OpenSCADAWiki: Home Page En/Using/ Kram Water ...

Home | Index | Changes | Comments | Users | Registration | Login  Password:  
 
This is an old revision of HomePageEn/Using/KramWater from 2016-04-15 08:55:40..

ACS of Phosphating, Amination and Hydrazine of boiler BKZ 160–100 PT

Begin: 11(October) 2013
Finish: 12(December) 2014 + 12(December) 2015 (Continuous blowing)
Location: Kramatorsk city, CHP
Customer: Limited liability company (Ltd) "Kramatorskteploenergo", Osipov Jury Mikolajevich
Participants: Roman Savochenko, DIYA Ltd
Description: Automation Control System (ACS) of Phosphating, Amination, Hydrazine, Continuous blowing of the boiler's water of boilers BKZ 160–100 PT №6,7,8,9
Short object's image (105 Kb)


Contents

Object of automation

In exploitation of Kramatorskteploenergo Ltd is a Central Heat Energy (CHM) in contains of five working boilers BKZ 160–100 PT (5, 6, 7, 8 and 9). The boilers produce steam with pressure 100 kgf/cm2 and nominal productivity up to 160 ton/hour. Produced steam transferred to turbines and heat carrier of Kramatorsk city. As fuel of the boilers use the coal dust and the natural gas, mostly for ignition and light. The primary coal is non-gas (anthracite) coals which is less explosive and allow to milling on temperatures up to 150°С.


For supply of the boilers there uses addition and circulation water. The supply water needs for preparation previously for prevent scum formation and corrosion of the common and additive equipment. Same for correcting of the supply water applies of "Amination", "Hydrazine" and "Phosphating" (for boiler's water).


The corrosion decreasing performs by creation the reductive environment into the condensing tract and deep binding of oxygen and nitrite after deaerator through input Recovery, by regulation of рН value of the environment through input Ammonia. Higher grade of the binding of nitrite and residual oxygen can be doing by hydrazine-hydrate (in this case), hydrazine-sulphate, sodium-sulfate.


For prevent the scum formation the boiler's water processes by phosphates. Phosphating is effective way of preventing only to calcium scum formation. As part of the desalting process it is also continuous blowing of the boiler that is continuous flow of the salting water from the boiler's drum bottom. The continuous blowing also included to the ACS "Phosphating".

ACS

Structural scheme of the ACS shown on Figure 1, it is contains four cabinets of controllers and Automation Work Place (AWP) of operator.



Fig. 1. Structural scheme of the ACS.

ACS "Amination" and "Hydrazine" located into a single placement "Water-preparation", but them are implemented into different cabinets CC1 and CC2, accordingly. Into each of the cabinets placed an individual controller, and the controller of ACS "Hydrazine" connected to local network through second interface of the controller of ACS "Amination", where both of the interfaces connected to a "Bridge". Main aim of the ACS "Amination" and "Hydrazine" is dosing transfer of ammonia and hydrazine-hydrate to the supply water, which performs by pumps connected through Frequency Converters (FC). Control by the FC performs from the PLC by the link interface RS-485 and the protocol ModBus/RTU.


ACS "Phosphating" divided to two parts. First part is presented by cabinet CC4 (placement of Central Heat Board) and into it installed PLC, and second part is presented by cabinet CC3 (placement of nonoperative contour of boiler #8) with a tray of Object Adjustment Devices (OAD) and frequency converters of pumps of transferring phosphates to boilers #6,7,8,9. Common signals of ACS connected to the OAD tray which self connected to the PLC by the interface RS-485 and the protocol DCON. Control by the FC of transferring phosphates performs from PLC by the link interface RS-485 and the protocol ModBus/RTU. Connecting the PLC to the local network performs by a switch into the cabinet CC3, moreover the two pares of RS-485 and other two of Ethernet routed between the cabinets CC3 and CC4 by single cable of twist pairs of category 5 by length about 100m.


PLC CC4 (placement of Central Heat Board) besides the functions of the ACS "Phosphating" includes also functions of ACS "Continuous blowing" and ACS "Water Chemical Mode (WChM)", and why had it's naming as "Generic-station".


