ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Юрист по наследству
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Розробка системи теплопостачання
         

     

    Інформатика, програмування
    Розробка системи теплопостачання міста Самари

    ВСТУП

    Розвиток сучасної обчислювальної техніки, електроніки та радіотехніки дозволяє створювати складні системи, призначені для виконання різних наукових, виробничих, технологічних завдань. Використання таких систем покликаний поліпшити якість, ефективність тих чи інших виробничих цілей. Існує декілька наукових напрямків, в основі яких лежить об'єднання обчислювальної техніки та електроніки з технологічними процесами, радіоапаратурою. На основі цих напрямків розроблена величезна кількість самих різних за функціями охоронних, протипожежних систем. Якщо раніше об'єднання різних високонаукових технологій і засобів обчислювальної техніки використовувалося в основному у вирішенні різних наукових проблем, таких як освоєння космосу, вивчення надр землі та багатьох інших, то зараз такі високонаукові технології використовуються і в повсякденному житті.

    Особливістю проекту є його розробка на основі діючої системи теплопостачання міста Самари. В даний час передбачено технічне оснащення більше 100 пунктів обліку теплової енергії, розташованих в Сонячному і Приволзькому мікрорайонах міста. Апаратно-програмний комплекс призначений для передачі і контролю вимірюваних параметрів з пунктів обліку теплової енергії, розосереджених по території міста Самари, на диспетчерський пункт. Застосування апаратно-програмного комплексу дозволить підвищити ефективність роботи системи теплопостачання міста, поліпшить оперативність виконання тих чи інших відновлювальних робіт, тому що комплекс буде стежити за роботою системи теплопостачання цілодобово. Розглянута теплова мережа знаходиться в Сонячному і Приволзькому мікрорайонах, складається з таких елементів:

    - подають трубопроводів;

    - зворотних трубопроводів;

    - теплових насосних станцій.

    Об'єктами системи є теплові насосні станції. Станції мають два різновиди технологічних схем. На станціях першого типу теплові насоси стоять на зворотних лініях. На станціях другого типу є теплообмінники, а насоси встановлені на що подають лініях. Однак різниця в технологічних схемах не має істотного значення для вирішення принципових питань з побудови системи. Різниця буде лише у точках установки деяких датчиків. Всі основні рішення однакові для теплових насосних станцій як першого, так і другого типу [1].

    Кількість теплової енергії і маса (або обсяг) теплоносія, отримані споживачем, визначаються енергопостачальною організацією на підставі показань приладів його вузла обліку за Договором певний період за формулою:

    Q = Qі + Qп + (Gп + Gгв + Gу) * (h2 - hхв) * 10-3,

    де Qі - теплова енергія, витрачена споживачем, за свідченнями теплолічильники;

    Qп - теплові втрати на ділянці від межі балансової належності системи теплопостачання споживача до його вузла обліку. Ця величина вказується в Договорі і враховується, якщо вузол обліку обладнаний не на межі балансової належності;

    Gп - маса мережевої води, витраченої споживачем на підживлення систем опалення, за показаннями водолічильника (враховується для систем, підключених до теплових мереж за незалежною схемою);

    Gгв - маса мережевої води, витраченої споживачем на водозабір, за показаннями водолічильника (враховується для відкритих систем теплоспоживання);

    Gу - маса витоку мережної води в системах теплоспоживання. Її величина визначається як різниця між масою мережної води G1 по показання водолічильника, встановленого на що подає трубопроводі, і сумою мас мережної води (G2 + Gгв) за показниками водолічильників, встановлених відповідно на зворотному трубопроводі і трубопроводі гарячого водопостачання, Gу = [G1 - (G2 + Gгв)];

    h2 - ентальпія мережної води на виведення зворотного трубопроводу джерела теплоти;

    hхв - ентальпія холодної води, яка використовується для підживлення систем теплопостачання на джерелі теплоти.

    Величини h2 і hхв визначаються за відповідними вимірюються на вузлі обліку джерела теплоти середнім за розглянутий період значеннями температур і тисків [2].

