1. プロジェクト概要
このプロジェクトは、熱交換ステーションの無人自動制御システムです。このプロジェクトには、H エリア、I エリア、E エリア、北エリア、南エリア南、南エリア北を含む 6 つの熱交換ステーションと 1 つの公共ステーションが含まれます。このプロジェクトは、無人自動制御システムの構築を目的としています。有人監視システムにより、生産運転監視手法の最適化、安全管理レベルの向上、ボイラー室制御室の各熱交換ステーション設備の稼働状況の集中監視が可能となり、熱交換ステーションの主な動作パラメータはボイラー室の制御室に集中表示され、生産技術者が作業を容易にします。 熱交換ステーションの動作状態を迅速に把握し、動作パラメータを最適化するために機器が適切な状態で動作しているかどうかを分析します。機器の動作における潜在的な安全事故をできるだけ早く発見し、事故の発生率を減らす。人員投資を削減し、熱交換ステーションの無人化を実現 長期勤務によりステーション巡回頻度が減り、人件費全体の削減につながります。
1.1 各熱交換ステーションの具体的な概要は次のとおりです。
(1)Hエリア熱交換ステーション：
ゾーンHの熱交換ステーションの加熱面積は235318.59㎡です。その中で、高い面積は111440.18㎡です。低地面積は123878.41㎡です。端部はラジエーターによって加熱されます。
ステーション高層部の主要設備：プレート熱交換器3台、循環水ポンプ2台、給水ポンプ2台。低域の主な設備は、プレート熱交換器 3 台、循環水ポンプ 2 台、給水ポンプ 2 台です。高層部と低層部の水処理装置やその他の設備を共用。
(2) エリア I 熱交換ステーション:
ゾーンIの熱交換ステーションの加熱面積は251177.9㎡です。そのうち、高い面積は126116.5㎡です。低地面積は125061.4㎡です。端部はラジエーターによって加熱されます。
ステーション高層部の主要設備：プレート熱交換器3台、循環水ポンプ2台、給水ポンプ2台。低域の主な設備は、プレート熱交換器 3 台、循環水ポンプ 2 台、給水ポンプ 2 台です。高層部と低層部の水処理装置やその他の設備を共用。
(3) エリア E 熱交換ステーション
Eエリアの熱交換ステーションの加熱面積は65290.35㎡です。端部はラジエーターによって加熱されます。
ステーション内の主要設備：プレート熱交換器2台、循環水ポンプ3台、給水ポンプ2台、水処理装置等。
(4) 北地域熱交換所
北地区交流ステーションの暖房面積は 61,798.29 平方メートルで、将来的に暖房面積は増加しません。家庭用温水はなく、暖房は高低の区別がなく、軒の高さは12メートルです。
ステーション内の主要設備：プレート熱交換器2台、循環水ポンプ3台、給水ポンプ2台、水処理装置等。
(5) 南地区北熱交換所
南地区北交換所の暖房面積は109620.71㎡、商業エリア等は3661.87㎡です。将来的に暖房面積を増やす予定はありません。家庭用のお湯はなく、暖房システムには高ゾーンと低ゾーンの区別がありません。軒高は45m。ターミナルの加熱はラジエーター加熱です。
ステーション内の主要設備：プレート熱交換器2台、循環水ポンプ3台、給水ポンプ2台、水処理装置等。
(6) 南地区南熱交換所
南地区の南交換所の暖房面積は125,404.8㎡、商業エリア等は1,727.02㎡です。将来的に暖房面積を増やす予定はありません。家庭用温水はなく、暖房システムは高低の区別がなく、軒の高さは45メートルです。
ステーション内の主要設備：プレート熱交換器2台、循環水ポンプ3台、給水ポンプ2台、水処理装置等。
1.2 各熱交換ステーションのプロセス フローは次のとおりです。
過程説明：
① 当ステーションの熱源はボイラー室となります。水は分配用給水本管を通って熱交換ステーションの水分配器に供給され、それぞれ高ゾーンプレート熱交換器と低ゾーンプレート熱交換器に供給されます。熱交換が完了すると集水器に戻り、戻り水本管を通ってボイラー室に戻ります。
