1. Projectoverzicht
Dit project is een onbeheerd automatisch besturingssysteem voor warmtewisselaarsstations. Het project omvat zes warmtewisselstations, waaronder H-gebied, I-gebied, E-gebied, noordgebied, zuidgebied zuid en zuidgebied noord, en één openbaar station. Het project heeft tot doel een onbeheerd automatisch controlesysteem te bouwen. Het bemande monitoringsysteem optimaliseert de supervisiemethoden voor de productieactiviteiten, verbetert het veiligheidsbeheerniveau en maakt gecentraliseerde monitoring mogelijk van de bedrijfsstatus van alle warmtewisselaarapparatuur in de controlekamer van de stookruimte; de belangrijkste bedrijfsparameters van het warmtewisselaarstation worden centraal weergegeven in de controlekamer van de stookruimte om productietechnici te vergemakkelijken. Begrijp snel de bedrijfsstatus van het warmtewisselaarstation en analyseer of de apparatuur in een redelijke staat werkt om de bedrijfsparameters te optimaliseren; potentiële veiligheidsongevallen bij de werking van apparatuur zo vroeg mogelijk ontdekken om de incidentie van ongevallen te verminderen; verminder de personeelsinvesteringen en realiseer onbemande warmtewisselstations. Langetermijntaken verminderen de frequentie van stationpatrouilles en verlagen in het algemeen de arbeidskosten.
1.1 Het specifieke overzicht van elk warmtewisselstation is als volgt:
(1) Warmtewisselaarstation voor H-oppervlak:
Het verwarmingsoppervlak van het warmtewisselaarstation in Zone H is 235318,59㎡. Onder hen is het hoge gebied 111440.18㎡; het lage gebied is 123878.41㎡. De uiteinden worden verwarmd door radiatoren.
De belangrijkste uitrusting in het hoge gedeelte van het station: 3 platenwarmtewisselaars, 2 circulatiewaterpompen en 2 watertoevoerpompen; de belangrijkste uitrusting in het lage gebied is: 3 platenwarmtewisselaars, 2 circulatiewaterpompen en 2 watertoevoerpompen; hoge en lage gebieden Gedeelde waterbehandeling en andere apparatuur.
(2) Warmtewisselaarstation van gebied I:
Het verwarmingsoppervlak van het warmtewisselaarstation in Zone I is 251177,9㎡. Onder hen is het hoge gebied 126116.5㎡; het lage gebied is 125061.4㎡. De uiteinden worden verwarmd door radiatoren.
De belangrijkste uitrusting in het hoge gedeelte van het station: 3 platenwarmtewisselaars, 2 circulatiewaterpompen en 2 watertoevoerpompen; de belangrijkste uitrusting in het lage gebied is: 3 platenwarmtewisselaars, 2 circulatiewaterpompen en 2 watertoevoerpompen; hoge en lage gebieden Gedeelde waterbehandeling en andere apparatuur.
(3) Warmtewisselaarstation van gebied E
Het verwarmingsoppervlak van het warmtewisselstation in gebied E is 65290,35㎡. De uiteinden worden verwarmd door radiatoren.
Hoofduitrusting in het station: 2 platenwarmtewisselaars, 3 circulatiewaterpompen, 2 wateraanvulpompen, waterbehandeling en andere apparatuur.
(4) Warmtewisselaarstation Noord
Het verwarmingsoppervlak van het North District Exchange Station bedraagt 61.798,29 vierkante meter en het verwarmingsoppervlak zal in de toekomst niet worden vergroot. Er is geen warm tapwater, het verwarmingssysteem maakt geen onderscheid tussen hoge en lage zones en de dakrand is 12 meter hoog.
Hoofduitrusting in het station: 2 platenwarmtewisselaars, 3 circulatiewaterpompen, 2 wateraanvulpompen, waterbehandeling en andere apparatuur.
(5) Warmte-uitwisselingsstation Zuid-district Noord
Het verwarmingsoppervlak van het North Exchange Station in het South District is 109620.71㎡, en de commerciële en andere gebieden zijn 3661.87㎡. Het verwarmingsoppervlak zal in de toekomst niet worden vergroot. Er is geen warm tapwater en het verwarmingssysteem maakt geen onderscheid tussen hoge en lage zones. De hoogte van de dakrand is 45 meter; de eindverwarming is radiatorverwarming.
