1. 프로젝트 개요
이 프로젝트는 열교환 스테이션의 무인 자동 제어 시스템입니다. 이 프로젝트에는 H 구역, I 구역, E 구역, 북쪽 구역, 남쪽 구역, 남쪽 구역 북쪽 등 6개의 열 교환 스테이션과 1개의 공공 스테이션이 포함됩니다. 이 프로젝트는 무인 자동 제어 시스템을 구축하는 것을 목표로 합니다. 유인 모니터링 시스템은 생산 작업 감독 방법을 최적화하고, 안전 관리 수준을 향상시키며, 보일러실 제어실의 각 열교환 스테이션 장비의 작동 상태를 중앙 집중식으로 모니터링할 수 있습니다. 열교환 스테이션의 주요 작동 매개변수는 보일러실 제어실에 중앙에 표시되어 생산 기술자가 열교환 스테이션의 작동 상태를 신속하게 이해하고 장비가 작동 매개변수를 최적화하기 위해 합리적인 상태에서 작동하는지 분석합니다. 장비 작동 시 잠재적인 안전 사고를 가능한 한 빨리 발견하여 사고 발생률을 줄입니다. 인력 투자 절감 및 무인 열교환 스테이션 구현 장기 근무로 스테이션 순찰 횟수가 줄어들어 전체적으로 인건비가 절감됩니다.
1.1 각 열교환 스테이션의 구체적인 개요는 다음과 같습니다.
(1)H 지역 열교환 스테이션:
Zone H 열교환소의 난방 면적은 235318.59㎡입니다. 그중 고지대 면적은 111440.18㎡이다. 낮은 면적은 123878.41㎡이다. 끝 부분은 라디에이터에 의해 가열됩니다.
역 고지대 주요 장비: 판형 열교환기 3대, 순환수 펌프 2대, 급수 펌프 2대; 저지대의 주요 설비는 판형 열교환기 3대, 순환수 펌프 2대, 급수 펌프 2대이다. 높고 낮은 지역 수처리 및 기타 장비를 공유합니다.
(2) 영역 I 열교환 스테이션:
Zone I 열교환소의 난방 면적은 251177.9㎡입니다. 그중 고지대 면적은 126116.5㎡이다. 낮은 면적은 125061.4㎡이다. 끝 부분은 라디에이터에 의해 가열됩니다.
역 고지대 주요 장비: 판형 열교환기 3대, 순환수 펌프 2대, 급수 펌프 2대; 저지대의 주요 설비는 판형 열교환기 3대, 순환수 펌프 2대, 급수 펌프 2대이다. 높고 낮은 지역 수처리 및 기타 장비를 공유합니다.
(3) E구역 열교환소
E구역 열교환소 난방면적은 65290.35㎡이다. 끝 부분은 라디에이터에 의해 가열됩니다.
역의 주요 장비: 판형 열교환기 2대, 순환수 펌프 3대, 물 보충 펌프 2대, 수처리 및 기타 장비.
(4) 북부지역 열교환소
북구환전소 난방면적은 61,798.29㎡로 앞으로도 난방면적을 늘리지 않을 예정이다. 급탕이 없고, 난방시스템이 고저구분을 하지 않으며, 처마높이가 12m이다.
역의 주요 장비: 판형 열교환기 2대, 순환수 펌프 3대, 물 보충 펌프 2대, 수처리 및 기타 장비.
(5) 남부지구 북열교환소
남부지구 북부교환역 난방면적은 109620.71㎡, 상업 및 기타면적은 3661.87㎡이다. 앞으로는 난방 면적을 늘리지 않을 것입니다. 가정용 온수가 없으며 난방 시스템이 고저층을 구분하지 않습니다. 처마 높이는 45m입니다. 터미널 가열은 라디에이터 가열입니다.
역의 주요 장비: 판형 열교환기 2대, 순환수 펌프 3대, 물 보충 펌프 2대, 수처리 및 기타 장비.