    У системах теплоспоживання, де приладами обліку визначається тільки маса (або обсяг) теплоносія, при визначенні величини витраченої теплової енергії за висловом значення Qі знаходиться за формулою:

    Qі = G1 * (h1 - h2) * 10-3,

    де G1 - маса мережевої води в подає трубопроводі, отримана споживача і визначена за його приладів обліку;

    h1 - ентальпія мережної води на виведення що подає трубопроводу джерела теплоти;

    h2 - ентальпія мережної води на виведення зворотного трубопроводу джерела теплоти.

    Величини h1, h2 визначаються за відповідними вимірюються на вузлі обліку джерела теплоти середнім за розглянутий період значень температур і тисків.

    Апаратно-програмний комплекс призначений для контролю з диспетчерського пункту, який розташований на насосній станції "Сонячна", за роботою теплових насосних станцій Сонячного і Приволзького мікрорайонів. Теплопостачання міста діє в умовах постійно зростаючої навантаження, обумовленої тривалим житловим будівництвом. При цьому необхідно вирішувати наступні питання:

    - підвищення надійності теплопостачання, тобто забезпечення безперебійної подачі тепла споживачам;

    - зниження експлуатаційних витрат.

    Теплова мережа характеризується розосередження трубопроводів і теплових насосних станцій по території міста, великим числом параметрів контролю, зміна одного з яких веде за собою зміну низки інших. Багато подій, що відбуваються в тепловій мережі, виникають у випадкові моменти часу і заздалегідь не можуть бути передбачені (прориви трубопроводів, поломки насосів, аварії в системі електропостачання насосних).

    При достатньо великій кількості контрольованих пунктів, що входять до складу системи теплопостачання, складній структурі їх розосередження, значно підвищуються вимоги до оперативності дій системи управління.

    Будь-яка система характеризується технічної та інформаційної надійністю. Найбільш ефективним шляхом підвищення достовірності прийнятої інформації є використання власних можливостей системи. Застосовуючи у відповідності із зовнішніми умовами той чи інший спосіб формування сигналів, використовуючи найбільш близький до оптимального методу їх передачу можна забезпечити необхідну надійність передачі інформації. У цій системі інформація передається за допомогою радіосигналів, тому що в умовах міста Самари та стану телефонного міського мережі це найбільш прийнятний і доступний в економічному сенсі спосіб.

    Впровадження апаратно-програмного комплексу дозволяє відмовитися від постійного обслуговуючого персоналу на теплових насосних станціях. Чергування обслуговуючого персоналу буде організовано в одному місці - диспетчерському пункті, що дозволить знизити експлуатаційні витрати. Сучасний стан мікроелектроніки, обчислювальної техніки дозволяє ефективно вирішувати завдання підвищення надійності та якості теплопостачання великих міст. Це викликано тим, що комплекс значною мірою перевершує людини у здатності спостерігати і контролювати, з причини того, що кількість і розміщення датчиків може бути будь-яким. Основною ланкою системи є контролер на пункті обліку теплової енергії, тому що його апаратне та програмне забезпечення - це ланка передачі інформації. Він виконує команди програми й організовує передачу інформації. Програмне забезпечення ділиться на загальну програмне забезпечення, що постачається з засобами обчислювальної техніки та спеціальне програмне забезпечення, яке спеціально розроблено для даної конкретної системи і включає програми, що реалізують її функції.

    1. Постановка завдання

    1.1. Вимоги до апаратно-програмним засобам периферійних пристроїв системи збору показань лічильників теплової енергії

    Кінцевим ланкою апаратно-програмного комплексу повинен бути комп'ютер (ПК), на якому обробляється і відображається вся одержувана від контрольованих пунктів інформація. Персональний комп'ютер на диспетчерському пункті повинен працювати цілодобово, під управлінням спеціально розробленого програмного забезпечення. Програмне забезпечення забезпечує зв'язок з модемом-декодером, відображає на екрані дисплея стан усіх пунктів обліку теплової енергії по черзі.