Hoofduitrusting in het station: 2 platenwarmtewisselaars, 3 circulatiewaterpompen, 2 wateraanvulpompen, waterbehandeling en andere apparatuur.
(6) Warmtewisselaarstation Zuid-district Zuid
Het verwarmingsoppervlak van het South Exchange Station in het South District is 125.404,8㎡, en de commerciële en andere gebieden zijn 1.727,02㎡. Het verwarmingsoppervlak zal in de toekomst niet worden vergroot. Er is geen warm water voor huishoudelijk gebruik, het verwarmingssysteem maakt geen onderscheid tussen hoge en lage zones en de dakrandhoogte is 45 meter.
Hoofduitrusting in het station: 2 platenwarmtewisselaars, 3 circulatiewaterpompen, 2 wateraanvulpompen, waterbehandeling en andere apparatuur.
1.2 De processtroom van elk warmtewisselstation is als volgt:
Procesbeschrijving:
① De warmtebron van dit station wordt geleverd door de stookruimte. Het water wordt via de watertoevoerleiding aan de waterverdeler van het warmtewisselaarstation geleverd voor distributie, en respectievelijk geleverd aan de platenwarmtewisselaars met hoge en lage zone; na voltooiing van de warmte-uitwisseling stroomt het terug naar de watercollector en keert via de retourwaterhoofdleiding terug naar de stookruimte.
② Het secundaire retourwater van de warmtegebruiker wordt door de circulatiepomp onder druk gezet en komt respectievelijk in drie sets platenwarmtewisselaars terecht. Na warmte-uitwisseling in de warmtewisselaar vormt het een secundaire watertoevoer, die wordt opgevangen vanaf de watertoevoerzijde van de platenwarmtewisselaar naar de watertoevoertank. Via het leidingnetwerk worden leidingen gedistribueerd naar warmtegebruikers.
③ Het vaste drukpunt voor wateraanvulling bevindt zich op de inlaathoofdleiding van de circulatiepomp en wordt gebruikt om het starten en stoppen van de waterbijvulpomp en het vrijkomen van overdrukwater te regelen.
Procesbeschrijving:
① De warmtebron van dit station wordt geleverd door de ketelruimte van Zhujiang Yijing. Het water wordt via de watertoevoerleiding naar twee platenwarmtewisselaars gevoerd; na voltooiing van de warmte-uitwisseling wordt het via de retourwaterhoofdleiding teruggevoerd naar de stookruimte.
② Het secundaire retourwater van de warmtegebruiker wordt door de circulatiepomp onder druk gezet en komt respectievelijk in twee sets platenwarmtewisselaars terecht. Na warmtewisseling in de warmtewisselaar vormt het een secundaire watertoevoer, die wordt opgevangen vanaf de watertoevoerzijde van de platenwarmtewisselaar naar de hoofdwatertoevoerleiding. Het netwerk is toegewezen aan actieve gebruikers.
③ Het vaste drukpunt voor wateraanvulling bevindt zich op de inlaathoofdleiding van de circulatiepomp en wordt gebruikt om het starten en stoppen van de waterbijvulpomp en het vrijkomen van overdrukwater te regelen.
Door de behoeften van de klant en de feitelijke projectomstandigheden te combineren, stelde Hangzhou Youwen een uitgebreide alles-in-één oplossing voor, gebaseerd op UW2100 industriële IoT eDCS-hardwareproducten voor het besturingssysteem en UWNTEK-softwareproducten.
2. Systeemontwerpprincipes
Het onbeheerde monitoringsysteem van het warmtewisselaarstation, gebaseerd op de UW2100eDCS-systeemhardware en het UWNTEK-softwareplatform, integreert planning en monitoring. De functies omvatten mens-machine-interface, databasebeheer, gegevensverzameling op afstand, bediening op afstand, alarmen, trends en rapporten, enz., waarbij gebruik wordt gemaakt van verschillende leidingen, instrumenten, enz. die het hele verwarmingsnetwerk volgen en bewaken. coördinatoren kunnen de verwarmingsstatus van de volledige pijpleidingen van het verwarmingsnetwerk volledig begrijpen, maar geven ook snel en nauwkeurig foutalarminformatie ter plaatse weer om inspectie en onderhoud te vergemakkelijken. Tijdig onderhoud door personeel bespaart niet alleen veel mankracht en materiële middelen, maar verbetert ook aanzienlijk het moderne beheerniveau van het warmtenet.