② 熱利用者からの二次戻り水は循環ポンプで昇圧され、3 組のプレート式熱交換器にそれぞれ流入します。熱交換器で熱交換した後、二次給水を形成し、プレート式熱交換器の給水側から給水タンクに回収されます。パイプはパイプネットワークを通じて熱利用者に分配されます。
③ 給水用定圧点は循環ポンプの入口主管にあり、給水ポンプの起動・停止と過圧水の排出を制御するために使用されます。
過程説明：
① 当ステーションの熱源は珠江宜京ボイラー室から供給されます。水は給水本管を通じて 2 つのプレート式熱交換器に供給されます。熱交換が完了した後、戻り水本管を通ってボイラー室に戻されます。
② 熱利用者からの二次戻り水は循環ポンプで昇圧され、2 台のプレート式熱交換器にそれぞれ流入します。熱交換器で熱交換された後、二次給水を形成し、プレート式熱交換器の給水側から給水主管に集められます。ネットワークはホット ユーザーに割り当てられます。
③ 給水用定圧点は循環ポンプの入口主管にあり、給水ポンプの起動・停止と過圧水の排出を制御するために使用されます。
顧客のニーズと実際のプロジェクト条件を組み合わせて、杭州優文は、UW2100 産業用 IoT eDCS 制御システム ハードウェア製品と UWNTEK ソフトウェア製品に基づく包括的なオールインワン ソリューションを提案しました。
2. システム設計の原則
UW2100eDCS システム ハードウェアと UWNTEK ソフトウェア プラットフォームに基づいた熱交換ステーション無人監視システムは、スケジューリングと監視を統合します。その機能には、ヒューマン マシン インターフェイス、データベース管理、リモート データ収集、リモート コントロール、アラーム、傾向およびレポートなどが含まれます。さまざまな機能を使用して、暖房ネットワーク全体のパイプラインや機器などを追跡および監視する高度な通信ネットワークを使用するだけでなく、ディスパッチャは、暖房ネットワークパイプライン全体の暖房状態を完全に把握するだけでなく、現場の故障警報情報を迅速かつ正確に反映して、検査とメンテナンスを容易にします。担当者によるタイムリーなメンテナンスは、人的資源と物的リソースを大幅に節約するだけでなく、パフォーマンスも大幅に向上します。暖房ネットワークの最新の管理レベル。
この設計は、「集中管理、分散制御」モデルとデジタルおよび情報化都市エンジニアリングのアイデアに基づいており、企業の「管理と制御の統合」情報システムの構築に焦点を当て、高度で信頼性が高く、効率的で安全なシステムを確立します。 、統合プロセス制御、監視とコンピューターのスケジュール管理を統合し、良好なオープン性を備えた監視システムは、加熱プロセス全体とすべての生産設備の監視と自動制御を完了し、「現場の無人化と少数の勤務」という目標を達成します主要駅で。」
3. システムの全体構成
システム全体には、CPSサイバーフィジカルシステムと産業用インターネットのアプリケーション要件を満たす新世代の知覚制御インテリジェントフロントエンド、広域ヘテロジニアス自己組織化産業用ネットワーク、および広域クラウドサービスサポート環境が含まれています。制御システムの設計、プログラミング、制御エンジニアリング。
このシステムは、UW2100 コントローラをベースとしており、標準 4 ～ 20mA、PT100、PT1000、レベル信号入力、リレーパッシブ接点出力などを通じて現場のモーター、バルブ、送信機、その他の機器情報を集中収集します。また、ワイヤレスベースです。 GSM ネットワークはデータを UWNTEK クラウド プラットフォームに一元的にアップロードし、広域情報の遠隔監視を実現します。
オンサイトの UW2100 コントローラは、Modbus-RTU (RS-485) マスタ ステーション プロトコルに基づいてインバータと通信し、サードパーティのデバイス情報の収集、通信接続、および複数のインバータの制御を実現します。 Modbus-RTU (RS-485) スレーブステーションプロトコルに基づいてタッチスクリーンと通信して、機器情報のオンサイトモニタリングを実現します。同時に、熱源ボイラー工場には分散制御システムUW500を導入し、中央制御室に中央監視センターを設置し、分散した各吹出口の設備情報を集中監視しています。