ACS "Continuous blowing", implemented into the generic-station controller, represented by valves of flow rate of continuous blowing with a pulse control. ACS signals entered direct to the PLC modules. Due to need of controlling the ACS by operator of the boilers it's interface entered to ACS BDM, and the Generic-station PLC enabled to network of ACS "BDM".


ACS "WchM" implemented base on devices of analysis the chemical water mode (UPP) from a previous system, which AWP (implemented on the closed technologies) in time was unworkable. That all this devices UPP (15 items), into the network RS-485 by protocol ModBus/RTU, were connected to the Generic-station PLC. Some parameters of the ACS used into ACS "Amination", "Hydrazine", "Phosphating" and "Continuous blowing" for control to transporting/dosing by the analysis. In generic each of the UPP allow to measure following parameters: "Temperature of the sample", "Value of pH", "Value of cNa", "Value of dissolved O2", "Electrolytic conductivity".


All the nodes of ACS connected to local network of ACS "Water", into an individual mask, which physically has enter to the factory network.


Translation

PLC

У якості програмованого логічного контролеру (ПЛК) у проекті застосовано ПЛК LP-8781 фірми ICP DAS серії LinPAC. Промислові контролери цього сімейства є першим продуктом, який побудовано на x86 сумісному процесорі та позбавлено проблеми низької продуктивності обчислень із плаваючою точкою оточень ARM-контролерів.


ПЛК (рис.2) конструктивно виконано за модульним принципом, де модулі встановлюються у кошик. Кошик поєднано із процесорним модулем та може мати 1, 3 або 7 слотів для модулів розширення. Модулі розширення можуть бути двох типів, а саме модулі на паралельній та послідовній шині. Модулі на паралельній шині (I-8x) є швидкими. Модулі на послідовній шині (I-87x) встановлюються на шину інтерфейсу RS-485 та працюють зі швидкістю 115000 біт/с за протоколом DCON. Крім модулів безпосередньо у кошику контролер може розширюватися додатковими кошиками із модулями на послідовній шині (I-87x) через послідовні інтерфейси процесору. Один із таких кошиків розширення I-87K9 (рис.3) було застосовано для збору сигналів САУ Фосфатування.


ПЛК серии LP-8x81. (77 Kb)
Рис. 2. ПЛК серії LP-8x81.

Корзины расширения I-87Kx. (94 Kb)
Рис. 3. Кошик розширення I-87Kx.

Процесор контролеру має наступні технічні характеристики:

CPU AMD LX800 процесор (32-біт та 500 МГц)
Системна пам'ять 1 GB RAM
SRAM з подвійним живленням від батареї 512 КБ (зі збереженням протягом 5 років)
Flash 4 ГБ як IDE Master
EEPROM 16 КБ
Збереження даних: 40 років; 1,000,000 циклів видалення/запису.
CF карта 8 ГБ (підтримка безпосередньо до 32 ГБ)
64-біт Серійний Номер Обладнання Є
Подвійний Watchdog таймер Є
VGA 640 x 480 ~ 1024 x 768
Ethernet порти RJ-45 x 2, 10/100 Base-TX Ethernet Контролер (Авто-погодження, авто MDI/MDI-X, LED індикатор)
USB 1.1 (хост) 2
COM1 Внутрішня комунікація з модулями I-87K у слотах
COM2 RS-232 (RxD, TxD и GND); Не ізольовано
COM3 RS-485 D2+,D2-;само-налаштування ASIC всередині
COM4 RS-232/RS-485 (RxD, TxD, CTS, RTS та GND для RS-232, Data+ та Data- для RS-485); Не ізольовано
COM5 RS-232 (RxD, TxD, CTS, RTS, DSR, DTR, CD, RI и GND); Не ізольовано
Джерело живлення Нерегульоване +10В ... +30В
Робоча температура -25 ~ +75 °C

Кошик розширення I-87K{X} має наступні технічні характеристики:

