06 октября 2025

Система управления паровым котлом

Евгений Ивахненко, технический директор, ЭнергоКИПавтоматика, г. Бийск

Компания ЭнергоКИПавтоматика (г. Бийск, Алтайский край) разработала автоматизированную систему управления серии Kipmatic-Expert (САУ-ТПК) для парового котла ДКВр-20-13Г. Котел обслуживает жилищно-коммунальное хозяйство АО «Нева Энергия» в г. Сланцы Ленинградской области.

Заголовок для фотографий

Описание картинки

Установленная производителем котла штатная автоматика со временем перестала поддерживать стабильные технические характеристики и впоследствии вышла из строя. Система не подлежала восстановлению, и потребовалась разработка новой стабильно работающей управляющей системы.

Основные функции САУ-ТПК:

контроль параметров технологического процесса;
мониторинг и визуализация состояния технологического оборудования;
управление исполнительными механизмами;
предупредительная и аварийная световая и звуковая сигнализация;
реализация блокировок и защит, препятствующих развитию нештатных ситуаций;
автоматический розжиг горелок, плановая и аварийная остановка;
автоматическое регулирование разрежения в топке, поддержание соотношения топливо-воздух, уровня воды в барабане, нагрузки котла;
ведение оперативной и исторической информации в удобной операторам форме, а также ее архивирование и хранение.

Функциональная схема управления

Система состоит из трех шкафов управления котлом, приводами дымососа и вентилятора

Программно-аппаратный комплекс Kipmatic-Expert

Программно-аппаратный комплекс САУ-ТПК спроектирован по типу трехуровневой структуры. Верхний уровень – рабочее место оператора: ПК с системой MasterSCADA ИнСАТ MSRT на 500 точек.

Средний уровень представлен устройствами ОВЕН:

программируемый контроллер ПЛК110 [М02];
модули ввода-вывода МВ110-8АС, МУ110-16К;
программируемое реле ПР102 с модулем расширения входов/выходов ПРМ-1.

Контроллер ПЛК110 осуществляет формирование управляющих команд, сбор и обработку данных от первичных преобразователей, передачу их на верхний уровень САУ-ТПК.

Реле ПР102 обеспечивает на полевом уровне связь с частотными приводами дымососа, вентилятора и первичных преобразователей давления, температуры, расхода, а также управление исполнительными механизмами дымососа, вентилятора и клапана питательной воды. Применение ПР102 с модулем расширения ПРМ позволило сократить общую протяженность кабельных проводок и трасс для них.
Нижний уровень представлен первичными преобразователями: давления газа, давления воздуха, разрежения, а также датчиками уровня воды в барабане котла.

Трехуровневый сигнализатор ОВЕН САУ-М6 с кондуктометрическими датчиками ОВЕН ДС.ПВТ обеспечивают контроль аварийных значений уровня воды в барабане котла. Датчики избыточного давления ОВЕН ПД100-ДИ и электроконтактный манометр контролируют давление пара в барабане котла. Для измерения температуры применяются термопреобразователи сопротивления с токовым выходом ОВЕН ДТС035М. Расход газа и пара измеряется преобразователями ОВЕН ПД200-ДД.

Хранение параметров АСУ осуществляется как в ПЛК, так и памяти рабочей станции оператора.

Функционал системы управления котлом

В состав щита управления котлом серии Kipmatic-Expert входит ПЛК110, сенсорная панель управления, модули ввода/вывода, промежуточные реле MR-203.D, твердотельные реле MD-1544.ZD3 и источник бесперебойного питания ИБП.

Сенсорная панель позволяет управлять режимами работы котла, следить за технологическими параметрами и реализовывать функции управления котлом при неисправности АРМ оператора. На панели управления информация выводится в виде графических изображений и текстовых сообщений.

Щит управления котлом обеспечивает выполнение следующих функций:

блокировку и защиту систем вентиляции, розжига и работы котла;
проверку герметичности газовых блоков;
автоматический розжиг горелок;
вентиляцию топки на стадиях розжига и остановки;
регулирование разрежения, уровня воды в барабане, а также нагрузки;
оптимальное количество сжигаемого топлива;
дистанционное управление главной паровой задвижкой, байпасным клапаном на линии питательной воды;
автоматическое открытие задвижки на линии аварийного слива воды из барабана;
дистанционный выбор типа регулирования производительности дымососа и вентилятора.

Щит управления контролирует параметры котла:

уровень воды в барабане;
расход пара;
давление пара в барабане, газа и воздуха;
температуру уходящих газов и воды до и после водяного экономайзера;
разрежение дымовых газов до и после водяного экономайзера.

Контроллер ПЛК110 соединен интерфейсом RS-485 с модулями ввода/вывода Мх110 и реле ПР102. Вторая сеть RS-485 объединяет ПЛК110 с ПЧ. Это решение позволило разделить сети по скоростям обмена данными. Передача данных на АРМ оператора реализована по сети Ethernet посредством коммутатора.

Функционал рабочего места оператора

Автоматизированное рабочее место оператора – ПК с установленной системой MasterSCADA ИнСАТ. На экране монитора АРМ отображаются мнемосхемы оборудования котла с основными рабочими параметрами, предупреждающие и аварийные сигналы, сообщения о текущем состоянии технологического процесса, тренды и архивы (рис. 2). Оператору доступна функция генерации отчетов с выводом заданных параметров за установленное время.

АРМ в круглосуточном режиме обеспечивает:

управление исполнительными механизмами котла;
контроль состояния оборудования;
настройку и оперативное изменение режимов работы;
ведение журнала событий;
извлечение информации из архива и представление ее в установленных формах;
подготовку отчетов;
обеспечение уровней доступа пользователей к системе управления;
оповещение о выходе из строя оборудования и предупреждениях.

Внедрение системы управления САУ-ТПК Kipmatic-Expert повысило показатели экономичности сжигания топлива, снизило потребление электроэнергии, повысило показатели безаварийной работы оборудования и минимизировало ошибки обслуживающего персонала. Система эксплуатируется с 21-го года и показала надежность и удобство САУ-ТПК.

Информация о компании

Холдинговая группа «ЭнергоКИПавтоматика» предлагает комплексное решение задач автоматизации котлов, производственно-отопительных котельных и ТЭЦ. П предприятие является разработчиком и изготовителем систем автоматизации для паровых и водогрейных производственно-отопительных котлов.