구현 자동 시스템난방, 환기, 온수 공급에 대한 규제(ASR)는 열에너지 절약을 위한 주요 접근 방식입니다. All-Russian Thermal Engineering Institute(모스크바)에 따르면 개별 난방 지점에 자동 제어 시스템을 설치하면 주거 부문의 열 소비가 5-10%, 행정 구역의 열 소비가 40% 감소합니다. 중앙 난방 지점의 자동화가 실제로 그 기능을 완전히 수행하지 못하는 난방 시즌의 봄-가을 기간에 최적의 조절로 인해 가장 큰 효과가 달성됩니다. 남부 우랄 지역의 대륙성 기후에서는 낮 동안 외부 온도 차이가 15~20°C일 수 있으므로 난방, 환기 및 온수 공급을 위한 자동 제어 시스템의 도입이 매우 중요합니다.
건물의 열 체제 규제
열 체제 관리는 주어진 수준에서 이를 유지하거나 주어진 법률에 따라 변경하는 것으로 귀결됩니다.
난방 지점에서는 주로 온수 공급과 난방이라는 두 가지 유형의 열부하로 조절이 이루어집니다.
두 유형의 열부하 모두 ACP는 온수 공급 물과 난방실 공기의 설정 온도를 변경하지 않고 유지해야 합니다.
난방 제어의 특징은 열 관성이 크고 온수 공급 시스템의 관성은 훨씬 적다는 것입니다. 따라서 난방실의 공기 온도를 안정화하는 작업은 온도를 안정화하는 작업보다 훨씬 어렵습니다. 뜨거운 물온수 공급 시스템에서.
가장 방해가 되는 영향은 외부 기상 조건입니다: 외부 기온, 바람, 태양 복사.
기본적으로는 다음과 같습니다 가능한 계획규제:
- 난방 시스템으로 들어가는 물의 흐름에 영향을 주어 건물 내부 온도와 설정된 온도의 편차를 기반으로 한 규제;
- 설정된 온도에서 내부 온도의 편차로 이어지는 외부 매개 변수의 교란에 따른 조절;
- 외부 및 실내 온도 변화에 따른 규제(교란 및 편차에 의해).
쌀. 2.1 블록 다이어그램실내 온도의 편차에 따라 실내 온도 조절
그림에서. 2.1은 건물 내부 온도의 편차를 기반으로 한 방의 열 체제 제어에 대한 블록 다이어그램을 보여줍니다. 그림 2.2는 외부 매개변수의 교란에 의한 방의 열 체계 제어에 대한 블록 다이어그램을 보여줍니다.
쌀. 2.2. 외부 매개변수의 교란에 의한 방의 열 체계 제어 블록 다이어그램
건물의 열 체제에 대한 내부 교란은 미미합니다.
외란 제어 방법의 경우 외부 온도를 모니터링하기 위해 다음 신호를 선택할 수 있습니다.
- 난방 시스템에 유입되는 물의 온도;
- 난방 시스템에 유입되는 열의 양:
- 냉각수 소비.
ACP는 중앙 집중식 열 공급 시스템의 다음 작동 모드를 고려해야 합니다.
- 열원의 수온은 현재 외부 온도에 따라 제어되지 않으며 이는 내부 온도를 방해하는 주요 요인입니다. 열원의 네트워크 물 온도는 장비의 사용 가능한 화력 및 예측을 고려하여 장기간에 걸친 공기 온도에 따라 결정됩니다. 시간 단위로 측정되는 전송 지연으로 인해 가입자의 네트워크 수온과 현재 외부 온도 간의 불일치도 발생합니다.
- 난방 네트워크의 유압 모드에서는 난방 변전소로의 네트워크 물의 최대 흐름과 때로는 최소 흐름을 제한해야 합니다.
- 온수 공급 부하는 난방 시스템의 작동 모드에 큰 영향을 미치며, 열 공급 시스템의 유형, 연결 다이어그램에 따라 난방 시스템의 수온이 변하거나 낮 동안 난방 시스템의 네트워크 물 소비량이 달라질 수 있습니다. 온수공급 히터와 난방회로의 모습입니다.
방해 제어 시스템
외란 제어 시스템의 특징은 다음과 같습니다.
- 교란의 크기를 측정하는 장치가 있습니다.
- 측정 결과에 따라 조절기는 냉각수 흐름에 제어 효과를 발휘합니다.
- 조절기는 실내 온도에 대한 정보를 수신합니다.
- 주요 교란은 ACP에 의해 제어되는 외부 공기 온도이므로 교란을 제어된다고 합니다.
위의 추적 신호에 대한 교란 제어 방식의 변형:
- 현재 외부 기온을 기준으로 난방 시스템에 유입되는 물의 온도 조절;
- 현재 외기 온도에 따라 난방 시스템에 공급되는 열 흐름을 조절합니다.
- 외부 공기 온도에 따라 네트워크 물 흐름을 조절합니다.
그림 2.1, 2.2에서 볼 수 있듯이 제어 방법에 관계없이 자동 열 공급 제어 시스템에는 다음과 같은 주요 요소가 포함되어야 합니다.
- 주요 측정 장치 - 온도, 유량, 압력, 차압 센서;
- 보조 측정 장치;
- 조절기와 드라이브를 포함하는 액추에이터;
- 마이크로프로세서 조정기;
- 난방 장치(보일러, 공기 히터, 라디에이터).
ACP 열 공급 센서
자동 제어 시스템을 사용하여 사양에 따라 유지되는 열 공급의 주요 매개 변수는 널리 알려져 있습니다.
난방, 환기 및 온수 공급 시스템에서는 일반적으로 온도, 유량, 압력 및 압력 강하가 측정됩니다. 일부 시스템은 열 부하를 측정합니다. 냉각수 매개변수를 측정하는 방법과 방법은 전통적입니다.
쌀. 2.3
그림에서. 2.3은 스웨덴 회사 "Tur and Anderson"의 온도 센서를 보여줍니다.
자동 조절기
자동 조정기는 신호를 수신, 증폭 및 변환하여 제어 변수를 끄고 의도적으로 제어 대상에 영향을 미치는 자동화 도구입니다.
현재는 마이크로프로세서 기반의 디지털 컨트롤러가 주로 사용되고 있다. 이 경우 일반적으로 난방, 환기 및 온수 공급 시스템을 위한 여러 조절기가 하나의 마이크로프로세서 컨트롤러에 구현됩니다.
대부분의 국내외 열공급 시스템 컨트롤러는 동일한 기능을 가지고 있습니다.
- 외부 공기 온도에 따라 조절기는 난방 일정에 따라 건물 난방에 필요한 냉각수 온도를 제공하고 난방 네트워크 파이프라인에 설치된 전기 드라이브로 제어 밸브를 제어합니다.
- 특정 건물의 필요에 따라 난방 일정이 자동으로 조정됩니다. 열 보존의 효율성을 극대화하기 위해 난방 스테이션의 실제 조건, 기후 및 실내 열 손실을 고려하여 공급 일정이 지속적으로 조정됩니다.
- 야간 냉각수 절약은 임시 제어 방법을 통해 달성됩니다. 냉각수를 부분적으로 줄이는 작업 변경은 외부 온도에 따라 달라지므로 열 소비를 줄이는 동시에 아침에 방이 얼지 않고 예열되지도 않습니다. 이 경우 주간난방 모드나 집중난방을 켜는 순간을 자동으로 계산해 원하는 실내온도를 달성한다. 적절한 시간;
- 컨트롤러를 사용하면 가능한 가장 낮은 회수 수온을 보장할 수 있습니다. 동시에 시스템이 동결되지 않도록 보호됩니다.
- 자동 조정이 이루어지며 온수 공급 시스템에 설정됩니다. 온수 공급 시스템의 소비량이 적을 경우 온도의 큰 편차가 허용됩니다(불감대 증가). 이렇게 하면 밸브 스템을 너무 자주 교체하는 것을 방지하고 서비스 수명을 연장할 수 있습니다. 부하가 증가하면 데드존이 자동으로 감소하고 제어 정확도가 증가합니다.
- 설정 초과에 대한 알람이 트리거됩니다. 일반적으로 다음과 같은 경보가 생성됩니다.
- 실제 온도가 설정 온도와 다른 경우 온도 경보;
- 오작동이 발생하면 펌프의 경보 신호가 발생합니다.
- 팽창 탱크의 압력 센서에서 나오는 경보 신호;
- 장비가 지정된 기간 동안 작동한 경우 서비스 수명에 따른 경보 신호가 수신됩니다.
- 일반 알람 - 컨트롤러가 하나 이상의 알람을 등록한 경우
- 제어 대상의 매개변수가 등록되어 컴퓨터로 전송됩니다.
쌀. 2.4
그림에서. 그림 2.4는 Danfoss의 마이크로프로세서 컨트롤러 ECL-1000을 보여줍니다.
규제 당국
액추에이터는 규제 대상에 직접적인 영향을 미치도록 설계된 자동 제어 시스템의 링크 중 하나입니다. 일반적으로 액추에이터는 액추에이터와 제어 요소로 구성됩니다.