COM2 RS-485 (Data+, Data-); Напруга ізоляції 3000В.
Джерело живлення Нерегульоване +10В ... +30В
Робоча температура -25 ~ +75 °C

Сумарна ємкість САУ складає: 27AI, 115DI, 101DO. Згідно структури САУ будується на трьох контролерах та одному кошику розширення, набивка яких модулями наступна:

Слот Модуль Зауваження
САУ Амінування (ШУ1)
1, 2, 3 LP-8781 Кошик 10 слотів з процесором у слотах 1-3
4 I-87019RW 8-каналів AI.
5 I-87040W 32 канали DI.
6 I-87041W 32 канали DO.
7 Вільний
8 Вільний
9 Вільний
10 Вільний
САУ Гідразину (ШУ2)
1, 2, 3 LP-8781 Кошик 10 слотів з процесором у слотах 1-3
4 I-87017ZW 10-каналів AI.
5 I-87040W 32 канали DI.
6 I-87040W 32 канали DI.
7 I-87041W 32 канали DO.
8 I-87041W 32 канали DO.
9 Вільний
10 Вільний
САУ Фосфатування (ШУ3)
1 I-87K9 Кошик 10 слотів з конвертером у слоті 1
2 I-87017ZW 10-каналів AI.
3 I-87017ZW 10-каналів AI.
4 I-87040W 32 канали DI.
5 I-87041W 32 канали DO.
6 Вільний
7 Вільний
8 Вільний
9 Вільний
10 Вільний
Загальностанційний контролер (ШУ4)
1, 2, 3 LP-8781 Кошик 10 слотів з процесором у слотах 1-3
4 I-87017ZW 10-каналів AI.
5 I-87040W 32 канали DI.
6 I-87041W 32 канали DO.
7 Вільний
8 Вільний
9 Вільний
10 Вільний

Для підключення UPS використано USB інтерфейс контролеру та АРМ.


Прошивка програмного оточення створювалась у відповідності із інструкцією тут.


У процесі впровадження, перевірки та експлуатації OpenSCADA у ролі середовища виконання ЗДС було виявлено та виправлено низку проблем, а саме:

АРМ

Автоматизоване робоче місце (АРМ) оператору виконано на основі моноблокового ПК "Asus EeeTop PC ET1612" із сенсорним екраном та наступною конфігурацією:

Компонент Найменування
Процесор Intel Celeron 847 (1.1 ГГц), двоядерний
Чипсет Intel HM70
Оперативна пам'ять DDR3 2 Гб
Твердотільний диск (SSD) Goodram Play 32GB 2.5"
Інтерфейси 2 x RS232, RJ-45, 2 x USB 2.0, 2 x USB 3.0, WLAN
МультіМедіа вбудовані динаміки 2х1.5 Вт; мікрофон; Web-камера; КардРідер MMC/SD/SDHC
Клавіатура ASUS AK1D
Маніпулятор миші ASUS AM1D
Дисплей 15,6" / 1366x768 / Сенсорний

АРМ оператору встановлено на столі у приміщенні лабораторії, рис.4.


АРМ САУ "Вода". (234 Kb)
Рис. 4. АРМ САУ "Вода".

На АРМ встановлено системне ПЗ ALTLinux T6 та SCADA-система OpenSCADA 0.9-Work.


Виконано наступні заходи по загально-системній конфігурації:


У процесі впровадження, перевірки та експлуатації OpenSCADA у ролі SCADA-станції було виявлено та виправлено низку проблем, а саме:

Інтерфейс користувача

Інформація про технологічний процес відображається на відеокадрах, формованих програмою відображення на екрані дисплею, який входить до складу кожного АРМ. Відображувана інформація має визначену область виводу у межах відеокадру у залежності від його призначення. На рисунку 5 цифрами вказано області виводу відеокадру:

1. панель об'єктів сигналізації;
2. панель вибору типу відображення, навігації за відеокадрами та місцевої квітації;
3. панель управління;
4. робоча область відображення;
5. таблиця актуальних порушень;
6. стани підключень із ПЛК;
7. панель стану із інструментами.


Рис. 5. Структура відеокадру.

