Представьте себе индивидуальный тепловой пункт. Наверное, сразу в голове рисуются подвал, трубы, задвижки и запах сырости. Но современный ИТП не таков – он и выглядит прилично, и содержит в себе много современной и сложной автоматики. И даже на таком «кондовом» объекте автоматика может устареть раньше, чем придет окончание срока ее эксплуатации. Не потому, что работает плохо, а потому, что хочется большего. Наш сегодняшний рассказ как-раз про это.

Лет 10 назад в административном здании начал работать теплопункт. На нем не экономили, применяли современные на тот момент технические решения, качественное оборудование. В частности, автоматика и диспетчеризация ИТП была построена на контроллере Honeywell LION (Excel 800) с соответствующими модулями ввода-вывода. Все работает, и может проработать еще много лет, если оставить, как есть. Но IT-индустрия развивается стремительно, и нас уже не устраивают оффлайн-решения. Нам хочется, чтобы всегда онлайн, чтобы доступ отовсюду, чтобы алгоритмы не следовали за событиями, а предвосхищали их. И даже компьютерные программы с интерфейсом 10-летней давности портят нам настроение.

По этим причинам и возникло желание у собственника здания (точнее, у службы эксплуатации) модернизировать систему автоматизации и диспетчеризации ИТП. Перейти на более современные решения того-же производителя было проблемно - санкции и очень недружелюбные цены. Поэтому было принято решение аппаратную платформу поменять.

Этим и занялась компания «Автоматика-Центр». Не трогая «железо» (вентили, насосы, датчики), они построили систему автоматизации и диспетчеризации на базе оборудования Wiren Board, используя программную платформу MCS от компании «БК контрол». 

Дополнительные фото

Состав оборудования и архитектура решения

В рамках проекта оборудование Honeywell демонтировали, на его место в тот же шкаф поставили новое оборудование. На все монтажные и пуско-наладочные работы ушло три дня.

Что установлено:

• контроллер WIRENBOARD PRO;

• 5× WBPRO-CLEDREL6 — шестиканальные релейные модули для управления насосами и приводами регулирующих вентилей;

• 4× WBPRO-ANALOG6 — модули аналогового ввода, работают с датчиками давления и температуры.

• 5× WBPRO-DI8 — модули дискретного ввода для получения статусов оборудования, аварийных сигналов и т.д.

Непосредственно на контроллере работает ПО MCS. Производитель не называет его SCADA, но по сути это полноценная SCADA-система, со встроенным языком программирования FBD, интерфейсом пользователя (веб-интерфейс), архивами, оповещениями и удаленным доступом. 

Дополнительные фото

Алгоритмы управления и особенности реализации

Регулирование температуры теплоносителя

В ИТП применены электроприводы с 3-позиционным сигналом управления. То есть на них подаются сигналы «больше»/«меньше» различной длительности. А длительность рассчитывается, исходя из требуемого угла поворота вентиля и времени полного хода привода. Вот только для обратной связи в приводах ничего не предусмотрено. Соответственно, постепенно накапливается ошибка. Тривиальное решение – время от времени «угонять» привод в крайнее положение, подав на него импульс длиннее полного хода привода. Но тут есть риск – во время сброса ошибки вода в системе отопления/ГВС окажется либо максимально горячей, либо максимально холодной, что очень плохо. 

Специалисты «Автоматика-Центр» применили такое решение: в те моменты, когда вентиль оказывается в положении меньше 10 % или больше 90 % от крайнего, ему выдается импульс такой длительности, чтобы привод оказался в крайнем положении. Изменение температуры теплоносителя относительно требуемой будет минимальной – задача решена. Если же в течение суток привод не выходит за пределы диапазона 10–90 %, то в установленное время (обычно ночное) производится сброс ошибки.

Особое внимание уделено контролю температуры обратной воды. У каждого потребителя есть свой график, согласованный с теплоснабжающей организацией. За каждое превышение температуры «обратки» потребителя ждет «драконовский» штраф. Автоматика ИТП следит за этой температурой, и, при опасном приближении к ней, переключается с погодозависимого графика на фиксированный график «обратки». Принципы управления приводом те же. 

Скрытый текст

Управление насосами

На каждом контуре установлено два насоса: рабочий и резервный. И датчики давления на входе и выходе насосной группы. Переключение между насосами выполняется либо по наработке, либо по дням недели, либо при отсутствии перепада давления на группе (что говорит о неисправности включенного насоса).

Интерфейс

Пользователь может: 

• управлять системой;

• просматривать графики;

• корректировать уставки; 

• получать аварийные уведомления.

Веб-интерфейс MCS доступен на любом устройстве, на котором работает веб-браузер, и которое так или иначе связано с контроллером (вопросы организации защищенного удаленного доступа в рамках этой статьи не рассматриваются).

Заключение

В данном проекте удалось «малой кровью» реализовать всю существовавшую ранее логику и добавить новые, современные «фичи». Все это работает в одном компактном контроллере, с веб-интерфейсом, средой разработки «на борту» и защищенным удаленным доступом. И самое главное — эксплуатационная служба получила понятную, управляемую и расширяемую систему. Именно такую, какую хотела.