쌀. 2.5
액추에이터는 규제 기관의 구동 부분입니다(그림 2.5).
자동 열 공급 제어 시스템은 주로 전기(전자기 및 전기 모터)를 사용합니다.
규제 기관은 규제 대상의 물질 또는 에너지 소비를 변경하도록 설계되었습니다. 계량 및 조절 조절기가 있습니다. 투여 장치에는 장치(디스펜서, 피더, 펌프)의 성능을 변경하여 물질의 흐름을 변경하는 장치가 포함됩니다.
쌀. 2.6
스로틀 제어 요소(그림 2.6)는 흐름 영역을 변경하여 물질의 흐름을 변경하는 가변 유압 저항입니다. 여기에는 제어 밸브, 엘리베이터, 반복 댐퍼, 탭 등이 포함됩니다.
규제 기관은 처리량 Kv, 공칭 압력 Py, 조절기 전체의 압력 강하 Dy, 공칭 보어 Dy 등 다양한 매개변수로 특징지어집니다.
주로 설계 및 치수를 결정하는 규제 기관의 지정된 매개 변수 외에도 특정 사용 조건에 따라 규제 기관을 선택할 때 고려되는 다른 특성이 있습니다.
가장 중요한 것은 종속성을 설정하는 처리량 특성입니다. 대역폭일정한 압력 강하에서 밸브 움직임에 상대적입니다.
스로틀 제어 밸브는 일반적으로 선형 또는 동일한 비율의 흐름 특성을 갖도록 형성됩니다.
선형 처리량 특성의 경우 처리량 증가는 게이트 이동 증가에 비례합니다.
동일한 백분율 처리량 특성을 사용하면 처리량 증가(게이트 이동 변경에 따라)는 현재 처리량 값에 비례합니다.
작동 조건에서 유량 특성 유형은 밸브 전체의 압력 강하에 따라 변경됩니다. 펌핑될 때 제어 밸브는 제어 기관의 개방 정도에 대한 매체의 상대 유량의 의존성을 나타내는 흐름 특성을 특징으로 합니다.
지정된 허용오차 내에서 처리량 특성을 유지하는 가장 작은 처리량 값을 최소 처리량으로 평가합니다.
많은 자동화 사례에서 생산 공정레귤레이터는 조건부 용량과 최소 용량의 비율인 넓은 용량 범위를 가져야 합니다.
자동제어시스템의 안정적인 작동을 위한 필요조건은 다음과 같다. 올바른 선택제어 밸브의 흐름 특성의 형태.
특정 시스템의 경우 흐름 특성은 밸브를 통해 흐르는 매체의 매개 변수 값과 흐름 특성에 의해 결정됩니다. 일반적으로 유량 특성은 처리량 특성과 다릅니다. 왜냐하면 매체의 매개변수(주로 압력 및 압력 강하)가 일반적으로 유량에 따라 달라지기 때문입니다. 따라서 제어 밸브의 선호하는 흐름 특성을 선택하는 작업은 두 단계로 나뉩니다.
- 흐름 특성의 형태를 선택하여 전체 부하 범위에 걸쳐 제어 밸브의 일정한 전달 계수를 보장합니다.
- 주어진 환경 변수 하에서 원하는 흐름 특성 형태를 제공하는 흐름 특성 형태 선택.
난방, 환기 및 온수 공급 시스템을 업그레이드할 때 일반적인 네트워크의 크기, 사용 가능한 압력 및 매체의 초기 압력이 지정되면 규제 기관이 선택됩니다. 최소 소비밸브를 통해 손실은 소스에 의해 생성된 매체의 과도한 압력에 해당하며 흐름 특성의 모양은 지정된 것과 가깝습니다. 제어 밸브를 선택할 때 유압 계산 방법은 상당히 노동 집약적입니다.
AUZHKH Trust 42는 SUSU와 협력하여 가장 일반적인 난방 및 온수 공급 시스템에 대한 규제 당국을 계산하고 선택하는 프로그램을 개발했습니다.
원형 펌프
열 부하의 연결 다이어그램에 관계없이 순환 펌프가 난방 시스템 회로에 설치됩니다(그림 2.7).
쌀. 2.7. 원형 펌프(Grundfog).
속도 컨트롤러, 전기 모터 및 펌프 자체로 구성됩니다. 최신 순환 펌프는 다음과 같은 씰이 없는 펌프입니다. 젖은 로터, 유지 관리가 필요하지 않습니다. 엔진 제어는 일반적으로 수행됩니다. 전자 레귤레이터가열 시스템에 작용하는 외부 방해가 증가하는 조건에서 작동하는 펌프의 성능을 최적화하도록 설계된 속도.
순환 펌프의 작동은 펌프 성능에 대한 압력의 의존성을 기반으로 하며 일반적으로 2차 특성을 갖습니다.
순환 펌프 매개변수:
- 성능;
- 최대 압력;
- 속도;
- 속도 범위.
AUZHKH trust 42에는 계산 및 선택에 필요한 정보가 있습니다. 순환 펌프그리고 필요한 조언을 제공할 수 있습니다.
열교환기
열 공급의 가장 중요한 요소는 열 교환기입니다. 열교환기에는 관형과 판형의 두 가지 유형이 있습니다. 단순화된 방법으로 관형 열교환기는 두 개의 파이프(한 파이프가 다른 파이프 내부에 있음)로 표현될 수 있습니다. 판형 열교환기는 씰이 장착된 해당 골판지 프레임에 조립된 소형 열교환기입니다. 관형 및 판형 열교환기는 온수 공급, 난방 및 환기에 사용됩니다. 모든 열교환기의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.
쉘 앤 튜브 열교환기는 튜브 및 튜브 간 공간의 낮은 물 유속으로 인해 효율성이 낮습니다. 이로 인해 열 전달 계수 값이 낮아지고 결과적으로 크기가 불합리하게 커집니다. 열교환기 작동 중에 스케일 및 부식 생성물 형태의 상당한 침전물이 발생할 수 있습니다. 쉘 앤 튜브 열교환기에서는 침전물을 제거하는 것이 매우 어렵습니다.
관형 열교환기와 비교하여 판형 열교환기는 다릅니다. 효율성 증가난류 냉각수가 역류로 흐르는 플레이트 사이의 열 교환을 개선함으로써 가능합니다. 또한 열교환기 수리는 매우 간단하고 저렴합니다.
판형 열교환기는 사실상 열 손실 없이 가열 지점에서 온수를 준비하는 문제를 성공적으로 해결했으며, 이것이 오늘날 적극적으로 사용되고 있는 이유입니다.
판형 열교환기의 작동 원리는 다음과 같습니다. 열 전달 과정에 관련된 액체는 파이프를 통해 열교환기로 유입됩니다(그림 2.8).
쌀. 2.8
특수한 방법으로 설치된 개스킷은 적절한 채널을 통해 액체의 분배를 보장하여 흐름이 혼합될 가능성을 제거합니다. 플레이트의 주름 유형과 채널 구성은 플레이트 사이에 필요한 자유 통과량에 따라 선택되어 열 전달 과정을 위한 최적의 조건을 보장합니다.
쌀. 2.9
판형 열 교환기(그림 2.9)는 두 유체의 통과를 위해 모서리에 구멍이 있는 주름진 금속판 세트로 구성됩니다. 각 플레이트에는 플레이트 사이의 공간을 제한하고 이 채널의 액체 흐름을 보장하는 개스킷이 장착되어 있습니다. 냉각수 소비, 물리적 특성액체, 압력 손실 및 온도 조건에 따라 플레이트의 수와 크기가 결정됩니다. 주름진 표면은 난류 증가에 기여합니다. 교차 방향으로 접촉하는 주름은 두 냉각수로부터 서로 다른 압력 조건에 있는 플레이트를 지지합니다. 처리량을 변경하려면(열 부하 증가) 열교환기 패키지에 특정 수의 플레이트를 추가해야 합니다.
위의 내용을 요약하면 판형 열교환기의 장점은 다음과 같습니다.
- 컴팩트함. 판형 열교환기는 쉘 앤 튜브 열교환기보다 3배 이상 작고 동일한 출력에서는 6배 이상 가볍습니다.
- 설치 용이성. 열교환기에는 특별한 기초가 필요하지 않습니다.
- 낮은 유지 관리 비용. 난류가 심해 오염이 적습니다. 새로운 열 교환기 모델은 수리가 필요하지 않은 작동 기간을 최대한 연장하는 방식으로 설계되었습니다. 열 교환기의 각 가열 시트를 제거하고 개별적으로 청소할 수 있으므로 청소 및 점검에 시간이 거의 걸리지 않습니다.
- 효율적인 사용열 에너지. 판형 열교환기는 열 전달 계수가 높고 손실이 적으며 열원에서 소비자에게 열을 전달합니다.
- 신뢰할 수 있음;
- 특정 수의 플레이트를 추가하여 열부하를 크게 증가시키는 기능.