    Програмне забезпечення, математичне забезпечення має бути універсальним, дозволяти підключення чергового пункту обліку теплової енергії до системи незалежно від технологічних особливостей її роботи, з різною кількістю і типом основного обладнання контрольованого пункту. Повинна передбачатися можливість роботи з контрольованим пунктом в інформаційному режимі і в режимі реалізації функцій телесигналізації. Екранна картинка на моніторі персонального комп'ютера повинна відображати інформаційно-керуючі особливості опитуваного в даний момент часу пункту обліку теплової енергії. Робота апаратури диспетчерського пункту і апаратури контрольованого пункту від резервного джерела електроживлення повинна забезпечуватися протягом 14 годин.

    Вузол обліку теплової енергії обладнується засобами вимірювання (теплолічильники, Водолічильники, Теплообчислювач, лічильниками пара, приладами, що реєструють параметри теплоносія, тощо), зареєстрованими в Державному реєстрі засобів вимірювань і мають сертифікат Главгосенергонадзора Російської Федерації.

    Прилади обліку - прилади, які виконують одну або кілька функцій: вимірювання, накопичення, зберігання, відображення інформації про кількість теплової енергії, маси (або обсязі), температуру, тиск теплоносія і часу роботи самих приладів.

    Тепловий пункт (ТП) - комплекс пристроїв для приєднання систем теплоспоживання до теплової мережі і розподілу теплоносія по видах теплового споживання.

    Теплова мережа - сукупність трубопроводів і пристроїв, призначених для передачі теплової енергії.

    Вузол обліку - комплект приладів і пристроїв, що забезпечує облік теплової енергії, маси (або об'єму) теплоносія, а також контроль та реєстрацію його параметрів.

    Вологомір - вимірювальний прилад, призначений для вимірювання об'єму (маси) води (рідини), що протікає в трубопроводі через перетин, перпендикулярно до напрямку швидкості потоку.

    Лічильники - прилад або комплект приладів (засіб вимірювання), призначений для визначення кількості теплоти і вимірювання маси та параметрів теплоносія.

    Теплообчислювач - пристрій, що забезпечує розрахунок кількості теплоти на основі вхідної інформації про масу, температурі і тиску теплоносія.

    Залежна схема підключення системи теплоспоживання - схема приєднання системи теплоспоживання до теплової мережі, при якій теплоносій (вода) з теплової мережі надходить безпосередньо в систему теплоспоживання.

    Закрита водяна система теплопостачання - система теплопостачання, в якій вода, що циркулює в тепловій мережі, з мережі не відбирається.

    Незалежна схема підключення системи теплоспоживання - схема приєднання системи теплоспоживання до теплової мережі, за якої теплоносій, що надходить із теплової мережі, проходить через теплообмінник, установлений на тепловому пункті споживача, де нагріває вторинний теплоносій, який використовується надалі в системі теплоспоживання.

    Відкрита водяна система теплопостачання - водяна система теплопостачання, в якій вода частково або повністю відбирається із системи споживачами теплоти [2].

    При використанні для обліку теплової енергії теплолічильників, Теплообчислювач і лічильників маси (обсягу), що реалізують принцип вимірювання витрат теплоносія методом змінного перепаду тиску (де в якості звужуючого пристрої використовується діафрагма, сопло або інше звужуючий пристрій, виконаний у відповідності до вимог РД50 -- 411 - 83), вузол обліку повинен бути атестований в індивідуальному порядку Держстандартом і узгоджений з Держенергонаглядом.

    Кожний прилад обліку повинен проходити перевірку з періодичністю, передбаченою для нього Держстандартом. Прилади обліку, у яких закінчився термін дії перевірки та (або) сертифікації, а також виключені з реєстру засобів вимірювань, до експлуатації не допускаються.

    Вибір приладів обліку для використання на вузлі обліку джерела теплоти здійснює енергопостачальна організація за погодженням з Держенергонаглядом.