(6) 남부지구 남부열교환소
남부지구 남교류역 난방면적은 125,404.8㎡, 상업 및 기타면적은 1,727.02㎡이다. 앞으로는 난방 면적을 늘리지 않을 것입니다. 급탕이 없고, 난방시스템이 고저구분을 하지 않으며, 처마높이가 45m이다.
역의 주요 장비: 판형 열교환기 2대, 순환수 펌프 3대, 물 보충 펌프 2대, 수처리 및 기타 장비.
1.2 각 열교환 스테이션의 공정 흐름은 다음과 같습니다.
프로세스 설명:
① 이 스테이션의 열원은 보일러실에서 제공됩니다. 물은 분배용 급수주관을 통하여 열교환소의 물분배기로 공급되어 고역판형 열교환기와 저역판형 열교환기에 각각 공급되며; 열 교환이 완료된 후 집수기로 다시 흘러 순환수 본관을 통해 보일러실로 돌아갑니다.
② 열사용자로부터의 2차 환수는 순환펌프에 의해 가압되어 각각 3세트의 판형 열교환기로 유입됩니다. 열교환기에서 열교환을 한 후 판형 열교환기의 급수측에서 급수탱크로 수집되는 2차 급수를 형성합니다. 파이프는 파이프 네트워크를 통해 열 사용자에게 배포됩니다.
③ 급수용 고정 압력점은 순환펌프의 입구 주배관에 위치하며 급수펌프의 기동 및 정지, 과압수 방출을 제어하는데 사용된다.
프로세스 설명:
① 이 스테이션의 열원은 Zhujiang Yijing 보일러실에서 제공됩니다. 물은 급수주관을 통해 2개의 판형 열교환기로 공급되며; 열교환이 완료된 후 환수주관을 통해 보일러실로 환수됩니다.
② 열사용자로부터의 2차 환수는 순환펌프에 의해 가압되어 각각 2세트의 판형 열교환기로 유입됩니다. 열교환기에서 열교환을 한 후, 판형 열교환기의 급수측에서 주 급수관으로 수집되는 2차 급수를 형성합니다. 네트워크는 핫 사용자에게 할당됩니다.
③ 급수용 고정 압력점은 순환펌프의 입구 주배관에 위치하며 급수펌프의 기동 및 정지, 과압수 방출을 제어하는데 사용된다.
고객 요구와 실제 프로젝트 조건을 결합하여 Hangzhou Youwen은 UW2100 산업용 IoT eDCS 제어 시스템 하드웨어 제품과 UWNTEK 소프트웨어 제품을 기반으로 하는 포괄적인 올인원 솔루션을 제안했습니다.
2. 시스템 설계 원칙
UW2100eDCS 시스템 하드웨어와 UWNTEK 소프트웨어 플랫폼을 기반으로 하는 열 교환 스테이션 무인 모니터링 시스템은 일정 관리와 모니터링을 통합합니다. 그 기능에는 인간-기계 인터페이스, 데이터베이스 관리, 원격 데이터 수집, 원격 제어, 경보, 추세 및 보고서 등이 포함됩니다. 전체 난방 네트워크 파이프라인, 기기 등을 추적하고 모니터링하는 고급 통신 네트워크는 다음을 허용할 뿐만 아니라 파견자는 전체 난방 네트워크 파이프라인의 난방 상태를 완전히 파악하고 현장 오류 경보 정보를 신속하고 정확하게 반영하여 검사 및 유지 관리를 용이하게 합니다. 직원이 적시에 유지 관리하면 많은 인력과 물적 자원을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 크게 향상됩니다. 난방 네트워크의 현대적인 관리 수준.
이 디자인은 "중앙 집중식 관리, 분산 제어" 모델과 디지털 및 정보화 도시 엔지니어링 아이디어를 기반으로 하며 기업의 "관리 및 제어 통합" 정보 시스템 구축에 중점을 두고 고급스럽고 신뢰할 수 있으며 효율적이고 안전한 시스템을 구축하는 데 중점을 두고 있습니다. , 통합 공정 제어, 모니터링과 컴퓨터 스케줄링 관리를 통합하고 개방성이 좋은 모니터링 시스템은 전체 가열 공정과 모든 생산 장비의 모니터링 및 자동 제어를 완료하여 "현장 무인 및 소수 근무자"라는 목표를 달성할 수 있습니다. 중앙역에서."