규제 대상인 건물의 온도 체계
열 공급의 기술적 프로세스를 설명할 때 정상 상태를 설명하는 정적 계산 방식과 과도 모드를 설명하는 동적 계산 방식을 사용합니다.
열 공급 시스템의 설계 다이어그램은 주요 내부 및 외부 교란 하에서 제어 대상에 대한 입력과 출력 영향 사이의 연결을 결정합니다.
현대식 건물은 복잡한 열 및 전력 시스템이므로 건물의 온도 체계를 설명하기 위해 단순화된 가정이 도입되었습니다.
- 다층 토목 건물의 경우 계산이 수행되는 건물 부분이 현지화됩니다. 건물의 온도 체계는 건물의 바닥 및 수평 배치에 따라 달라지므로 온도 체계는 가장 유리한 위치에 있는 하나 이상의 방에 대해 계산됩니다.
- 방의 대류 열전달 계산은 각 순간의 공기 온도가 방 전체에서 동일하다는 가정에 기초합니다.
- 외부 펜스를 통한 열 전달을 결정할 때 펜스 또는 그 특성 부분은 공기 흐름 방향에 수직인 평면에서 동일한 온도를 갖는다고 가정합니다. 그러면 외부 울타리를 통한 열 전달 과정을 1차원 열전도 방정식으로 설명합니다.
- 실내의 복사열 전달을 계산하면 여러 가지 단순화가 가능합니다.
a) 우리는 방의 공기를 복사 매체로 간주합니다.
b) 표면에서 복사속의 다중 반사를 무시합니다.
다) 복잡한 기하학적 모양우리는 그것들을 더 간단한 것으로 대체합니다. - 실외 기후 매개변수:
a) 특정 지역에서 가능한 외부 기후 지표의 극한 값에서 건물의 온도 체제를 계산하는 경우 울타리의 열 보호와 미기후 제어 시스템의 성능이 지정된 조건의 안정적인 유지 관리를 보장합니다. ;
b) 보다 완화된 요구 사항을 수용하면 특정 시점에 설계 조건과의 편차가 실내에서 관찰될 것입니다.
따라서 외부 기후의 설계 특성을 지정할 때 내부 조건의 가용성을 고려할 필요가 있습니다.
AUZHKH Trust 42의 전문가들은 SUSU의 과학자들과 함께 가입자 입력의 정적 및 동적 작동 모드를 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발했습니다.
쌀. 2.10
그림에서. 2.10은 규제 대상(건물)에 작용하는 주요 방해 요소를 보여줍니다. 열원에서 나오는 열Q원은 대상물의 출력부에서 실내온도 T실을 유지하는 제어작용의 기능을 수행한다. 외부 온도 T out, 풍속 V wind, 일사량 J rad, 내부 열 손실 Q는 교란적인 영향을 미칩니다. 이러한 모든 영향은 시간의 함수이며 본질적으로 무작위입니다. 문제는 열 전달 과정이 비정상적이고 편미분 방정식으로 설명된다는 사실로 인해 복잡해집니다.
다음은 건물의 정적 열 체제를 매우 정확하게 설명하고 열 전달 역학에 대한 주요 장애의 영향을 정 성적으로 평가하고 기본 조절 방법을 구현할 수 있는 난방 시스템의 단순화된 설계 다이어그램입니다. 공간 난방 과정.
현재 복잡한 비선형 시스템(가열실의 열 교환 과정 포함)에 대한 연구는 수학적 모델링 방법을 사용하여 수행됩니다. 애플리케이션 컴퓨터 기술실내 난방 과정의 역학과 가능한 제어 방법을 연구하는 것은 효과적이고 편리한 엔지니어링 방법입니다. 모델링의 효율성은 복잡한 실제 시스템의 역학을 비교적 간단한 응용 프로그램을 사용하여 연구할 수 있다는 사실에 있습니다. 수학적 모델링을 사용하면 지속적으로 변화하는 매개변수와 교란 영향이 있는 시스템을 연구할 수 있습니다. 가열 과정을 연구하기 위해 모델링 소프트웨어 패키지를 사용하는 것은 연구 이후 특히 중요합니다. 분석 방법매우 노동 집약적이며 완전히 사용할 수 없는 것으로 밝혀졌습니다.
쌀. 2.11
그림에서. 2.11은 조각을 보여줍니다 디자인 계획난방 시스템의 정적 모드.
그림에는 다음 기호가 포함되어 있습니다.
- t 1 (T n) - 전력망 공급 라인의 네트워크 물 온도;
- Tn (t) - 외부 공기 온도;
- U - 혼합 계수 혼합 장치;
- ψ - 네트워크 물의 상대적 흐름;
- ΔT - 가열 시스템의 계산된 온도 차이;
- δt - 가열 네트워크의 계산된 온도 차이;
- T in - 가열된 건물의 내부 온도;
- G - 가열 지점에서 네트워크 물 소비;
- D r - 난방 시스템의 수압 강하;
- t-시간.
설치된 장비와 주어진 계산된 난방 부하 Q 0 및 일일 온수 공급 부하 Q r 일정에 대한 가입자 입력을 통해 프로그램을 사용하면 다음 문제 중 하나를 해결할 수 있습니다.
외부 공기 온도 Tn에서:
- 가열 된 건물 T in의 내부 온도를 결정하고 지정된 것은 네트워크 물의 흐름 또는 입력 G c 및 공급 라인의 온도 그래프입니다.
- 알려진 온도로 가열된 건물 T의 지정된 내부 온도를 보장하는 데 필요한 입력 Gc에 대한 네트워크 물의 유량을 결정합니다. 온도 차트난방 네트워크;
- 주어진 공급 물 흐름 G c에서 가열 된 건물 T in의 지정된 내부 온도를 보장하기 위해 난방 네트워크 t 1 (네트워크 온도 그래프)의 공급 라인에 필요한 수온을 결정합니다. 이러한 문제는 모든 난방 시스템 연결 방식(종속, 독립) 및 온수 공급 연결 방식(직렬, 병렬, 혼합)에서 해결됩니다.
표시된 매개변수 외에도 회로의 모든 특징 지점에서의 물 소비량 및 온도, 난방 시스템의 열 소비량, 히터 두 단계의 열 부하, 냉각수 압력 손실이 결정됩니다. 이 프로그램을 사용하면 모든 유형의 열 교환기(쉘 및 튜브 또는 플레이트)를 사용하여 가입자 입력 모드를 계산할 수 있습니다.
쌀. 2.12
그림에서. 그림 2.12는 난방 시스템의 동적 모드 계산 다이어그램의 일부를 보여줍니다.
동적 계산 프로그램 열 정권건물은 다음 문제 중 하나를 해결하기 위해 주어진 설계 난방 부하 Q0에서 선택한 장비로 가입자 입력을 허용합니다.
- 내부 온도의 편차를 기반으로 방의 열 체제에 대한 제어 방식을 계산합니다.
- 외부 매개변수의 교란을 기반으로 실내의 열 체계에 대한 제어 방식을 계산합니다.
- 정성적, 정량적 및 복합 제어 방법을 사용하여 건물의 열 체제 계산;
- 실제 시스템 요소(센서, 제어 밸브, 열 교환기 등)의 비선형 정적 특성을 갖춘 최적 컨트롤러 계산
- 임의의 시간에 따라 변하는 외부 공기 온도 Tn(t)을 사용하려면 다음이 필요합니다.
- 가열된 건물 T in의 내부 온도에서 시간에 따른 변화를 결정합니다.
- 난방 네트워크의 임의의 온도 일정에서 난방 시설 T의 지정된 내부 온도를 보장하는 데 필요한 입력 G c당 네트워크 물 흐름의 시간 경과에 따른 변화를 결정합니다.
- 가열 네트워크 t 1 (t)의 공급 라인에서 수온의 시간 변화를 결정합니다.
이러한 문제는 모든 난방 시스템 연결 방식(종속, 독립) 및 온수 공급 연결 방식(직렬, 병렬, 혼합)에서 해결됩니다.
주거용 건물의 열 공급 자동 제어 시스템 도입
쌀. 2.13
그림에서. 그림 2.13은 난방 시스템의 종속 연결과 온수 공급 히터의 2단계 회로를 갖춘 개별 가열 지점(IHP)의 난방 및 온수 공급을 위한 자동 제어 시스템의 개략도를 보여줍니다. AUZHKH Trust 42에 의해 설치되었으며 테스트 및 작동 검사를 통과했습니다. 이 시스템은 이러한 유형의 난방 및 온수 공급 시스템에 대한 모든 연결 방식에 적용 가능합니다.
이 시스템의 주요 임무는 외부 공기 온도에 대한 난방 및 온수 공급 시스템의 네트워크 물 흐름 변화의 특정 의존성을 유지하는 것입니다.
건물의 난방 시스템은 펌프 혼합 기능을 갖춘 종속 회로를 사용하여 난방 네트워크에 연결됩니다. 가정용 온수 요구에 맞는 온수를 준비하기 위해 혼합 2단계 방식에 따라 난방 네트워크에 연결된 플레이트 히터 설치가 제공됩니다.
