де
, тоді
Одержимо Пі-регулятор напору.
На рис. 2.14 – 2.17 наведено графіків перехідних процесів по водопостачанню.
Рисунок 2.14 - Зміна напору при регулюванні витрати в замкнутої САР
Рисунок 2.15 - Зміна швидкості АД при регулюванні витрати в замкнутої САР
Рисунок 2.16 - Завдання на витрату в замкнутій САР
Рисунок 2.17 - Зміна витрати при регулюванні витрати в замкнутої САР
РОЗДІЛ 3. СТАРТАП ПРОЕКТ
Ціль стартапу – Розробка сучасної та ефективної системи керування насосною станцією на базі ПЧ-АД та мікроконтроллера.
3.1 Проблеми які вирішує стартап
Максимальний контроль технологічних показників
Енергозбереження
- За рахунок використання сучасних технологій.
- Оптимальне керування насосними станціями, що дозволяє зменшити втрати води, знизити до мінімуму надлишковий тиск в контрольних точках. Раціональне використання ресурсів обладнання.
3. Отримання інформації про стан системи водопостачання в реальному часі з будь-якої точки планети через мережу інтернет.
3.2 СТРУКТУРА АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ВОДОПОСТАЧАННЯМ
- Автоматизована система управління водопостачанням збирає інформацію зі станцій автоматичного керування і будує адекватну модель стану в реальному часі.
- Оператор має можливість керувати процесом.
- Оператор може виявити критичні ситуації на основі зібраних даних.
- Система дозволяє отримувати інформацію з віддалених насосних станцій, це забезпечується за допомогою технологій бездротового зв'язку.
- Глобальна мережа Інтернет дозволяє в реальному часі отримувати дані про стан системи.
- Сервер зберігання інформації гарантує цілісність і захищеність даних.
3.3 ПОБУДОВА АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ ОБ'ЄКТА З ВИКОРИСТАННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ БЕЗДРОТОВОГО ЗВ’ЯЗКУ
Що потрібно для установки системи автоматизації управління водопостачанням:
Станції автоматичного керування насосом або групою насосів.
Спеціальне обладнання для реалізації бездротового з'єднання.
Контрактний номер від оператора мобільного зв'язку на кожен вузол системи.
- Робоче місце оператора (ПК) з операційною системою Windows.
- Серверне обладнання для управління групами насосів і спеціалізоване програмне забезпечення (виробництво ТОВ «Софтлист»), яке реалізує всі функції контролю і управління системою водопостачання.
3.4 ОБЛАДНАННЯ
Автоматизована система управління водопостачанням включає в себе програмні і апаратні засоби.
До апаратних відносять: прилади збору інформації (датчики тиску, рівня, об'єму), прилади контролю (програмовані контролери, мікропроцесорні пристрої керування, пристрої захисту електродвигуна, частотні перетворювачі, пристрої плавного пуску електродвигунів).
Прилади збору інформації
- Датчики тиску з уніфікованим струмовим виходом (4-20мА). Виробники: Danfoss, Vika, ОВЕН.
- Датчики тиску з релейним сигналом.
- Витратоміри з широким набором вихідних сигналів (уніфікований струмовий сигнал, HART-протокол, RS-485, CANopen, імпульсний сигнал і ін.) Виробники: KROHNE, FUJI, UltraHeat і ін.
- Вимірювачі-регулятори, прилади підтримки рівня і тиску. Прилади які мають промислові протоколи передачі інформації (струмовий сигнал, сигнал напруги, RS-485, RS-232, Ethernet, CANopen і ін.). Виробники: ОВЕН, Мікрол, Omron та ін.
Частотні перетворювачі і пристрої плавного пуску двигунів
Виробники: Danfoss, Siemens, Schneider Electric (Altivar), Hitachi, Mitsubishi, Delta, ABB, Emerson, Omron
| № | Назва елемента | Призначення | Опис |
| 1 | Свердловинний (занурювальний) насос | Управління та візуалізація. Завдання тиску, пуск, стоп, завдання меж і т.д. | Розміщується на мнемосхемі відповідно до схеми наданої замовником |
| 2 | Поверхневий насос | Управління та візуалізація. Завдання тиску, пуск, стоп, завдання меж і т.д. | Розміщується на мнемосхемі відповідно до схеми наданої замовником |
| 3 | Резервуар | Візуалізація рівнів в резервуарі. Можливо: верхній, нижній, або аналоговий | Розміщується на мнемосхемі відповідно до схеми наданої замовником. Показує рівень заповнення водою |
| 4 | Кран, електроклапан, засувка | Якщо це клапан, який управляється з пульта, то візуалізація стану, закритий-відкритий. Крім того можливе управління | Розміщується на мнемосхемі відповідно до схеми наданої замовником |
| 5 | Контрольна точка тиску | Тільки візуалізація | Розміщується на мнемосхемі відповідно до схеми наданої замовником |
3.5 ВІЗУАЛІЗАЦІЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ НАСОCНИМИ СТАНЦІЯМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ
3.6 ПРИКЛАД ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМИ
Впровадження системи диспетчеризації водопостачання на КП «Мала Віска Водоканал»
19 червня 2018 року впроваджена в промислову експлуатацію система диспетчеризації на станціях водопостачання КП «Мала Виска Водоканал». Система складається з надійних промислових станцій передачі даних з використанням бездротового зв'язку і програмного забезпечення власної розробки для управління обладнанням, а також зберігання, обробки і візуалізації інформації.