Об'єкт управління розбивається функціонально та технологічно на блоки, звані об'єктами сигналізації. Кожному із об'єктів сигналізації ставиться у відповідність набір відеокадрів, об'єднаних у групи. Панель об'єктів сигналізації представляє собою набір екранних кнопок для вибору об'єктів та закріплених за ними груп відеокадрів.


Панель об'єктів сигналізації включає наступні кнопки:


До кожного об'єкту сигналізації можуть бути прив'язані наступні типи відеокадрів:

Мнемосхеми

Вікно мнемосхеми викликається за натиском відповідної кнопки типу відображення і призначено для:

Амінування

Управління процесом амінування здійснюється за посередництвом двох мнемосхем, де перша "Основна" (рис.6) містить мнемонічне зображення технологічного процесу з елементами контролю, а друга "Зовнішні налаштування регулювання" (рис. 7) містить зовнішні налаштування регулювання, відповідно.



Рис. 6. Амінування: мнемосхема "Основна".


Рис. 7. Амінування: мнемосхема "Зовнішні налаштування регулювання".

Переклад

Гідразування

Управління процесом гідразування здійснюється за посередництвом трьох мнемосхем, де перші дві "Основні" (рис. 8 та 9) містять мнемонічне зображення технологічного процесу з елементами контролю, а третя "Зовнішні налаштування регулювання" (рис. 10) містить зовнішні налаштування регулювання, відповідно.



Рис. 8. Гідразування: мнемосхема "Основна 1".


Рис. 9. Гідразування: мнемосхема "Основна 2".


Рис. 10. Гідразування: мнемосхема "Зовнішні налаштування регулювання".

Фосфатування

Управління процесом фосфатування здійснюється за посередництвом двох мнемосхем, де перша "Основна" (рис.11) містить мнемонічне зображення технологічного процесу з елементами контролю, а третя "Зовнішні налаштування регулювання" (рис.12) містить зовнішні налаштування регулювання, відповідно.



Рис. 11. Фосфатування: мнемосхема "Основна".


Рис. 12. Фосфатування: мнемосхема "Зовнішні налаштування регулювання".

Хім. режим води (ВХР)

Контроль за хімічним режимом води здійснюється за посередництвом однієї мнемосхеми зі зведеною таблицею параметрів води (рис. 13).



Рис. 13. Хім. режим води: мнемосхема "Основна".

Діагностика

Контроль за обладнанням САУ здійснюється за посередництвом мнемосхеми "Основна" (рис. 14).



Рис. 14. Діагностика: мнемосхема "Основна".

Неперервна продувка

Управління процесом неперервної продувки здійснюється з АРМів "Млини" за посередництвом мнемосхеми "Основна" (рис.15).



Рис. 15. Неперервна продувка: мнемосхема "Основна".

Група графіків значень параметрів

Вікно групи графіків викликається за натиском відповідної кнопки типу відображення та призначено для перегляду значень до десяти параметрів за визначений час у графічному вигляді.


Передбачено вісім груп графіків технічних параметрів у наступній конфігурації за об'єктами сигналізації:



Рис. 16. Амінування: група графіків "Основна".

Документи

Вікно документів викликається за натиском кнопки типу відображення та містить документ з переліку доступних.

Журнал втручань

Журнал втручань (рис. 17) призначено для перегляду дій оператора, здійснюваних з даного АРМ (зміни стану ключів деблоку, режимів, коефіцієнтів налаштування регуляторів та інше).



Рис. 17. Журнал втручань.

Протокол порушень

Протокол порушень (рис. 18, 19, 20) призначено для перегляду порушень за обраним об'єктом сигналізації (порушення параметром регламентних границь, недостовірність параметру, діагностика параметру та інше).



Рис. 18. Амінування: протокол порушень.


Рис. 19. Гідразування: протокол порушень.


Рис. 20. Фосфатування: протокол порушень.

Посилання

Referring pages: HomePageEn/Server
HomePageEn/Using/KramWater


 
There are no files on this page.[Display files/form]
There is no comment on this page. [Display comments/form]