건물의 난방 시스템은 주 파이프라인의 분포가 낮은 수직 2파이프 시스템입니다.
건물의 자동 열 공급 제어 시스템에는 다음과 같은 솔루션이 포함됩니다.
- 외부 열 공급 회로의 작동을 자동으로 조절합니다.
- 건물 난방 시스템의 내부 회로를 자동으로 조절합니다.
- 구내에 편안한 체제를 조성합니다.
- DHW 열교환기 작동을 자동으로 조절합니다.
난방 시스템에는 온도 센서와 전기 구동 제어 밸브를 갖춘 건물 난방 회로(내부 회로)용 마이크로프로세서 수온 컨트롤러가 장착되어 있습니다. 외부 공기 온도에 따라 제어 장치는 난방 일정에 따라 건물 난방에 필요한 냉각수 온도를 제공하고 난방 네트워크에서 직접 파이프라인에 설치된 전기 드라이브로 제어 밸브를 제어합니다. 난방 네트워크로 반환되는 반환 물의 최대 온도를 제한하기 위해 반환 물 파이프라인에 설치된 온도 센서에서 가열 네트워크로 전달되는 신호가 마이크로프로세서 컨트롤러에 입력됩니다. 마이크로프로세서 컨트롤러는 난방 시스템이 얼지 않도록 보호합니다. 일정한 차압을 유지하기 위해 온도 조절 밸브에 차압 조절기가 제공됩니다.
건물 구내의 공기 온도를 자동으로 조절하기 위해 난방 장치의 온도 조절 장치가 설계되었습니다. 온도 조절 장치는 편안함을 제공하고 에너지를 절약합니다.
가열 시스템의 전달 파이프라인과 리턴 파이프라인 사이의 일정한 압력차를 유지하기 위해 차압 조절기가 설치됩니다.
열교환기의 작동을 자동으로 조절하기 위해 난방수에 자동 온도 조절기가 설치되어 DHW 시스템에 유입되는 가열수의 온도에 따라 난방수의 공급이 변경됩니다.
1995년 "열 에너지 및 냉각수 회계 규칙"의 요구 사항에 따라 열 에너지의 상업적 계량은 공급 파이프라인에 설치된 열 미터를 사용하여 ITP에 대한 난방 네트워크 입력에서 수행되었습니다. 난방 네트워크와 난방 네트워크로의 복귀 파이프라인에 설치된 부피 측정기.
열량계에는 다음이 포함됩니다.
- 유량계;
- CPU;
- 두 개의 온도 센서.
마이크로프로세서 컨트롤러는 다음 매개변수에 대한 표시를 제공합니다.
- 열량;
- 냉각수 양;
- 냉각수 온도;
- 온도차;
- 열량계 작동 시간.
자동 제어 시스템과 온수 공급의 모든 요소는 Danfoss 장비를 사용하여 제작됩니다.
ECL 9600 마이크로프로세서 조절기는 두 개의 독립 회로로 난방 및 온수 공급 시스템의 물 온도를 제어하도록 설계되었으며 난방 지점에 설치하는 데 사용됩니다.
조절기에는 제어 밸브와 순환 펌프를 제어하기 위한 릴레이 출력이 있습니다.
ECL 9600 컨트롤러에 연결해야 하는 요소:
- 외기 온도 센서 ESMT;
- 순환 회로 2의 냉각수 공급 온도 센서, ESMA/C/U;
- AMB 또는 AMV 시리즈(220V)의 가역 제어 밸브 드라이브.
또한 다음 요소를 추가로 부착할 수 있습니다.
- 순환 회로 ESMA/C/U에서 물 온도 센서 반환;
- ESMR 실내 공기 온도 센서.
ECL 9600 마이크로프로세서 컨트롤러에는 아날로그 또는 디지털 타이머가 내장되어 있으며 LCD 디스플레이가 있어 유지 관리가 쉽습니다.
내장된 표시기는 매개변수를 시각적으로 모니터링하고 조정하는 데 사용됩니다.
내부 공기 온도 센서 ESMR/F가 연결되면 난방 시스템으로 유입되는 냉각수의 온도가 자동으로 조정됩니다.
컨트롤러는 외부 공기 온도에 따라 추적 모드에서 순환 회로의 반환 수온 값을 제한하거나(비례 제한) 순환 회로의 반환 수 온도의 최대 또는 최소 제한에 대해 일정한 값을 설정할 수 있습니다.
편안함과 열 에너지 절약을 제공하는 기능:
- 밤에는 외부 온도에 따라 또는 설정된 감소 값에 따라 난방 시스템의 온도를 낮추고;
- 난방 시스템의 각 온도 감소 기간 후에 증가된 전력으로 시스템을 작동하는 능력(실내의 빠른 가열)
- 기회 자동 종료특정 외부 온도 설정의 난방 시스템(여름철 종료)
- 함께 일할 수 있는 기회 다양한 유형기계화 제어 밸브 드라이브;
- 원격 제어 ESMF/ECA 9020을 사용하는 컨트롤러.
보호 기능:
- 최대값을 제한하고 최소값순환 회로에 공급되는 물의 온도;
- 펌프 제어, 여름철 정기 청소;
- 난방 시스템의 동결 방지;
- 안전 온도 조절 장치 연결 가능성.
자동 열 공급 제어 시스템의 최신 장비
국내외 기업이 폭넓은 선택을 제공 현대 장비거의 동일한 기능을 갖춘 자동 열 공급 제어 시스템:
- 난방 제어:
- 외부 온도 감쇠.
- "월요일 효과"
- 선형 제약.
- 온도 제한을 반환합니다.
- 실내온도보정.
- 배송 일정의 자체 조정.
- 시작 시간 최적화.
- 밤에는 이코노미 모드.
- DHW 제어:
- 저부하 기능.
- 반환 수온 제한.
- 별도의 타이머.
- 펌프 제어:
- 서리 보호.
- 펌프 정지.
- 펌프 산책로.
- 경보:
- 펌프에서.
- 동결 온도에 따라.
- 일반적인.
Danfoss(덴마크), Alfa Laval(스웨덴), Tour and Anderson(스웨덴), Raab Karcher(독일), Honeywell(미국) 등 잘 알려진 회사의 열 공급 장비 세트에는 일반적으로 제어 및 회계 시스템을 위한 다음과 같은 장비 및 장치가 포함됩니다. .
- 건물의 가열점 자동화 장비:
- 열 측정 장비.
- 보조 장비.
- 밸브를 확인하십시오.
- 볼 밸브는 라이저를 밀폐하여 차단하고 물을 배출하기 위해 설치됩니다. 이 경우 열린 상태에서 시스템 작동 중에 볼 밸브실제로 추가적인 저항을 생성하지 않습니다. 건물 입구와 난방 지점의 모든 지점에도 설치할 수 있습니다.
- 배수 볼 밸브.
- 펌프가 정지할 때 물이 공급 라인으로 들어가 리턴 라인으로 들어가는 것을 방지하기 위해 체크 밸브가 설치됩니다.
- 시스템 입구의 배수구에 볼 밸브가 있는 메쉬 필터는 고체 현탁액의 정수를 보장합니다.
- 자동 통풍구는 난방 시스템이 채워질 때뿐 아니라 난방 시스템이 작동하는 동안 자동으로 공기를 배출합니다.
- 라디에이터.
- 대류식 장치.
- 인터콤("Vika" AUZHKH 신뢰 42).
분석은 AUZHKH Trust 42에서 수행되었습니다. 기능성가장 유명한 회사인 Danfoss, Tour 및 Anderson, Honeywell의 자동 열 공급 제어 시스템용 장비. Trust 직원은 이러한 회사의 장비 구현에 대해 자격을 갖춘 조언을 제공할 수 있습니다.
현대 도시의 중요한 공공 서비스는 열 공급입니다. 열 공급 시스템은 주거 및 공공 건물의 난방 서비스, 온수 공급(물 난방) 및 환기에 대한 인구의 요구를 충족시키는 역할을 합니다.
현대 도시 열 공급 시스템에는 열원, 열 전달 네트워크 및 장치, 열 소비 장비 및 장치(난방, 환기 및 온수 공급 시스템) 등의 주요 요소가 포함됩니다.
도시 열 공급 시스템은 다음 기준에 따라 분류됩니다.
- - 중앙 집중화 정도;
- - 냉각수의 종류;
- - 열에너지를 생성하는 방법;
- - 온수 공급 및 난방용 물 공급 방법;
- - 난방 네트워크 파이프라인 수;
- - 소비자에게 열에너지 등을 제공하는 방법
에 의해 중앙 집중화 정도난방용품은 구별된다 두 가지 주요 유형:
- 1) 주로 다층 건물이 있는 도시와 지역에서 개발된 중앙 집중식 열 공급 시스템. 그 중 우리는 다음을 강조할 수 있습니다: 화력 발전소의 열과 전기의 결합 생산을 기반으로 하는 고도로 조직화된 중앙 집중식 열 공급 - 지역 난방 및 지역 난방 및 산업용 난방 보일러 하우스의 중앙 집중식 열 공급;
- 2) 소형 주택 보일러 설비(부속형, 지하실, 지붕), 개별 난방 장치 등의 분산형 열 공급; 동시에 난방 네트워크 및 관련 열에너지 손실이 없습니다.