Dit ontwerp is gebaseerd op het model van "gecentraliseerd beheer, gedecentraliseerde controle" en het idee van digitale en geïnformatiseerde gemeentelijke engineering, waarbij de nadruk ligt op de constructie van het informatiesysteem "beheer en controle-integratie" van de onderneming, en het opzetten van een geavanceerd, betrouwbaar, efficiënt, veilig , geïntegreerde procescontrole, een monitoringsysteem dat monitoring en computerplanningsbeheer integreert en een goede openheid heeft, kan de monitoring en automatische controle van het gehele verwarmingsproces en alle productieapparatuur voltooien, waardoor het doel wordt bereikt van "onbeheerd ter plaatse en weinig mensen in dienst op het centraal station".
3. Algemene structuur van het systeem
Het hele systeem omvat een nieuwe generatie intelligente front-end voor perceptiecontrole die voldoet aan de toepassingsvereisten van CPS-cyberfysieke systemen en industrieel internet, een wide-area heterogeen zelforganiserend industrieel netwerk en een wide-area cloudservice-ondersteuningsomgeving voor ontwerp, programmering en besturingstechniek van besturingssystemen.
Het systeem is gebaseerd op de UW2100-controller voor het centraal verzamelen van motor-, klep-, zender- en andere apparatuurinformatie ter plaatse via standaard 4~20mA, PT100, PT1000, niveausignaalingang, relais-passieve contactuitgang, enz., en is gebaseerd op draadloos GSM Het netwerk uploadt gegevens centraal naar het UWNTEK-cloudplatform om monitoring op afstand van informatie over een groot gebied te realiseren.
De on-site UW2100-controller communiceert met de omvormer op basis van het Modbus-RTU (RS-485) hoofdstationprotocol om de verzameling van apparaatinformatie van derden, de communicatieverbinding en de besturing van meerdere omvormers te realiseren; gebaseerd op het Modbus-RTU (RS-485) slave-stationprotocol. Communiceer met het aanraakscherm om on-site monitoring van apparatuurinformatie te realiseren; Tegelijkertijd wordt het gedistribueerde besturingssysteem UW500 gebruikt in de fabriek voor warmtebronketels, en wordt er een centraal bewakingscentrum opgezet in de centrale controlekamer om centraal de apparatuurinformatie op verschillende verspreide stopcontacten te monitoren.
Het UWNTEK-systeemsoftwareplatform biedt video-integratiefuncties, waarmee de standaard videosignalen van ter plaatse geïnstalleerde camera's (Dahua, Hikvision) op het systeem kunnen worden aangesloten om bewaking op afstand van real-time videosignalen ter plaatse te realiseren; op basis hiervan opent het UWNTEK-systeemsoftwareplatform de standaard HDMI-interface, kan een groot scherm worden opgesteld in de centrale controlekamer en kunnen belangrijke procesprocessen worden aangesloten op het centrale grote scherm in de controlekamer.
Het systeem ondersteunt bewaking op afstand van mobiele terminals (mobiele telefoons, iPads, tablets, notebooks, enz.) in een groot gebied op basis van 2G-, 3G- en 4G-netwerken. Bedieningsrechten kunnen worden verdeeld volgens beveiligingszones om de veiligheid van het systeem te garanderen.
4. Systeemontwerpplan
4.1 Systeembewakingscentrum
Het systeembewakingscentrum bevindt zich in de fabriek van de warmtebronketel. Het bewakingscentrum bestaat voornamelijk uit meerdere operatorwerkstations (engineerwerkstations kunnen gelijktijdig met operatorstations worden gebruikt, het specifieke aantal hangt af van het ontwerp van de centrale controlekamer), een grootbeeldweergavesysteem en een industrieel Ethernet. Het bestaat uit een schakelaar , een grafische en rapportprinter, een UPS-voeding, enz.;
De computer in het meldkamer moet via een bekabelde of draadloze verbinding met het externe netwerk zijn verbonden. Het monitoringsysteem maakt gebruik van een serverloze peer-to-peer-structuur. Op basis van de draadloze GSM-communicatiemethode en het UW-cloudplatform wordt een WAN-netwerksysteem opgezet voor operatorstations, ingenieursstations, verschillende functionele werkstations en systeemrandapparatuur. En op basis van de UW-cloudserver wordt de monitoringinterface WEB vrijgegeven om te voldoen aan de behoeften van klanten (computers, mobiele telefoons, tablets, enz.) op basis van 2G-, 3G- en 4G-toegang op afstand over een groot gebied.