UWNTEK システム ソフトウェア プラットフォームは、現場に設置されたカメラ (Dahua、Hikvision) の標準ビデオ信号をシステムに接続し、現場のリアルタイム ビデオ信号の遠隔監視を実現するビデオ統合機能を提供します。これに基づいて、UWNTEK システム ソフトウェア プラットフォームは標準 HDMI インターフェイスを開き、中央制御室に大画面を設置でき、主要なプロセス プロセスを制御室の中央大画面ディスプレイに接続できます。
このシステムは、2G、3G、4Gネットワークをベースとした広範囲のモバイル端末（携帯電話、iPad、タブレット、ノートパソコンなど）の遠隔監視をサポートします。セキュリティゾーンごとに操作権限を分けることができ、システムのセキュリティを確保します。
4. システム設計計画
4.1 システム監視センター
システム監視センターは熱源ボイラー工場内に設置されています。監視センターは主に、複数のオペレータ ワークステーション (エンジニア ワークステーションはオペレータ ステーションと同時に使用できます。具体的な数は中央制御室の設計によって異なります)、大画面ディスプレイ システム、および産業用イーサネット スイッチで構成されます。 、グラフィックスおよびレポート プリンタ、UPS 電源など。
監視センターのコンピュータは有線または無線で外部ネットワークに接続する必要があります。監視システムはサーバーレスのスター型ピアツーピア構造を使用します。無線 GSM 通信方式と UW クラウド プラットフォームに基づいて、オペレータ ステーション、エンジニア ステーション、さまざまな機能ワークステーションおよびシステム周辺機器のための広域ネットワーク システムが確立されます。そして、UWクラウドサーバーをベースに、2G、3G、4Gの広域リモートアクセスによるクライアント（パソコン、携帯電話、タブレットなど）のニーズに応える監視インターフェースWEBをリリースします。
4.1.1 システム監視センター機能
1. プレート交換の1次側給水電気調整弁の制御
電気調節弁の開度は二次側給水温度によりPID制御されます（電気調節弁の最小開度はボイラー運転の安全性を考慮して決定されます）。
2. プレート式熱交換器の稼働状況の監視
プレートチェンジャーの一次側と二次側の入口と出口には温度センサーと圧力センサーが取り付けられており、各プレートチェンジャーの動作状態を監視します。
3. 暖房循環水ポンプ監視
加熱循環ポンプの出入口主管に圧力センサーを設置し、水ポンプの作動状態とシステム圧力を監視します。
4.加熱循環ポンプと給水ポンプのインバーター監視：
循環ポンプの起動/停止状態を遠隔/ローカルで監視します。インバーターの動作状態 (出力電流、周波数、電力、障害信号など) を遠隔監視します。周波数コンバータは、RS485 通信ラインを介して直列に接続され、eDCS と通信します。 eDCS は、周波数コンバータのさまざまな動作パラメータ、ステータス、その他の信号を読み取ることができます。
5. 二次側給水・戻り水本管圧力・温度監視
二次側給水本管には温度センサーと圧力センサーが設置されており、戻り水本管には温度センサーが設置されています。圧力は循環ポンプ入口主管の圧力値から取得し、二次側主給水・戻り水の温度・圧力状態を遠隔監視します。
6. 除染装置の圧力差の監視
二次側戻り管除染装置に差圧発信器を設置し、除染装置の入口と出口の間の圧力差を遠隔監視し、除染装置が正常に作動しているかどうかを判断します。
7. 給水タンクの液面監視
軟水タンクは圧力式液位計を使用し、液位信号をリアルタイムでeDCSコントローラーに送信します。
8. 排水ピットの水位監視
排水ピット内の水位を監視するために、液体レベルコントローラーが排水ピットに追加されます。排水ピットはカメラの監視範囲内にあり、下水の排出状況をタイムリーに把握できます。
4.1.2 セキュリティ保護とアラーム