에 의해 냉각수의 종류증기 및 물 열 공급 시스템이 있습니다. 증기 가열 시스템에서 과열 증기는 냉각수 역할을 합니다. 이러한 시스템은 주로 산업 및 발전 분야의 기술적 목적으로 사용됩니다. 작동 중 위험이 증가하기 때문에 실제로 인구에 대한 도시 열 공급 요구에 사용되지 않습니다.
온수 시스템에서 냉각수는 뜨거운 물입니다. 이러한 시스템은 주로 도시 소비자에게 열에너지를 공급하고, 온수 공급 및 난방을 위해, 경우에 따라 기술 프로세스에 사용됩니다. 우리나라에서는 온수 난방 시스템이 전체 난방 네트워크의 절반 이상을 차지합니다.
에 의해 열 에너지를 생성하는 방법구별하다:
- - 화력 발전소에서 열병합 발전. 이 경우 작동하는 온수증기의 열은 터빈에서 증기가 팽창하면서 전기를 생산하고, 배기증기의 남은 열은 열병합발전소의 난방설비를 구성하는 열교환기에서 물을 가열하는 데 이용됩니다. 식물. 온수는 도시 소비자에게 열을 공급하는 데 사용됩니다. 따라서 화력발전소에서는 높은 전위의 열을 이용해 전기를 생산하고, 낮은 전위의 열을 열 공급에 사용합니다. 이는 열병합 발전의 에너지 의미로, 상당한 절감 효과를 제공합니다. 특정 비용열 및 전기 에너지 생산용 연료;
- - 보일러 설비(열발전소)에서 물을 가열하는 경우 전기 에너지 생성과 분리되는 별도의 열 에너지 생성.
에 의해 급수방식온수 공급을 위해 온수 가열 시스템은 개방형과 폐쇄형으로 구분됩니다. 개방형 온수 난방 시스템에서 온수는 난방 네트워크에서 직접 지역 온수 공급 시스템의 수도꼭지로 공급됩니다. 폐쇄형 온수 난방 시스템에서 난방 네트워크의 물은 온수기(열 교환기(보일러))의 가열을 위한 열매체로만 사용됩니다. 수도물, 이는 지역 온수 공급 시스템으로 들어갑니다.
에 의해 파이프라인 수단일 파이프, 2파이프 및 다중 파이프 열 공급 시스템이 있습니다.
에 의해 소비자에게 제공하는 방식열 에너지는 가입자(소비자)를 난방 네트워크에 연결하는 방식에 따라 단일 단계 및 다단계 열 공급 시스템 간에 다릅니다. 열 소비자를 난방 네트워크에 연결하는 노드를 가입자 입력이라고 합니다. 각 건물의 가입자 입력에는 온수기, 엘리베이터, 펌프, 설비 및 계측 장치가 설치되어 지역 난방 및 물 분배 장치의 매개변수와 냉각수 흐름을 조절합니다. 따라서 가입자 입력을 흔히 MTP(Local Heating Point)라고 합니다. 가입자 입력이 별도의 설비에 대해 구축된 경우 이를 개별발열점(IHP)이라고 합니다.
단일 단계 열 공급 시스템을 구성할 때 열 소비자는 난방 네트워크에 직접 연결됩니다. 가열 장치를 직접 연결하면 가열 네트워크의 허용 압력 한계가 제한됩니다. 고혈압, 냉각수를 운반하는 데 필요합니다. 최종 소비자, 난방기 난방에는 위험합니다. 이 때문에 단일 스테이지 시스템은 난방 네트워크 길이가 짧은 보일러실에서 제한된 수의 소비자에게 열을 공급하는 데 사용됩니다.
다단계 시스템에서는 중앙 난방(CHP) 또는 제어 및 분배 지점(CDP)이 열원과 소비자 사이에 배치되며, 현지 소비자의 요청에 따라 냉각수 매개변수를 변경할 수 있습니다. 중앙 난방 및 분배 센터에는 펌핑 및 물 가열 장치, 제어 및 안전 밸브, 블록이나 지역의 소비자 그룹에 필요한 매개변수의 열 에너지를 제공하도록 설계된 계측기가 장착되어 있습니다. 펌핑 또는 물 가열 장치 사용 주요 파이프라인(첫 번째 단계)은 유통 네트워크(두 번째 단계)로부터 부분적으로 또는 완전히 수력학적으로 격리되어 있습니다. 중앙 가열 지점 또는 분배 지점에서 허용 가능하거나 확립된 매개변수를 가진 냉각수는 두 번째 단계의 공통 또는 별도 파이프라인을 통해 지역 소비자를 위해 각 건물의 MTP로 공급됩니다. 동시에 지역 난방 시설에서 나오는 물의 엘리베이터 혼합, 온수 공급을 위한 물 흐름의 지역 조절 및 열 소비량 측정이 MTP에서 수행됩니다.
1단계와 2단계 가열 네트워크의 완전한 유압 단열 구성은 열 공급의 신뢰성을 높이고 열 전달 거리를 늘리는 가장 중요한 조치입니다. 중앙 난방 스테이션과 열 교환기를 갖춘 다단계 열 공급 시스템을 사용하면 단일 단계 시스템으로 MTP에 설치된 로컬 온수기, 순환 펌프 및 온도 조절기의 수를 수십 배까지 줄일 수 있습니다. 중앙 난방 스테이션에서는 온수 공급 시스템의 부식을 방지하기 위해 지역 수돗물 처리를 구성하는 것이 가능합니다. 마지막으로, 중앙 난방 변전소와 배전 센터를 건설할 때 단위 운영 비용과 운송 변전소의 장비를 유지하기 위한 인력 유지 비용이 크게 절감됩니다.
뜨거운 물이나 증기 형태의 열에너지는 화력 발전소나 보일러실에서 소비자(주거용 건물, 공공 건물및 산업 기업) 특수 파이프 라인-난방 네트워크를 통해. 도시 및 기타 인구 밀집 지역의 난방 네트워크 경로는 엔지니어링 네트워크용으로 예약된 기술 레인에 제공되어야 합니다.
도시 시스템의 현대 난방 네트워크는 복잡합니다. 엔지니어링 구조. 소스에서 소비자까지의 길이는 수십 킬로미터이고 전원 직경은 1400mm에 이릅니다. 열 네트워크에는 열 파이프라인이 포함됩니다. 온도 확장을 감지하는 보상기; 특수 챔버 또는 파빌리온에 설치된 정지, 제어 및 안전 장비; 펌핑 스테이션; 지역난방점(RTP)과 난방점(TP).
난방 네트워크는 정착지의 주요 방향에 배치된 메인 라인, 블록, 소구역 내 유통 네트워크, 개별 건물 및 가입자에 대한 분기로 구분됩니다.
열 네트워크 다이어그램은 일반적으로 방사형 다이어그램으로 사용됩니다. 소비자에게 열 공급이 중단되는 것을 방지하려면 개별 기본 네트워크를 서로 연결하고 지점 사이에 점퍼를 설치해야 합니다. 안에 대도시여러 개의 큰 열원이 있는 경우 링 다이어그램을 사용하여 더 복잡한 가열 네트워크가 구성됩니다.
이러한 시스템의 안정적인 기능을 보장하려면 전체 시스템을 여러 수준으로 나누어 각 수준에 자체 작업이 있고 최상위 수준에서 최하위 수준으로 중요성이 감소하는 계층적으로 구성해야 합니다. 상위 계층 수준은 열원으로 구성되고, 다음 수준은 RTP가 있는 주요 난방 네트워크, 하위는 소비자 입력이 있는 유통 네트워크로 구성됩니다. 열원은 주어진 온도와 압력의 온수를 난방 네트워크에 공급하고 시스템의 물 순환을 보장하며 적절한 유체 역학 및 정압을 유지합니다. 그들은 물의 화학적 정화와 탈기를 수행하는 특수 수처리 공장을 보유하고 있습니다. 주요 열 운반체 흐름은 주요 가열 네트워크를 통해 열 소비 장치로 전달됩니다. RTP에서는 냉각수가 지역 간에 분배되고 자율적인 수력 및 열 체계가 지역 네트워크에서 유지됩니다. 열 공급 시스템의 계층 구조 구성은 작동 중 제어 가능성을 보장합니다.
열공급 시스템의 유압 및 열 모드를 제어하기 위해 자동화되었으며 공급되는 열량은 소비 기준 및 가입자의 요구 사항에 따라 규제됩니다. 가장 많은 양의 열이 건물 난방에 소비됩니다. 난방부하는 외부온도에 따라 변합니다. 열 공급을 소비자와 일관되게 유지하기 위해 열원에서 중앙 조절을 사용합니다. 성취하다 고품질중앙 조절만을 이용한 열 공급은 불가능하므로 가열 지점과 소비자에게 추가 자동 조절. 온수 공급을 위한 물 소비량은 지속적으로 변화하며 안정적인 열 공급을 유지하기 위해 난방 네트워크의 유압 모드가 자동으로 조정되고 온수 온도는 65°C로 일정하게 유지됩니다.