4.1.1 Functie systeemmeldkamer
1. Controle van de elektrische regelklep voor de watertoevoer aan de primaire zijde van de plaatvervanging
De opening van de elektrische regelklep wordt PID geregeld via de watertoevoertemperatuur aan de secundaire zijde (de minimale opening van de elektrische regelklep wordt bepaald rekening houdend met de veiligheid van de werking van de ketel).
2. Bewaking van de werkstatus van de platenwarmtewisselaar
Temperatuur- en druksensoren zijn geïnstalleerd bij de inlaat en uitlaat van de primaire en secundaire zijde van de plaatwisselaar om de werkomstandigheden van elke plaatwisselaar te bewaken.
3. Bewaking van de waterpomp van de verwarmingscirculatie
Op de inlaat- en uitlaathoofdleiding van de verwarmingscirculatiepomp is een druksensor geïnstalleerd om de werkstatus van de waterpomp en de systeemdruk te controleren.
4. Controle van de circulatiepomp van de verwarming en de inverterbewaking van de waterbijvulpomp:
Bewaak op afstand/lokaal de start/stop-status van de circulatiepomp; op afstand de werkomstandigheden van de omvormer bewaken (uitgangsstroom, frequentie, vermogen, foutsignaal, enz.). De frequentieomvormer is in serie aangesloten via de RS485-communicatielijn om te communiceren met eDCS. eDCS kan verschillende bedrijfsparameters, status en andere signalen van de frequentieomvormer lezen.
5. Druk- en temperatuurbewaking secundaire zijde toevoer- en retourwaterhoofdleiding
Op de hoofdleiding van de watertoevoer aan de secundaire zijde zijn temperatuur- en druksensoren geïnstalleerd; Op de retourwaterhoofdleiding zijn temperatuursensoren geïnstalleerd. De druk wordt ontleend aan de drukwaarde van de inlaathoofdleiding van de circulatiepomp, en de temperatuur- en drukomstandigheden van de hoofdtoevoer- en retourwater aan de secundaire zijde worden op afstand bewaakt.
6. Bewaking van het drukverschil van het decontaminatieapparaat
Installeer een drukverschiltransmitter op het decontaminatieapparaat van de secundaire zijde van de retourleiding om op afstand het drukverschil tussen de inlaat en uitlaat van het decontaminatieapparaat te controleren om te bepalen of deze zich in een normale werkingstoestand bevindt.
7. Vloeistofniveaubewaking van de waterbijvultank
De onthardwatertank maakt gebruik van een vloeistofniveaumeter van het druktype om het vloeistofniveausignaal in realtime naar de eDCS-controller te verzenden.
8. Waterstandbewaking in putten
Er is een vloeistofniveauregelaar aan de put toegevoegd om het waterniveau in de put te controleren; de put bevindt zich binnen het bewakingsbereik van de camera om de afvalwaterlozingssituatie tijdig te kunnen begrijpen.
4.1.2 Beveiliging en alarm
Gebruik configuratiesoftware om een schematisch diagram te maken van de bewakingsstatus van het warmtewisselaarstation, stel alarmpunten in op belangrijke locaties en gebruik opvallende rode en groene borden om de foutstatus van de statuspunten aan te geven. Terwijl de foutstatus wordt weergegeven, wordt er een hoorbaar alarm afgegeven (stemmelding of sirenegeluid, etc.).
1. Alarmen voor laag en hoog watertankniveau
Wanneer het watertankniveau-alarm laag is, betekent dit dat het ontharde water in de watertank bijna op is. Als de waterbijvulpomp blijft draaien, kan de waterpomp beschadigd raken. Daarom is "watertankniveau te laag" een alarmitem voor een veilige werking.
Wanneer het vloeistofniveau in de watertank te hoog is, betekent dit dat er een probleem is met het vloeistofniveaucontroleapparaat in de watertank. Als u niet stopt met het vullen van de watertank, wordt het water in de watertank uit de overloopleiding geloosd, wat resulteert in een verspilling van hulpbronnen, en wordt de wateroverloopleiding mogelijk niet op tijd afgevoerd. Als gevolg hiervan stroomde het water naar andere elektrische schakelkasten, wat veiligheidsongevallen veroorzaakte.