構成ソフトウェアを使用して、熱交換ステーションの監視ステータスの概略図を確立し、重要な場所にアラーム ポイントを設定し、目を引く赤と緑の標識を使用してステータス ポイントの障害ステータスを示します。故障状況表示中は警報音（音声案内やサイレン音など）が発せられます。
1. 水タンクレベルの低水位および高水位警報
水タンクレベルアラームが低い場合は、水タンク内の軟水がほぼ使い果たされていることを意味します。給水ポンプが作動し続けると給水ポンプが破損する恐れがあります。そのため、「水タンクの水位低下」は安全運転のための警報項目となります。
水槽内の液面が高すぎる場合は、水槽内の液面制御装置に異常があることを意味します。水タンクへの給水をやめないと、水タンク内の水がオーバーフロー管から排出されて資源の無駄が生じたり、オーバーフロー管からの水の排出が間に合わなくなる場合があります。その結果、他の電気制御盤に水が溢れ、安全事故が発生しました。
2. サンプ内の液体レベルの低位および高位アラーム
排水ピットの液位低下警報が発生した場合は、排水ピット内の汚水がほぼ排出されたことを意味します。汚水ポンプが運転を続けると、水なし運転による故障や、場合によっては給水ポンプが過熱して破損する大事故につながる可能性があります。
排水ピット内の液位が高すぎると、排水ピット内の汚水が適時に排出されないことを意味します。現場に赴いて点検などの下水排出対策を行わないと、水が排水ピットからあふれて電気制御盤に流れ込み、安全上の危険が生じます。事故。
3. 循環ポンプ故障警報
485通信で信号を収集することで、循環ポンプの故障状況を適時に発見できるため、循環ポンプの適時切り替えが容易になり、加熱品質の確保、故障の早期解消が可能となります。
4. 給水ポンプ故障警報
警報項目は循環水ポンプと同様です。
5. 除染装置の入口と出口の間の圧力差警報
除染装置の入口と出口の圧力差が一定値を超えると、システムの循環水流量に重大な影響を及ぼし、循環ポンプの消費電力にも影響を及ぼします。このパラメータを検出することにより、除染装置の圧力差を適時に発見することができます。圧力差が設定値を超えた場合には、汚れ除去装置の清掃が必要となります。
4.2 無人熱交換ステーション システムのハードウェア構成計画。ゾーン H の無人熱交換ステーションを例に挙げます。
5. プランの説明
このシステムは、UWWNTEK ソフトウェアと組み合わせた UW2100 産業用モノのインターネット eDCS システム ハードウェアに基づいて設計および実装されています。プロセス制御、監視、コンピュータースケジュール管理を統合した、高度で効率的、高品質で安定した監視システムを確立し、加熱プロセス全体を完了するための良好なオープン性を備えています。以下の技術的機能を達成するためのプロセスおよびすべての生産設備の監視と自動制御:
1) 熱交換ステーション監視センターのデータは現場データとほぼ同期しているため、運用の人件費が削減されます。
2）監視システムは、暖房ネットワークの動作の不均衡の問題を解決し、暖房ネットワークのバランスの取れた動作を達成し、暖房効果を向上させるためのハードウェアおよびソフトウェア環境サポートを提供します。
3) 省エネ、消費量削減の役割を果たします。熱交換ステーションは、外気温の変化に応じて給水温度を自動的に調整するため、エネルギー消費を最大限に節約し、暖房サービスの品質を向上させます。
4) 蒸気の盗難や蒸気漏れの現象が回避されます。 24 時間のオンライン操作により、ユーザーは蒸気の盗難の心配を排除できます。現場測定の異常を最短時間で発見し、異常発生時刻を記録・ファイル化します。測定損失を回避します。
5) シミュレーション システムを使用して、暖房ネットワークの水力計算と熱計算を実行し、暖房ネットワークの制御動作を分析して、暖房ネットワークの最適な動作を実現します。故障診断とエネルギー損失解析を使用して、配管ネットワークの絶縁損失と抵抗損失、および機器の使用効率を把握します。暖房ネットワークのパイプ損失を最小限に抑え、最も経済的な運用を実現します。履歴データとリアルタイム データを比較してパイプ ネットワークを分析します。