주요 내용 중 체계적인 문제현대 도시의 열 공급 기능을 위한 효과적인 메커니즘의 구성을 복잡하게 만드는 요소는 다음과 같습니다.
- - 열 공급 시스템 장비의 심각한 물리적, 도덕적 마모 및 파손;
- - 난방 네트워크의 높은 수준의 손실;
- - 주민들 사이에 열 계량 장치와 열 공급 조절 장치가 크게 부족합니다.
- - 소비자의 열부하가 과대평가됨
- - 규제 및 입법 체계의 불완전성.
화력 엔지니어링 기업과 난방 네트워크의 장비는 러시아에서 평균적으로 마모 정도가 70%에 달합니다. 안에 총 수난방 보일러 하우스는 작고 비효율적 인 주택이 지배적이며 재건 및 청산 과정이 매우 느리게 진행됩니다. 연간 열용량 증가는 증가하는 부하보다 2배 이상 지연됩니다. 많은 도시에서 보일러 연료 공급이 체계적으로 중단됨에 따라 주거 지역과 주택의 열 공급에 매년 심각한 어려움이 발생합니다. 가을에 난방 시스템의 시작은 몇 달 동안 지속되며 주거용 건물의 "난방" 겨울 기간예외가 아닌 표준이 되었습니다. 장비 교체율은 감소하고, 파손된 장비의 양은 증가하고 있습니다. 이 미리 결정된 최근 몇 년 급격한 상승열 공급 시스템의 사고율.
이 기사는 도시 중앙 난방 시설의 온라인 및 원격 제어를 위한 Trace Mode SCADA 시스템의 사용에 대해 다룹니다. 설명된 프로젝트가 시행된 시설은 아르한겔스크 지역(벨스크 시) 남쪽에 위치해 있습니다. 이 프로젝트는 도시 생활 시설에 난방을 위한 열을 준비 및 분배하고 온수를 공급하는 과정에 대한 운영 모니터링 및 관리를 제공합니다.
CJSC "SpetsTeploStroy", 야로슬라블
문제의 진술과 필요한 기능시스템
우리 회사가 직면한 목표는 사전 단열 파이프를 사용하여 네트워크를 구축하는 고급 건설 방법을 사용하여 도시 대부분에 열 공급을 위한 백본 네트워크를 구축하는 것이었습니다. 이를 위해 15km의 주 난방 네트워크와 7개의 중앙 난방 지점(CHS)이 구축되었습니다. 중앙 난방 스테이션의 목적 - 사용 과열된 물 GT-CHP(130/70°C 일정에 따름)를 사용하여 블록 내 난방 네트워크용 냉각수를 준비하고(95/70°C 일정에 따라) 온수 공급에 필요한 물을 60°C까지 가열합니다. (온수 공급) 중앙 난방 스테이션은 독립적이고 폐쇄적인 방식으로 운영됩니다.
문제를 설정할 때 보장하기 위해 많은 요구 사항이 고려되었습니다. 에너지 절약 원리중앙 난방 스테이션의 작업. 특히 중요한 사항은 다음과 같습니다.
날씨에 따라 난방 시스템을 제어합니다.
주어진 수준(온도 t, 압력 P, 유량 G)에서 DHW 매개변수를 유지합니다.
주어진 수준(온도 t, 압력 P, 유량 G)에서 가열 유체 매개변수를 유지합니다.
현행 규제 문서(ND)에 따라 열 에너지 및 냉각수에 대한 상업 회계를 구성합니다.
모터 수명의 균등화를 통해 펌프(네트워크 및 온수 공급)의 ATS(자동 예비 입력)를 제공합니다.
달력과 실시간 시계를 사용하여 기본 매개변수를 수정합니다.
주기적으로 데이터를 제어 센터로 전송합니다.
측정 장비 및 운영 장비의 진단을 수행합니다.
중앙 난방 지점에서 근무하는 직원이 부족합니다.
비상 상황 발생을 모니터링하고 서비스 담당자에게 즉시 알립니다.
이러한 요구 사항의 결과로 기능이 정의되었습니다. 생성된 시스템작동 원격 제어. 기본 및 보조 자동화 및 데이터 전송 도구가 선택되었습니다. 시스템 전체의 운용성을 보장하기 위해 SCADA 시스템이 선택되었습니다.
필요하고 충분한 시스템 기능:
1_정보 기능:
기술적 매개변수의 측정 및 제어;
설정된 한계로부터 매개변수의 편차를 경보 및 등록합니다.
직원에 대한 운영 데이터의 형성 및 배포
매개변수 기록 보관 및 보기
2_제어 기능:
중요한 공정 매개변수의 자동 조절;
주변 장치(펌프)의 원격 제어;
기술적 보호 및 차단.
3_서비스 기능:
실시간으로 소프트웨어 및 하드웨어 복합체의 자가 진단;
요청 시, 긴급 상황 발생 시 일정에 따라 제어 센터로 데이터를 전송합니다.
컴퓨팅 장치 및 입력/출력 채널의 성능과 올바른 기능을 테스트합니다.
자동화 도구 선택에 영향을 준 요인
그리고 소프트웨어?
주요 자동화 도구의 선택은 주로 가격, 신뢰성, 구성 및 프로그래밍의 다양성이라는 세 가지 요소를 기반으로 했습니다. 예, 독립적인 작업자유롭게 프로그래밍 가능한 Saia-Burgess PCD2-PCD3 시리즈 컨트롤러는 중앙 난방 센터와 데이터 전송용으로 선택되었습니다. 제어실을 만들기 위해 국내 SCADA 시스템 Trace Mode 6을 선택하여 데이터 전송을 위해 일반 셀룰러 통신을 사용하기로 결정했습니다. 데이터 전송 및 SMS 메시지에는 일반 음성 채널을 사용하여 긴급 상황 발생을 직원에게 즉시 알립니다. .
시스템의 작동 원리는 무엇입니까
추적 모드에서 제어 구현의 기능은 무엇입니까?
많은 유사한 시스템과 마찬가지로 규제 메커니즘에 직접적인 영향을 미치는 관리 기능은 하위 수준에 부여되고 전체 시스템의 관리는 상위 수준에 부여됩니다. 하위 레벨(컨트롤러)의 동작과 데이터 전송 과정에 대한 설명은 일부러 생략하고 바로 상위 레벨의 설명으로 넘어갑니다.
편리한 사용을 위해 제어실이 갖춰져 있습니다. 개인용 컴퓨터(PC) 모니터 2개. 모든 지점의 데이터는 디스패치 컨트롤러로 흐르고 RS-232 인터페이스를 통해 PC에서 실행되는 OPC 서버로 전송됩니다. 이 프로젝트는 Trace Mode 버전 6에서 구현되었으며 2048개 채널용으로 설계되었습니다. 이것이 설명된 시스템 구현의 첫 번째 단계입니다.
추적 모드에서 작업 구현의 특별한 특징은 도시 지도와 가열 지점의 니모닉 다이어그램 모두에서 온라인으로 열 공급 프로세스를 모니터링할 수 있는 기능을 갖춘 다중 창 인터페이스를 생성하려는 시도입니다. 다중 창 인터페이스를 사용하면 디스패처 디스플레이에 충분하고 동시에 중복되지 않는 많은 양의 정보를 표시하는 문제를 해결할 수 있습니다. 다중 창 인터페이스의 원리를 통해 창의 계층 구조에 따라 모든 프로세스 매개변수에 액세스할 수 있습니다. 또한 이러한 인터페이스는 Microsoft 제품군의 널리 사용되는 제품과 모양이 매우 유사하고 개인용 컴퓨터 사용자에게 친숙한 유사한 메뉴 장비 및 도구 모음을 갖기 때문에 현장에서 시스템 구현을 단순화합니다.
그림에서. 1은 시스템의 메인 화면을 보여준다. 열원(CHP)과 중앙 가열점(1차부터 7차까지)을 나타내는 주난방망을 개략적으로 표시합니다. 해당 화면에는 해당 시설의 긴급 상황 발생 상황, 현재 상황에 대한 정보가 표시됩니다. 외부 온도각 지점에서 마지막으로 데이터를 전송한 항공, 날짜 및 시간. 열 공급 개체에는 팝업 팁이 장착되어 있습니다. 비정상적인 상황이 발생하면 다이어그램의 개체가 "깜박이기" 시작하고, 데이터 전송 날짜 및 시간 옆의 알람 보고서에 이벤트 기록과 빨간색 깜박이는 표시가 나타납니다. 중앙 난방 스테이션과 전체 난방 네트워크에 대한 확대된 열 매개변수를 전체적으로 볼 수 있습니다. 이렇게 하려면 경보 및 경고 보고서 목록("OT&P" 버튼) 표시를 비활성화해야 합니다.
