Комплексная система автоматизированного управления компрессорной станцией КСАУКС
 

Комплексная система автоматизированного управления компрессорной станцией КСАУКС

А.Н. ШАБЕЛЬНИКОВ, директор Ростовского филиала ОАО «НИИАС», доктор техн. наук

КСАУКС - это сложная многоуровневая структура, предназначенная для автоматизации технологического процесса управления компрессорной станцией на сортировочных горках с целью исключения аварийных ситуаций и ошибочных действий обслуживающего персонала. Возможность предотвращения отказов компрессорных установок и вспомогательного оборудования является одним из ее преимуществ.

Данная система также контролирует работу всех узлов и агрегатов компрессорной станции, управляет основным и вспомогательным оборудованием, регулирует производство сжатого воздуха.

В системе предусмотрено автоматическое включение и отключение необходимого числа компрессоров и вспомогательного оборудования в зависимости от потребности в сжатом воздухе. За счет избирательности при включении компрессорных установок (КУ) сокращается общее время работы узлов и агрегатов компрессора. Это снижает расход электроэнергии и, как следствие, себестоимость всего процесса роспуска, а также материальные затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования.

В КСАУКС оборудовано автоматизированное рабочее место машиниста компрессорной станции. На экране монитора отображается информация о состоянии оборудования, режимах и давлении, температуре воздуха в агрегатах и пневмосети, причинах запрета пуска главного электродвигателя КУ, целостности электрических цепей и исправности датчиков (рис. 1). Машинист компрессорной станции со своего рабочего места может контролировать состояние механизмов и устройств. Таким образом, сокращается время, которое он проводит в машинном зале, где вредные условия труда.


Программное обеспечение имеет русифицированный интерфейс взаимодействия с пользователем. Контрастность экрана можно регулировать и выводимая на экран монитора информация хорошо видна при любом освещении. Кнопки защищены гибким пластиком, имеют рельефно-выпуклую форму, что упрощает ввод данных. Для работы обслуживающему персоналу достаточно владеть базовыми навыками работы с пультами управления.

С помощью системы рабочее давление воздуха в магистрали автоматически поддерживается в пределах 6,5-8,0 атмосфер, контролируются и протоколируются рабочие параметры оборудования компрессорной станции. В системе предусмотрена возможность переключения одного из компрессоров в режим «Обдувка стрелок» для поддержания в воздухосборнике рабочего давления 4-6 атмосфер.

КСАУКС может использоваться как автономная система и в составе комплексной системы автоматизированного управления технологическим процессом сортировочной станции КСАУ СП. Она состоит из локальных «низовых» систем автоматизации (СА), по одной на каждую компрессорную установку (КУ), автоматизированного рабочего места (АРМ) машиниста компрессорной, контроллера сбора информации и управления (КСИУ) и сервера базы данных (СБД).

Все низовые системы объединены в сетевой интерфейс последовательными каналами передачи данных RS-485 и через двухпортовый асинхронный сервер-преобразователь включены в локальную сеть комплекса.

Из системы КСАУКС в систему КСАУ СП сортировочной горки по модемной паре Zyxel VDSL передаются данные о давлении в пневмосети на выходе из компрессорной станции. По

этому же каналу связи в КСАУ КС попадает информация о фазе роспуска, сведения с метеостанции и другие данные для эффективного управления компрессорной станцией. Это позволяет проводить удаленный мониторинг состояния компрессорных установок и вспомогательного оборудования.

В состав СА входят щиты контроля и управления (ЩКУ), щит силовой аппаратуры (ЩСА), комплект измерительных датчиков и электромагнитных клапанов, соединенных кабелем.

Щит контроля и управления выполнен на базе интегрированного контроллера управления Simatic C7-613 фирмы Siemens с развитыми функциями человеко-машинного интерфейса. Вся аппаратура ЩКУ находится в едином блоке и устанавливается непосредственно в КУ. С помощью ЩКУ автоматически регулируется давление сжатого воздуха в воздушной магистрали.

Для плавного пуска главного электродвигателя, снятия ограничений по количеству пусков, комплексной защиты электродвигателя применяется устройство RVS-DN фирмы «SolTOn».

Необходимые значения рабочего диапазона давлений можно ввести с панели оператора контроллера. Уровень сигналов контролируется в соответствии с предписанием завода-изготовителя. Автоматически ведется рабочий журнал, где содержатся сведения об отказах и контролируется время работы главного электродвигателя.

С определенной периодичностью контроллер посылает запрос к ЩКУ, получая в ответ контролируемые параметры, которые передаются на сервер базы данных и отображаются на мониторе АРМ.

Система КСАУКС осуществляет пуск и управление КУ в автоматическом операционном режиме. При нештатной ситуации предусмотрена остановка и автоматическое переключение работы компрессоров в ручной режим.


Контроллер сбора информации и управления осуществляет пуск и остановку компрессоров, протоколирует изменение текущих параметров, контролирует утечку воздуха в пневмосетях. Также он автоматически управляет электродвигателями насосов охлаждающей воды и вытяжной вентиляции, клапанами долива воды, электродвигателями вентиляторов градирни, дренажным насосом. При этом контролируются температура охлажденной воды, ее уровень в дренажном приямке и в резервуаре, а также слив конденсата из воздухосборников (рис. 2, 3).

В сервере базы данных КУ хранится информация о работе установки и действиях машиниста. Протокол работы компрессорной установки представлен на рис. 4.


На выходных воздуховодах компрессорной станции устанавливаются термоанемометричес-кие расходомеры воздуха РГА 100. По ним можно получить полную информацию о расходе воздуха в пневмосети горки, которая обрабатывается КСИУ, с привязкой к технологическому процессу роспуска составов на сортировочной горке и к системе управления обдувом стрелок. Система автоматически принимает решение об изменении режима работы компрессорных установок и вспомогательного оборудования и обеспечивает устойчивую и бесперебойную работу. При этом эксплуатация компрессорной станции «вхолостую» исключена.

Стоимость автоматизации компрессорной станции в расчете на один компрессор составляет в среднем 1 млн. руб.

При внедрении КСАУКС коэффициент загрузки технологического оборудования компрессорной станции увеличился на 30 %, средний срок службы компрессорных установок - на 35 %.

За счет выключения двигателей компрессоров расход электроэнергии на питание силовых агрегатов компрессорных установок и вспомогательного оборудования уменьшен на 45 %, затраты на амортизацию узлов и агрегатов снижены на 55 %, уменьшены они и при текущем и капитальном ремонтах.

В расчете на один компрессор КСАУКС за год экономия расходов на электроэнергию для производства сжатого воздуха составляет 343,3 тыс. руб., на амортизацию оборудования компрессорной станции - 86,5 тыс. руб., эксплуатационных расходов - 429,8 тыс. руб.

Высокая эффективность внедрения КСАУКС разработки Ростовского филиала ОАО «НИИАС» заметна уже в первый год эксплуатации. За трехлетний период затраты полностью окупаются, и появляется стабильная экономия эксплуатационных расходов.

Успешный опыт внедрения КСАУКС на станции Красноярск-Восточный открывает широкие перспективы дальнейшего тиражирования этой системы на сети по программе ресурсосбережения Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД».

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin