Журнал «ИСУП» (Информатизация и системы управления в промышленности)
КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Применение оборудования ОВЕН для автоматизации котельных

Shapka.jpg

Сегодня в России функционируют свыше 700 тыс. котельных, благодаря которым организовано централизованное тепло- и пароснабжение промышленных объектов, предприятий и жилых домов. Не стоит на месте развитие технологий и внедрение инновационных решений для упрощения процесса управления инженерными системами.

Компания ОВЕН, г. Москва

OWEN.png

Какие проблемы решает автоматизация котельных

скачать pdf >>

Автоматизация тепловых пунктов, ЦТП, ИТП и котельных – важная и актуальная задача, ведь ручное управление отопительным оборудованием крайне неэффективно, сложно, а в некоторых случаях опасно. Использование надежной автоматики при организации котельной позволяет решить ряд важных задач:
- оперативное оповещение о сбоях в работе котла или отклонениях параметров от значений уставки;
- дистанционное управление котельной;
- регулировка мощности котла в зависимости от расхода теплоносителя;
- автоматическое управление насосными агрегатами котельной;
- защита котельного оборудования при возникновении аварийной ситуации;
- оптимизация расходов энергоресурсов.

В данной статье разберем основные вопросы, которые связаны с автоматизацией котельных.


Из чего состоит котельная

Можно выделить три уровня элементов системы:
- нижний уровень: котел, бойлер, трубопроводная арматура, насосная установка. Сюда входят также исполнительные агрегаты и арматура;
- средний уровень включает в се­бя систему вентиляции, контрольно-измерительные приборы, датчики. Он служит для сбора данных и передачи их на верхний уровень;
- верхний уровень включает контроллеры, систему автоматизации АСУ ТП, автоматизированное рабочее место оператора. Данный уровень предназначен для управления исполнительными механизмами в зависимости от поступающих с датчиков сигналов, часто – в автоматическом режиме.


Согласование сигналов между уровнями

Основной сложностью организации такой системы является согласование сигналов между промышленными уровнями, поскольку у датчиков могут быть такие типы выходных сигналов, которые напрямую не поддерживаются контроллером.

Одним из самых важных параметров измерения в котельной является температура, которую необходимо контролировать в нескольких местах. Ответственность за измерение температуры несут датчики температуры: термоэлектрические преобразователи и термосопротивления, выходными сигналами которых являются напряжение и сопротивление. Рассмотрим варианты согласования таких сигналов со вторичными приборами.

Первый вариант «датчик – контроллер». Температура измеряется в прямом и обратном трубопроводах. Значения температуры регулируются в соответствии с отопительным графиком и да­же в самом крайнем случае не превышают 120 °C. Для таких задач оптимальным вариантом будет применение термосопротивления с подвижным штуцером ОВЕН ДТС035 ли­бо с неподвижным – ОВЕН ДТС065. Такие датчики можно напрямую подключить к программируемому логическому контроллеру ОВЕН ПЛК200 (рис. 1), который имеет аналоговые универсальные измерительные входы для сигналов ТС и ТП.

Ris_1_new.jpg

Рис. 1. Подключение датчиков с выходным сигналом «сопротивление» напрямую к контроллеру ОВЕН ПЛК200

Вторым вариантом может служить система, состоящая из цепочки «датчик – нормировщик – контроллер» (рис. 2). Не все контроллеры могут воспринимать стандартные выходные сигналы датчиков температуры. В таком случае на помощь приходит нормирующий преобразователь НПТ (рис. 3). Задача НПТ – преобразовать сигнал от термометров сопротивлений и термопар в унифицированный сигнал тока или напряжения: 4…20 мА, 0…20 мА, 0…5 мА, 0…10 В, 0…5 В, 2…10 В. Нормирующие преобразователи могут быть выполнены в ви­де «таблетки», которая вставляется в головку датчиков, или иметь крепление на DIN-рейку.

Ris_2.jpg

Рис. 2. Пример подключения датчика температуры к контроллеру ОВЕН КТР-121 с применением нормирующего преобразователя


Ris_3.jpg

Рис. 3. Нормирующие преобразователи ОВЕН НПТ-1 К с креплением на DIN-рейку и НПТ-3 в исполнении «таблетка»

Для измерения температуры уходящих газов в котле, которая может достигать 1000 °C, рекомендуем применять высокотемпературные термоэлектрические преобразователи ДТПК или ДТПN модели 125 в арматуре из жаростойкой стали или керамики. Совместно с таким датчиком температуры может применяться специализированный контроллер для управления котельными установками КТР-121, к которому датчик подключается с помощью НПТ.

В компании ОВЕН есть датчики температуры с аналоговым выходом. Рассмотрим еще один вариант передачи показаний температуры. В качестве примера возьмем измерение температуры наружного воздуха в котельной, которая также является немаловажным параметром. Для решения такой задачи в арсенале компании ОВЕН имеется датчик температуры наружного воздуха ДТС125М.И с выходным сигналом 4…20 мА, который напрямую можно подключить практически к любому вторичному прибору: регулятору, модулю ввода/вывода, контроллеру, программируемому реле (рис. 4).

Ris_4_new.jpg

Рис. 4. Подключение датчика температуры наружного воздуха ОВЕН ДТС125М.И с выходным сигналом 4…20 мА ко вторичным приборам

Компания ОВЕН активно участвует в развитии Индустрии 4.0 в России. Цифровизация сигналов – в ря­ду основных задач разработчиков. Поэтому одной из последних разработок для измерения температуры в котельных стали датчики температуры с интерфейсом RS-485. В головке такого датчика уже имеется цифровой преобразователь НПЦ, который преобразует стандартный сигнал от термосопротивлений и термопар в цифровой. Передача осуществляется по интерфейсу RS-485. Вторичным устройством в таком случае может служить практически любой ПЛК (рис. 5). Такие датчики температуры могут передавать данные напрямую в «облако» OwenCloud, что позволяет следить за показаниями объекта из любой точки ми­ра с помощью мобильного телефона.

Ris_5.jpg

Рис. 5. Применение для автоматизации котельных датчиков температуры с интерфейсом RS-485

Опубликовано в журнале ИСУП № 3(93)_2021

Н. С. Молодцов, менеджер по продуктам 
«Датчики влажности» и «Нормирующие преобразователи»,
А. П. Разина, инженер по продукту «Датчики температуры»,
компания ОВЕН, г. Москва,
тел.: +7 (495) 641-1156,
e-mail: sales@owen.ru,
сайт: owen.ru


Устройства Цифровой Индикации
Индикация до четырех координат. Для пультов и панелей управления. Для станков и т.д. Россия.
www.skbis.ru