3. 시스템의 전체 구조
전체 시스템에는 CPS 사이버 물리 시스템 및 산업 인터넷의 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 차세대 인식 제어 지능형 프런트 엔드, 광역 이기종 자체 구성 산업 네트워크 및 광역 클라우드 서비스 지원 환경이 포함됩니다. 제어 시스템 설계, 프로그래밍 및 제어 엔지니어링.
이 시스템은 표준 4~20mA, PT100, PT1000, 레벨 신호 입력, 릴레이 수동 접점 출력 등을 통해 현장 모터, 밸브, 트랜스미터 및 기타 장비 정보를 중앙에서 수집하는 UW2100 컨트롤러를 기반으로 하며 무선을 기반으로 합니다. GSM 네트워크는 중앙에서 데이터를 UWNTEK 클라우드 플랫폼에 업로드하여 광역 정보의 원격 모니터링을 실현합니다.
현장 UW2100 컨트롤러는 Modbus-RTU(RS-485) 마스터 스테이션 프로토콜을 기반으로 인버터와 통신하여 타사 장치 정보 수집, 통신 연결 및 여러 인버터 제어를 실현합니다. Modbus-RTU(RS-485) 슬레이브 스테이션 프로토콜을 기반으로 터치스크린과 통신하여 장비 정보의 현장 모니터링을 실현합니다. 동시에 열원 보일러 공장에는 UW500 분산 제어 시스템이 사용되며, 중앙 제어실에 중앙 모니터링 센터를 설치하여 다양한 분산 콘센트의 장비 정보를 중앙에서 모니터링합니다.
UWNTEK 시스템 소프트웨어 플랫폼은 현장에 설치된 카메라(Dahua, Hikvision)의 표준 비디오 신호를 시스템에 연결하여 현장 실시간 비디오 신호의 원격 모니터링을 실현할 수 있는 비디오 통합 기능을 제공합니다. 이를 기반으로 UWNTEK 시스템 소프트웨어 플랫폼은 표준 HDMI 인터페이스를 개방하고, 중앙 제어실에 대형 화면을 설정할 수 있으며, 주요 프로세스 프로세스를 제어실의 중앙 대형 스크린 디스플레이에 연결할 수 있습니다.
2G, 3G, 4G 네트워크를 기반으로 광역에서 모바일 단말(휴대폰, 아이패드, 태블릿, 노트북 등)의 원격 모니터링을 지원하는 시스템이다. 시스템의 보안을 보장하기 위해 보안 영역에 따라 작업 권한을 구분할 수 있습니다.
4. 시스템 설계 계획
4.1 시스템 모니터링 센터
시스템 모니터링 센터는 열원보일러 공장에 위치해 있습니다. 모니터링 센터는 주로 여러 개의 운영자 워크스테이션(엔지니어 워크스테이션은 운영자 스테이션과 동시에 사용할 수 있으며 구체적인 수는 중앙 제어실의 설계에 따라 다름), 대형 화면 디스플레이 시스템 및 산업용 이더넷 스위치로 구성됩니다. , 그래픽 및 보고서 프린터, UPS 전원 공급 장치 등;
감시센터의 컴퓨터는 유선 또는 무선을 통해 외부 네트워크에 연결되어 있어야 합니다. 모니터링 시스템은 서버리스 스타 P2P 구조를 사용합니다. 무선 GSM 통신 방법과 UW 클라우드 플랫폼을 기반으로 운영자 스테이션, 엔지니어 스테이션, 다양한 기능 워크스테이션 및 시스템 주변 장치를 위한 광역 네트워크 시스템이 구축됩니다. 그리고 UW 클라우드 서버를 기반으로 2G, 3G, 4G 광역 원격 접속 기반의 클라이언트(컴퓨터, 휴대폰, 태블릿 등)의 요구를 충족할 수 있는 모니터링 인터페이스 WEB를 출시합니다.
4.1.1 시스템 모니터링 센터 기능
1. 플레이트 교체 1차측 급수 전기 조절 밸브 제어
전기조절밸브의 열림은 2차측 급수온도를 통해 PID로 제어됩니다. (보일러 운전의 안전성을 고려하여 전기조절밸브의 최소개방도가 결정됩니다.)
2. 판형 열교환기 작동상태 모니터링
플레이트 체인저의 1차 측과 2차 측의 입구와 출구에 온도 및 압력 센서를 설치하여 각 플레이트 체인저의 작동 상태를 모니터링합니다.
3. 난방 순환 워터 펌프 모니터링
난방순환펌프의 입출구 주배관에 압력센서를 설치하여 워터펌프의 작동상태와 시스템 압력을 감시한다.
4. 난방 순환 펌프 및 물 보충 펌프 인버터 모니터링:
순환펌프의 시작/정지 상태를 원격/로컬에서 모니터링합니다. 인버터의 작동 조건(출력 전류, 주파수, 전력, 오류 신호 등)을 원격으로 모니터링합니다. 주파수 변환기는 RS485 통신 라인을 통해 직렬로 연결되어 eDCS와 통신합니다. eDCS는 주파수 변환기의 다양한 작동 매개변수, 상태 및 기타 신호를 읽을 수 있습니다.
5. 2차측 급수 및 환수 주관 압력 및 온도 모니터링
2차측 급수본관에는 온도 및 압력센서가 설치되며; 온도 센서는 환수 본관에 설치됩니다. 순환펌프 입구 주배관의 압력값에서 압력을 취하고, 2차측 주공급수와 환수수의 온도 및 압력상태를 원격으로 모니터링합니다.
6. 제염장치의 압력차 모니터링
2차 측 리턴 파이프 오염 제거 장치에 압력차 전송기를 설치하여 오염 제거 장치의 입구와 출구 사이의 압력차를 원격으로 모니터링하여 정상적인 작동 상태인지 확인합니다.
7. 물 보충 탱크의 수위 모니터링
연수탱크는 압력식 액위계를 사용하여 액위 신호를 eDCS 컨트롤러에 실시간으로 전송합니다.
8. 배수구의 수위 모니터링
배수구의 수위를 모니터링하기 위해 배수구에 액체 레벨 컨트롤러가 추가됩니다. 배수구는 카메라의 감시 범위 내에 있어 하수 배출 상황을 적시에 이해할 수 있습니다.
4.1.2 보안 보호 및 경보
구성 소프트웨어를 사용하여 열교환 스테이션의 모니터링 상태에 대한 개략도를 설정하고, 중요한 위치에 경보 지점을 설정하고, 눈길을 끄는 빨간색 및 녹색 기호를 사용하여 상태 지점의 오류 상태를 나타냅니다. 결함 상태를 표시하는 동안 경보음(음성 안내 또는 사이렌 소리 등)이 발생합니다.
1. 저수조 및 고수위 경보
물탱크 수위 경보가 낮을 경우 물탱크의 연수를 모두 소모한다는 의미입니다. 급수펌프가 계속 작동할 경우 워터펌프가 파손될 수 있습니다. 따라서 "물탱크 수위가 너무 낮습니다"는 안전한 작동을 위한 알람 항목입니다.
물탱크의 수위가 너무 높으면 물탱크의 수위 조절 장치에 문제가 있다는 의미입니다. 물탱크 채우기를 중단하지 않으면 물탱크 안의 물이 넘침관에서 배출되어 자원이 낭비되고, 물 넘침관이 제때에 배수되지 않을 수 있습니다. 이로 인해 다른 전기 제어 캐비닛에 물이 넘쳐 안전 사고가 발생했습니다.