В результаті впровадження отримані наступні переваги:
Оперативність збору інформації про стан системи водопостачання;
Можливість дистанційного керування об'єктами водопостачання;
Автоматична підтримка рівня води в резервуарах;
Автоматична підтримка тиску і витрати води в напірному трубопроводі першого і другого підйомів;
Скорочення витрат на технічний огляд віддаленого обладнання;
Зменшення кількості виїздів персоналу на об'єкти;
Дистанційне визначення причин несправностей обладнання на віддалених об'єктах водопостачання;
Оперативна реакція на нештатні ситуації, що в свою чергу покращує якість постачання води для населення та промислових об'єктів.
ВИСНОВКИ
1. На підставі аналізу існуючих розробок у галузі автоматизованого управління насосними станціями систем водопостачання визначено необхідність розробки нових принципів формування технологічного завдання для НС, прийняття рішення з вибору робочої технологічної схеми НС в виробничих умовах і управління регульованими насосними агрегатами.
2. Розроблено топологічну і матричні моделі технологічної схеми НС, що дозволяють закласти в програмне забезпечення, створене з орієнтацією на універсальну технологічну схему НС, процедури оптимізації шляхів помпування і раціонального використання технологічного обладнання НС.
3. Розроблено метод енергозберігаючого управління режимом роботи технологічного обладнання НС, його алгоритмічне та програмне забезпечення, що дозволяє виконати з мінімальними енерговитратами технологічне завдання по тиску і подачі на виході НС в умовах коливань водоспоживання абонентів і може використовуватися операторами НС або безпосередньо в СУ автоматичних НС.
4. Розроблено метод формування технологічного завдання для НС за узагальненим критерієм ефективності, що максимально враховує втрати абонентів від недотримання заявлених вимог та СВ від перевитрати електроенергії і є одним із шляхів вирішення задачі енергозбереження в процесі управління технологічним обладнанням НС.
5. Розроблена комп‘ютерна технологія управління регульованими насосними агрегатами насосної станції, яка забезпечує оптимальний розподіл продуктивності між ними за рахунок координації режимів роботи регульованих насосних агрегатів при коливаннях водоспоживання.
6. Перспективність практичного застосування розроблених математичних моделей, процедур прийняття рішень і методів автоматизованого енергозберігаючого управління режимом роботи НС, функціональної структури автоматизованої СУ технологічним обладнанням НС підтверджена результатами імітаційного моделювання діючих НС.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1974. 480 с.
2. Лезнов Б.С. Экономия электроэнергии в насосных установках. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 144 с.: ил. – (Экономия топлива и электроэнергии)
3. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции: Учеб. для вузов.– 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Стройиздат, 1986.– 320 с.: ил.
4. Волотковский С.А., Емец В.И., Козло В.К. и др. Типовой электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. - Киев: Вища школа, 1983. -312 с.
5. Справочник по электрическим машинам : В 2 т./ Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. т. 1. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.: ил.
6. Справочник по гидравлике / Под ред. В.А. Большакова, – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1984.– 343 с.
7. Шевелёв Ф.А. Исследование основных гидравлических закономерностей турбулентного движения в трубах. – М.; Л. : Госстройиздат, 1953. – 208 с.
8. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей/ Под ред. Л.Г. Мамикоянца. – 4-е изд., переработ. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 240 с., ил.
9. Справочник по автоматизированному электроприводу. – М.: Энергоатомиздат, 1979. – 640 с., ил.
10. Сандлер А.С. и Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М., "Энергия", 1974, 328 с., с ил.
11. В.П. Андреев, Ю.А. Сабинин Основы электропривода. – 2-е изд., переработ. – М.: ГЭИ, 1963. – 767 с.
12. Черный А.П., Луговой А.В., Д.И.Родькин, Сисюк Г.Ю., Садовой А.В. Моделирование электромеханических систем / Учебн. пособие. - Кременчуг : 1999. - 202с.
13. Файнштейн В.Г., Файнштейн Э.Г. микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами / Под ред. О.В. Слежановского. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 240 с.: ил.
14. Методичні вказівки щодо виконання розділу “Електропостачання промислової установки” при дипломному проектуванні для студентів зі спеціальності 7.092203 “Електромеханічні системи автоматизації та електропривод” – денної та заочної форм навчання / П. Г. Василенко. – Кременчук: КДПУ, 2001. – 73 с.
15. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1979. – 431 с., ил.
16. Методичні вказівки по виконанню економічної частини дипломного проекту та курсової роботи для студентів денної та заочної форми навчання за спеціальністю 7.092208 "Електропривод та автоматизація промислових установок та технологічних комплексів" / Копєйка П.І., Яріш О.М., Залуніна О.М. – Кременчук: КДПІ, 1997. – 21 с.
17. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів / Ред. Н. Стрілець, – К.: Основа, 1998. – 384 с.
18. Справочник по охране труда. В четырёх томах. Том 2. Нормы, правила, инструкции. – Л.: Судостроение, 1974. – 584 с.
19. Князевский Б.А. Охрана труда в электрических установках. – М.: Энергия, 1977. – 319 с.
Якщо визначені консультанти. Консультантом не може бути зазначено наукового керівника магістерської дисертації.
1 2 3 4 5 6 7