쌀. 1.시스템의 메인 화면입니다. Velsk의 열 공급 시설 배치
가열 지점의 모형 다이어그램으로 전환하는 것은 두 가지 방법으로 가능합니다. 도시 지도에서 아이콘을 클릭하거나 가열 지점이 표시된 버튼을 클릭해야 합니다.
가열 지점의 모식도가 두 번째 화면에 열립니다. 이는 중앙 난방 스테이션의 특정 상황을 편리하게 모니터링하고 시스템의 일반적인 상태를 모니터링하기 위해 수행됩니다. 이 화면에서는 열량 측정기에서 판독되는 매개변수를 포함하여 제어되고 조정 가능한 모든 매개변수가 실시간으로 시각화됩니다. 모든 기술 장비 및 측정 장비에는 기술 문서에 따른 팝업 팁이 장착되어 있습니다.
니모닉 다이어그램에 표시된 장비 및 자동화 장비의 이미지는 실제 모습과 최대한 유사합니다.
다음 단계의 다중 창 인터페이스에서는 열 전달 과정을 직접 제어하고, 설정을 변경하고, 작동 장비의 특성을 확인하고, 변경 내역과 함께 매개변수를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
그림에서. 그림 2는 주요 자동화 장비(컨트롤러 및 열 계산기)를 보고 제어하기 위한 화면 인터페이스를 보여줍니다. 컨트롤러 제어 화면에서는 SMS 메시지 전송을 위한 전화번호 변경, 긴급 및 안내 메시지 전송 금지/허용, 데이터 전송 빈도 및 전송량 제어, 계측기 자가 진단을 위한 매개변수 설정 등이 가능합니다. 열량계 화면에서 모든 설정을 보고, 사용 가능한 설정을 변경하고, 컨트롤러와의 데이터 교환 모드를 제어할 수 있습니다.
쌀. 2."Vzlyot TSriv" 열량계 및 PCD253 컨트롤러용 제어 화면
그림에서. 그림 3은 제어 장비(제어 밸브 및 펌프 그룹)에 대한 팝업 패널을 보여줍니다. 이 장비의 현재 상태, 오류 정보 및 자가 진단 및 테스트에 필요한 일부 매개변수를 표시합니다. 따라서 펌프의 경우 매우 중요한 매개변수는 공회전 압력, 고장 간격 및 시동 지연입니다.
쌀. 3.펌프 그룹 및 제어 밸브용 제어판
그림에서. 그림 4는 변경 내역을 볼 수 있는 기능을 갖춘 그래픽 형식으로 매개변수 및 제어 루프를 모니터링하는 화면을 보여줍니다. 가열점의 모든 제어 매개변수는 매개변수 화면에 표시됩니다. 그들은 다음과 같이 그룹화됩니다. 물리적 의미(온도, 압력, 유량, 열량, 화력, 조명). 제어 루프 화면에는 모든 매개변수 제어 루프가 표시되고 데드존, 밸브 위치 및 선택한 제어 법칙을 고려하여 설정된 현재 매개변수 값이 표시됩니다. 화면의 모든 데이터는 Windows 응용 프로그램에서 일반적으로 허용되는 디자인과 유사하게 페이지로 구분됩니다.
쌀. 4.매개변수 및 제어 회로의 그래픽 표시 화면
모든 화면은 두 개의 모니터 공간으로 이동하여 동시에 여러 작업을 수행할 수 있습니다. 열 분배 시스템의 문제 없는 작동에 필요한 모든 매개변수를 실시간으로 사용할 수 있습니다.
시스템을 개발하는 데 얼마나 시간이 걸렸나요?개발자는 몇 명 있었나요?
추적 모드의 파견 및 제어 시스템의 기본 부분은 이 기사의 저자가 한 달 이내에 개발하여 벨스크 시에서 출시되었습니다. 그림에서. 시스템이 설치되어 운영되고 있는 임시상황실의 사진을 보여드립니다. 시운전. 안에 현재 순간우리 조직은 또 다른 가열 지점과 비상 열원을 가동하고 있습니다. 이러한 시설에는 특수 제어실이 설계되고 있습니다. 시운전 후에는 8개의 가열 지점이 모두 시스템에 포함됩니다.
쌀. 5.임시 파견자 직장
자동화된 공정 관리 시스템을 운영하는 동안 파견 서비스에서 다양한 의견과 제안이 발생합니다. 따라서 시스템은 운영자의 운영 특성과 편의성을 개선하기 위해 지속적으로 업데이트되고 있습니다.
이러한 관리 시스템을 구현하면 어떤 효과가 있나요?
장점과 단점
이 글에서 저자는 평가를 시작하지 않습니다. 경제적 효과디지털 관리 시스템을 구현하는 것에서부터 시작됩니다. 그러나 시스템 서비스에 참여하는 인력이 줄어들고 사고 건수가 크게 감소하므로 비용 절감 효과는 분명합니다. 게다가 환경에 미치는 영향도 명백합니다. 또한 이러한 시스템을 구현하면 예상치 못한 결과를 초래할 수 있는 상황에 신속하게 대응하고 제거할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 고객의 전체 작업 복합체(난방 주전원 및 가열 지점 건설, 설치 및 시운전, 자동화 및 파견)에 대한 투자 회수 기간은 5~6년입니다.
작업 제어 시스템의 장점은 다음과 같습니다.
정보 표시의 가시성 그래픽 표현물체;
애니메이션 요소는 프로그램 시청의 시각적 효과를 향상시키기 위해 특별히 프로젝트에 추가되었습니다.
시스템 개발 전망
열 공급의 특징은 열 공급과 열 소비 모드의 엄격한 상호 영향뿐 아니라 여러 제품(열 에너지, 전력, 냉각수, 온수)에 대한 전달 지점의 다양성입니다. 열 공급의 목적은 발전과 운송을 보장하는 것이 아니라 각 소비자를 위해 이러한 제품의 품질을 유지하는 것입니다.
이 목표는 시스템의 모든 요소에서 안정적인 냉각수 유량을 통해 상대적으로 효과적으로 달성되었습니다. 우리가 사용하는 "품질" 규정은 본질적으로 냉각수 온도의 변화만을 의미합니다. 소비가 통제된 건물의 출현으로 건물 자체의 비용을 일정하게 유지하면서 네트워크의 수력 체제를 예측할 수 없게 되었습니다. 이웃 주택의 불만은 순환 증가와 그에 따른 대규모 과열로 제거되어야 했습니다.
오늘날 사용되는 수력학적 계산 모델은 주기적인 교정에도 불구하고 내부 열 발생 및 온수 소비량의 변화는 물론 태양, 바람, 비의 영향으로 인한 건물 입력의 유속 편차를 설명할 수 없습니다. 실제 정성적, 정량적 규제를 위해서는 시스템을 실시간으로 "확인"하고 다음 사항을 보장해야 합니다.
- 최대 배송 지점 수 제어;
- 공급, 손실 및 소비의 현재 균형을 편집합니다.
- 수용할 수 없는 체제 위반의 경우 통제 조치.
관리는 가능한 한 자동화되어야 합니다. 그렇지 않으면 구현이 불가능합니다. 과제는 과도한 제어 지점 장비 비용을 발생시키지 않고 이를 달성하는 것이었습니다.
요즘은 건물이 많이 들어서면 측정 시스템유량계, 온도 및 압력 센서를 재무 계산에만 사용하는 것은 무리입니다. ACS "Teplo"는 주로 "소비자로부터" 정보의 일반화 및 분석을 기반으로 구축되었습니다.
자동화된 제어 시스템을 만들 때 오래된 시스템의 일반적인 문제가 극복되었습니다.
- 계량 장치 계산의 정확성과 검증할 수 없는 아카이브에 있는 데이터의 신뢰성에 대한 의존성;
- 측정 시간의 불일치로 인해 운영 잔액을 집계할 수 없음
- 빠르게 변화하는 프로세스를 제어할 수 없음;
- "러시아 연방의 중요 정보 인프라 보안에 관한" 연방법의 새로운 정보 보안 요구 사항을 준수하지 않습니다.
시스템 구현 효과:
소비자 서비스:
- 모든 유형의 상품 및 상업적 손실에 대한 실제 잔액 결정:
- 가능한 부외 소득 결정;
- 실제 전력 소비 제어 및 연결 사양 준수
- 지불 수준에 따른 제한 도입;
- 두 부분으로 구성된 관세로의 전환;
- 소비자와 협력하는 모든 서비스에 대한 KPI를 모니터링하고 작업 품질을 평가합니다.
작업:
- 난방 네트워크의 기술적 손실 및 균형 결정;
- 실제 상황에 따른 파견 및 비상 통제;
- 최적의 온도 일정을 유지합니다.
- 네트워크 상태 모니터링;
- 열 공급 모드 조정;
- 폐쇄 및 정권 위반을 통제합니다.
