комплект контроллера семейства SIMATIC S7-1200 представлен процессорным модулем CPU 1214C, модулями дискретного ввода (24vdc)/вывода (реле) и модулем аналогового ввода (0…10v / 4...20mA)

Источники питания 24в запитаны от шкафа аварийной вентиляции (ШАВ) – от линии резервированного питания. Контроллерное оборудование, панель оператора, измерительные и контрольные цепи запитаны от источников питания 24В.

Блоки питания Siemens и Omron объединены по «минусу». Нагрузки по блокам питания разнесены таким образом, чтобы снизить вероятность попадания высокого напряжения на низковольтные входы модулей контроллера (подробнее – см. принципиальную схему ШАВ).

ПЛК –технологический контроллер – управляет технологическим процессом согласно

Алгоритму управления, обеспечивает обмен данными с панелью оператора.

Интерфейс оператора реализован посредством сенсорной панели, интуитивно понятен. Более подробно – смотреть описание работы с панелью.

Актуальные технологические уставки хранятся в энергонезависимой памяти ПЛК и могут быть изменены оператором.

Выходные релейные модули защищены предохранителями. Входы и выходы ПЛК

имеют релейную развязку (в шкафу ШУВ) для максимальной защиты дорогостоящего оборудования от возможных неисправностей внешних кабельных проводок.

 

Только сигналы обратной связи о состоянии оборудования ШПВ и ШАВ приходят на вход ПЛК через С.К. соответствующих устройств без дополнительной релейной развязки. Поэтому с указанными сигналами (проводники черного цвета в ШПВ и ШАВ) следует обращаться с особой осторожностью во время наладки или ремонта, во избежание попадания высокого напряжения на входы ПЛК.

 

Примечание: При отказе элементов схемы управления возможен ремонт (замена) неисправных элементов при работе системы. Обязательные условия: квалификация персонала, отключение участка схемы от всех источников напряжения, соблюдение прочих мер безопасности, включая наличие необходимого инструмента.

Например, при замене датчика температуры нужно разомкнуть соответствующую клемму с предохранителем.

 

Шкаф ШУВ имеет внешние кабельные проводки: подключение датчиков перепада давления (dP) и температуры (TE), соединения с силовыми шкафами – управление и обратная связь исполнительных механизмов и пускозащитной аппаратуры. Искробезопасные барьеры-преобразователи сигнала (НПТ – ОВЕН) обеспечивают безопасность подключения датчиков температуры и преобразование их сигналов в стандартный токовый сигнал 4…20мА (-50…+100°С).

 Особенности индикации неисправностей системы красными индикаторами на ШУВ:

 

- Если источником неисправности является оборудование шкафа ШПВ или ШАВ, то соответствующий индикатор загорается и не гаснет до сброса ошибки.

- Если появляется общесистемная ошибка (например, отказ датчика, загрязнение фильтра,), то о ней сигнализирует кратковременное повторяющееся горение индикаторов отказа обоих силовых шкафов.

 

Шкафы силовые приточно вытяжной и аварийной вентиляции – ШПВ и ШАВ. Описание.

Шкафы силовые (приточно-вытяжной вентиляции-ШПВВ и аварийной вентиляции-ШАВ) предназначены для управления вентиляторами и обогревателями приточно вытяжной и аварийной вентиляций соответственно.

Питание шкафов от сети 380в (с изолированной нейтралью) поступает от разных линий, причем для питания ШАВ от резервированной линии питания.

Питание 24в для формирования сигналов обратной связи о состоянии оборудования поступает от источника, расположенного в шкафу ШУВ (ПЛК).

Защитно‐коммутационная аппаратура Schneider Electric. Слаботочные реле ABB.

Обозначение элементов соответствует принципиальной схеме.

 

Управление исполнительными механизмами: каждое устройство защищено автоматическим выключателем. Релейные схемы получают управляющее воздействие от ПЛК (ШУВ), состояние исполнительного механизма передается в ПЛК (24в).

Включение силовых контакторов от ПЛК через промежуточное реле, питание схемы включения

клапанов, вентиляторов выполнено от отдельного автоматического выключателя (с приводом отключения). Что позволяет диагностировать неисправность в работе схем во всех режимах.

При получении сигнала от системы пожарной сигнализации и пожаротушения отключаются все ИМ системы вентиляции средствами электросхемы, не зависимо от действий оператора и и работой ПЛК. Эта схема требует периодического контроля срабатывания под дествием системы пожарной сигнализации или нажатием кнопки «аварийный стоп».

 Принципы резервирования

Оборудование приточной установки П1 резервировано в части вентиляторов (П1.1, П1.2) и клапанов вентиляторов (КП3, КП4). Клапан входящего воздуха КП2, а так же клапаны вентиляторов КП3, КП4 могут быть открыты в ручную.

Резервирование по части управления реализовано дублирующими органами управления и индикации на двери ШПВ.