2. 섬프의 낮은 액체 레벨 및 높은 액체 레벨 경보
배수조에 저수위 경보가 발생하면 배수조의 오수가 거의 배수되었음을 의미합니다. 하수펌프를 계속해서 작동시키면 물이 없는 작동으로 인해 오작동을 일으키거나, 심지어는 워터펌프가 과열되어 파손되는 대형 사고가 발생할 수도 있습니다.
배수조의 수위가 너무 높으면 배수조의 하수가 제때에 배출되지 않는다는 의미입니다. 현장에 가서 검사나 기타 하수 배출 조치를 취하지 않으면 물이 배수구에서 넘쳐 전기 제어 캐비닛으로 넘쳐 안전상의 위험이 발생할 수 있습니다. 사고.
3. 순환펌프 고장 경보
485 통신을 통해 신호를 수집함으로써 순환 펌프의 결함 상태를 적시에 발견할 수 있어 순환 펌프의 적시 전환을 촉진하고 가열 품질을 보장하며 적시에 결함을 제거합니다.
4. 급수펌프 고장알람
경보 항목은 순환수 펌프의 경보 항목과 동일합니다.
5. 오염 제거 장치의 입구와 출구 사이의 압력차 경보
오염 제거 장치의 입구와 출구 사이의 압력 차이가 특정 값을 초과하면 시스템의 순환 물 흐름에 심각한 영향을 미치고 결과적으로 순환 펌프의 전력 소비에 영향을 미칩니다. 이 매개변수를 감지함으로써 오염 제거 장치의 압력 차이를 적시에 발견할 수 있습니다. 압력차가 설정값을 초과하면 먼지 제거제를 청소해야 합니다.
4.2 무인 열교환 스테이션 시스템 하드웨어 구성 계획(Zone H의 무인 열교환 스테이션을 예로 들어 설명)
5. 계획 설명
이 시스템은 UWWNTEK 소프트웨어와 결합된 UW2100 산업용 사물 인터넷 eDCS 시스템 하드웨어를 기반으로 설계 및 구현되었습니다. 공정 제어, 모니터링 및 컴퓨터 일정 관리를 통합하고 전체 가열 프로세스를 완료할 수 있는 우수한 개방성을 갖춘 고급스럽고 효율적이며 고품질의 안정적인 모니터링 시스템을 구축합니다. 다음과 같은 기술적 기능을 달성하기 위해 프로세스와 모든 생산 장비를 모니터링하고 자동 제어합니다.
1) 열교환소 모니터링 센터의 데이터는 현장 데이터와 거의 동기화되어 운영 인건비를 절감합니다.
2) 모니터링 시스템은 난방 네트워크 운영 불균형 문제를 해결하고 난방 네트워크의 균형 운영을 달성하며 난방 효과를 향상시키기 위해 하드웨어 및 소프트웨어 환경 지원을 제공합니다.
3) 에너지 절약 및 소비 절감의 역할을 한다. 열교환 스테이션은 실외 온도 변화에 따라 급수 온도를 자동으로 조정하여 에너지 소비를 최대한 절감하고 난방 서비스의 질을 향상시킵니다.
4) 증기 도난 및 증기 누출 현상을 방지합니다. 24시간 온라인 운영으로 인해 스팀 도난에 대한 사용자의 생각이 없어집니다. 현장 측정의 고장을 최단 시간에 발견할 수 있으며, 고장 시간을 기록하여 보관합니다. 측정 손실을 방지하십시오.
5) 시뮬레이션 시스템을 사용하여 난방 네트워크의 수력학 및 열 계산을 수행하고 난방 네트워크의 제어 작동을 분석하여 난방 네트워크의 최적 작동을 달성합니다. 결함 진단 및 에너지 손실 분석을 통해 배관 네트워크의 절연 및 저항 손실과 장비의 사용 효율성을 이해합니다. 가장 경제적인 운영을 위해 난방망의 배관 손실을 최소화합니다. 과거 데이터와 실시간 데이터의 비교를 통해 관망을 분석합니다.