개발 및 투자:
- 개선 프로젝트 실행 결과에 대한 신뢰성 있는 평가;
- 투자 비용의 영향 평가;
- 실제 전자 모델의 열 공급 방식 개발;
- 네트워크 직경 및 구성 최적화;
- 대역폭의 실제 보유량과 소비자 간의 에너지 절약을 고려하면서 연결 비용을 줄입니다.
- 수리 계획
- 조직 협동 CHP 및 보일러 하우스.
V.G. 세메노프, 편집장, “열공급 소식”
시스템 개념
모두는 "열 공급 시스템", "제어 시스템", "라는 표현에 익숙합니다. 자동화 시스템관리". 모든 시스템에 대한 가장 간단한 정의 중 하나는 상호 연결된 작동 요소 세트입니다. 학자 P.K. Anokhin은 더 복잡한 정의를 내렸습니다. "시스템은 상호 작용이 집중된 유용한 결과를 얻기 위해 상호 작용의 성격을 띠는 선택적으로 관련된 구성 요소의 복합체라고만 불릴 수 있습니다." 이러한 결과를 얻는 것이 시스템의 목표이며, 필요에 따라 목표가 형성됩니다. 시장 경제에서 기술 시스템과 그 관리 시스템은 수요, 즉 누군가가 기꺼이 지불하려는 만족에 대한 필요성을 기반으로 형성됩니다.
기술 열 공급 시스템은 매우 엄격한 기술 연결을 갖는 요소(CHP, 보일러실, 네트워크, 비상 서비스 등)로 구성됩니다. " 외부 환경» 기술적 열 공급 시스템의 경우 다양한 유형의 소비자가 있습니다. 가스, 전기, 급수망; 날씨; 새로운 개발자 등 그들은 에너지, 물질 및 정보를 교환합니다.
모든 시스템은 원칙적으로 구매자 또는 승인된 기관. 이는 열 공급 품질, 생태, 노동 안전 및 가격 제한에 대한 요구 사항입니다.
환경의 부정적인 영향(다양한 수준의 행정부의 미숙련 행동, 다른 프로젝트와의 경쟁...)을 견딜 수 있는 능동적 시스템과 이러한 속성이 없는 수동적 시스템이 있습니다.
열 공급의 운영 기술 관리 시스템은 일반적인 인간입니다. 기계 시스템, 그다지 복잡하지 않으며 자동화하기가 매우 쉽습니다. 실제로 이들은 시스템의 하위 시스템입니다. 높은 수준- 제한된 지역의 열공급 관리.
제어 시스템
관리는 시스템에 의도적으로 영향을 미치는 프로세스로, 조직의 증가를 보장하고 하나 또는 다른 목표를 달성합니다. 유익한 효과. 모든 제어 시스템은 제어 및 제어 하위 시스템으로 구분됩니다. 제어 하위 시스템에서 제어 대상 시스템으로의 통신을 직접 통신이라고 합니다. 이 연결은 항상 존재합니다. 반대 방향의 연결을 역방향이라고 합니다. 피드백의 개념은 기술, 자연, 사회의 기본입니다. 강력한 피드백 루프가 없는 관리는 오류를 자체 식별하고 문제를 공식화하는 능력이 없으며 시스템의 자체 규제 기능과 경험 및 경험을 사용할 수 없기 때문에 효과적이지 않다고 여겨집니다. 전문가의 지식.
S. A. Optner는 경영이 피드백의 목표라고 믿습니다. “피드백은 시스템에 영향을 미칩니다. 충격은 이를 가능하게 하는 힘을 자극하여 시스템의 기존 상태를 변경하는 수단입니다.”
B가 맞아요 조직화된 시스템매개변수가 표준에서 벗어나거나 표준에서 벗어나는 경우 올바른 방향개발은 피드백으로 발전하고 관리 프로세스를 시작합니다. “표준에서 벗어난 것 자체가 표준으로 돌아가려는 인센티브 역할을 합니다”(P.K. Anokhin). 자신의 목표가 무엇인지도 매우 중요합니다. 제어 시스템관리 시스템의 목적, 즉 시스템이 만들어진 목적과 모순되지 않습니다. "상위" 조직에 대한 요구 사항은 "하위" 조직에 대해 무조건적이며 자동으로 조직의 목표로 전환된다는 것이 일반적으로 인정됩니다. 이는 때때로 타겟의 교체로 이어질 수 있습니다.
제어 시스템의 올바른 목표는 편차에 대한 정보 분석을 기반으로 제어 조치를 개발하는 것, 즉 문제를 해결하는 것입니다.
문제는 원하는 것과 존재하는 것 사이의 불일치 상황입니다. 인간의 뇌는 문제가 확인될 때만 어떤 방향으로 생각하기 시작하도록 설계되었습니다. 따라서 문제의 올바른 정의는 올바른 관리 결정을 미리 결정합니다. 문제에는 안정화와 개발이라는 두 가지 범주가 있습니다.
안정화 문제는 시스템의 현재 작동을 방해하는 장애를 예방, 제거 또는 보상하는 것을 목표로 하는 문제입니다. 기업, 지역 또는 산업 수준에서 이러한 문제에 대한 해결책을 생산 관리라고 합니다.
시스템 개발 및 개선의 문제는 제어 대상이나 제어 시스템의 특성을 변경하여 운영 효율성을 높이는 것을 목표로 하는 문제입니다.
관점에서 체계적인 접근문제는 기존 시스템과 원하는 시스템의 차이입니다. 이들 사이의 간극을 메워주는 시스템이 구축의 대상이자 문제의 해결방안이라 불린다.
기존 열공급 관리 시스템 분석
시스템 접근법은 요소가 식별되는 시스템으로서 대상(문제, 프로세스)을 연구하는 접근 방식입니다. 내부 커뮤니케이션운영 결과에 영향을 미치는 환경과의 연관성, 그리고 각 요소의 목표는 시스템 전체의 목적에 따라 결정됩니다.
중앙 집중식 열 공급 시스템을 만드는 목표는 최저 가격으로 고품질의 안정적인 열 공급을 제공하는 것입니다. 이는 소비자, 시민, 행정부, 정치인 모두에게 적합한 목표입니다. 열 관리 시스템도 동일한 목표를 가져야 합니다.
오늘은 2 열 공급 제어 시스템의 주요 유형:
1) 행정 지방 자치체또는 지역과 그 산하 국가 열공급 기업의 장;
2) 비시립 열 공급 기업의 관리 기관.
쌀. 1. 기존 열공급 제어 시스템의 일반화된 다이어그램.
열 공급 제어 시스템의 일반화된 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 1. 실제로 제어 시스템에 영향을 미칠 수 있는 구조(환경)만 제시합니다.
소득을 늘리거나 줄입니다.
추가 비용을 부담하도록 강요합니다.
기업의 경영을 변경합니다.
실제 분석을 위해서는 선언된 내용이 아닌, 대가를 지불하거나 해고될 수 있는 내용만 수행한다는 전제에서 진행해야 합니다. 상태
열 공급 기업의 활동을 규제하는 법률은 사실상 없습니다. 절차조차 정해져 있지 않아 정부 규제열 공급에 있어서 지역적 자연 독점.
열 공급은 주택 및 공동 서비스 개혁과 러시아 RAO UES의 주요 문제입니다. 둘 중 하나를 별도로 해결할 수 없으므로 이러한 개혁은 열 공급을 통해 이루어져야 하지만 실제로는 고려되지 않습니다. 상호 연결. 국내 열공급 발전에 대한 정부 승인 개념은 말할 것도 없고 없다. 실제 프로그램행위.
연방 당국은 어떤 방식으로든 열 공급 품질을 규제하지 않으며 품질 기준을 정의하는 규제 문서도 없습니다. 열 공급의 신뢰성은 기술 감독 기관을 통해서만 규제됩니다. 그러나 그들과 관세 당국 간의 상호 작용은 규제 문서에 명시되어 있지 않기 때문에 종종 부재합니다. 기업은 자금 부족으로 인해 요구 사항을 준수하지 않을 기회가 있습니다.
기존 기술감리 규제 문서개인의 통제에 달려있다 기술 단위, 그리고 거기에 있는 것들 더 많은 규칙. 모든 요소가 상호 작용하는 시스템은 고려되지 않으며 시스템 전체에 가장 큰 영향을 미치는 활동은 식별되지 않습니다.
열 공급 비용은 공식적으로만 규제됩니다. 관세법은 너무 일반적이어서 거의 모든 것이 연방 정부, 더 나아가서는 지역 에너지 위원회의 재량에 달려 있습니다. 열 소비 기준은 신축 건물에 대해서만 규제됩니다. 주 에너지 절약 프로그램에는 열 공급에 관한 섹션이 사실상 없습니다.
결과적으로 국가의 역할은 세금을 징수하고 감독 당국을 통해 열 공급에 존재하는 단점을 지방 당국에 알리는 일이었습니다.
행정부는 자연 독점의 운영, 국가의 존재를 보장하는 산업의 기능에 대해 의회에 대해 책임을 집니다. 문제는 연방 기관이 만족스럽지 않게 기능하고 있다는 것이 아니라 연방 기관의 구조에 사실상 구조가 없다는 것입니다.