2. Alarmen voor laag en hoog vloeistofniveau in het carter
Wanneer er een alarm voor een laag vloeistofniveau in de put optreedt, betekent dit dat het rioolwater in de put bijna is geleegd. Als de rioolpomp blijft werken, kan deze defect raken als gevolg van een waterloze werking of zelfs door een zwaar ongeval waarbij de waterpomp oververhit en beschadigd raakt.
Wanneer het vloeistofniveau in de put te hoog is, betekent dit dat het rioolwater in de put niet op tijd wordt geloosd. Als u niet naar de locatie gaat om de afvoer van afvalwater te inspecteren of andere maatregelen te nemen, zal het water uit de put en naar de elektrische schakelkast overstromen, wat veiligheidsrisico's met zich meebrengt. ONGELUK.
3. Alarm circulatiepompstoring
Door signalen te verzamelen via 485-communicatie kan de storingsstatus van de circulatiepomp tijdig worden ontdekt, waardoor het tijdig schakelen van de circulatiepomp wordt vergemakkelijkt, de verwarmingskwaliteit wordt gewaarborgd en storingen tijdig worden geëlimineerd.
4. Alarm voor defecte waterbijvulpomp
De alarmitems zijn dezelfde als die van de circulatiewaterpomp.
5. Drukverschilalarm tussen de inlaat en uitlaat van het decontaminatieapparaat
Wanneer het drukverschil tussen de inlaat en uitlaat van het decontaminatieapparaat een bepaalde waarde overschrijdt, zal dit de circulerende waterstroom van het systeem ernstig beïnvloeden, wat op zijn beurt het energieverbruik van de circulatiepomp beïnvloedt. Door deze parameter te detecteren kan het drukverschil van de decontaminatie-inrichting tijdig worden ontdekt. Wanneer het drukverschil de ingestelde waarde overschrijdt, moet de vuilverwijderaar worden gereinigd.
4.2 Hardwareconfiguratieplan voor een onbeheerd warmtewisselstation, waarbij het onbewaakte warmtewisselstation in Zone H als voorbeeld wordt genomen;
5. Planbeschrijving
Dit systeem is ontworpen en geïmplementeerd op basis van de UW2100 Industrial Internet of Things eDCS-systeemhardware gecombineerd met UWWNTEK-software. Het creëert een geavanceerd, efficiënt, kwalitatief hoogstaand en stabiel monitoringsysteem dat procescontrole, monitoring en computerplanningsbeheer integreert en een goede openheid heeft om het hele verwarmingsproces te voltooien. Bewaking en automatische controle van het proces en alle productieapparatuur om de volgende technische functies te bereiken:
1) De gegevens in het controlecentrum van het warmtewisselaarstation zijn vrijwel gesynchroniseerd met de gegevens ter plaatse, waardoor de operationele arbeidskosten worden verlaagd;
2) Het monitoringsysteem biedt hardware- en software-omgevingsondersteuning om het probleem van onbalans in de werking van het verwarmingsnetwerk op te lossen, een evenwichtige werking van het verwarmingsnetwerk te bereiken en het verwarmingseffect te verbeteren.
3) Het speelt de rol van energiebesparing en vermindering van het verbruik. Het warmtewisselaarstation past automatisch de watertoevoertemperatuur aan op basis van veranderingen in de buitentemperatuur, waardoor het energieverbruik maximaal wordt bespaard en de kwaliteit van de verwarmingsservice wordt verbeterd.
4) Het fenomeen stoomdiefstal en stoomlekkage wordt vermeden. Door de 24-uurs online werking wordt het idee van de gebruiker van stoomdiefstal geëlimineerd. Storingen bij metingen ter plaatse kunnen in de kortst mogelijke tijd worden ontdekt en de storingstijd wordt geregistreerd en gearchiveerd. Voorkom meetverliezen.
5) Gebruik het simulatiesysteem om hydraulische en thermische berekeningen op het verwarmingsnetwerk uit te voeren en analyseer de regelwerking van het verwarmingsnetwerk om een optimale werking van het verwarmingsnetwerk te bereiken. Gebruik foutdiagnose en energieverliesanalyse om inzicht te krijgen in de isolatie- en weerstandsverliezen van het leidingnetwerk en de gebruiksefficiëntie van de apparatuur. Minimaliseer het leidingverlies van het verwarmingsnetwerk om de meest economische werking te bereiken. Analyseer het leidingnetwerk door historische gegevens en realtime gegevens te vergelijken.