    Вибір приладів обліку для використання на вузлі обліку споживача здійснює споживач за погодженням з енергопостачальною організацією.

    У разі розбіжностей між споживачем та енергопостачальною організацією за типами приладів обліку, остаточне рішення приймається Держенергонаглядом.

    Прилади обліку повинні бути захищені від несанкціонованого втручання в їхню роботу, що порушує достовірний облік теплової енергії, маси (або об'єму) і реєстрацію параметрів теплоносія.

    У Правилах обліку теплової енергії і теплоносія встановлені вимоги до метрологічних характеристик приладів обліку, що вимірюють теплову енергію, масу (об'єм) води, пари і конденсату і реєструють параметри теплоносія для умов експлуатації, визначених Договором.

    Теплолічильники повинні забезпечувати вимірювання теплової енергії гарячої води з відносною похибкою не більше:

    5%, при різниці температур між подає, і зворотним трубопроводами від 10 до 20 ° С;

    4%, при різниці температур між подає, і зворотним трубопроводами більше 20 ° С.

    Теплолічильники повинні забезпечувати вимірювання теплової енергії гарячої пари з відносною похибкою не більше:

    5%, в діапазоні витрати пари від 10 до 30%;

    4%, в діапазоні витрати пари від 30 до 100%.

    Водолічильники повинні забезпечувати вимірювання маси (обсягу) теплоносія з відносною похибкою не більше:

    - 2% в діапазоні витрати води і конденсату від 4 до 100%.

    Лічильники пари повинні забезпечувати вимірювання маси теплоносія з відносною похибкою не більше:

    - 3% в діапазоні витрати пари від 10 до 100%.

    Для приладу обліку, що реєструє температуру теплоносія, абсолютна похибка D t, ° С, вимірювання температури не повинні перевищувати значень, що визначаються за формулою:

    D t = ±  (0,6 + 0,004 * t),

    де t температура теплоносія.

    Прилади обліку, які реєструють тиск теплоносія, повинні забезпечувати вимірювання тиску з відносною похибкою не більше 2%.

    Прилади обліку, які реєструють час, повинні забезпечувати вимірювання поточного часу з відносною похибкою не більше 0,1% [3].

    Одним з Теплообчислювач, який може знайти застосування в системі може стати Теплообчислювач Багатофункціональний Мікропроцесорний ТВМ-441.

    Теплообчислювач багатофункціональний мікропроцесорний ТВМ-441 (надалі - Теплообчислювач) призначений для збору, обробки та реєстрації інформації про кількість отриманої споживачем або виробленої виробником теплової енергії, температуру, тиск, об'ємі (масі) теплоносія і про час роботи у відкритих і закритих водяних системах теплопостачання при тиску до 1,6 МПА (16 кгсм2) і температурах до 150 ° С.

    Область застосування - теплоенергетика, системи комерційного обліку витрати гарячої води і теплової енергії, автоматизовані систем збору і обробки даних тепло і водоспоживання.

    Обладнаний енергонезалежним таймером реального часу і забезпечує обчислення наступних параметрів за заданою гідравлічною схемою:

    - маси теплоносія в трубопроводах систем теплопостачання;

    - різниця температур;

    - різниця тиску;

    - спожитої теплової енергії;

    - теплової потужності.

    Проводить діагностику датчиків, ліній зв'язку та напруги батареї (акумулятора), також контроль даних, що надходять від датчиків. Інформація про несправності архівується і зберігається в незалежній пам'яті.

    Настановні параметри Теплообчислювач вводяться з клавіатури з обмеженою можливістю доступу, забезпечується висновок на рідкокристалічний індикатор необхідної інформації на вимогу, здійснюється встановлення необхідних параметрів за допомогою iButton фірми Dallas Semiconductor, забезпечується прийом необхідних параметрів і передача інформації за специфікацією RS485, RS232. Має можливість живлення від мережі змінного струму 220В 50Гц, забезпечує передачу необхідної інформації за допомогою iButton в комп'ютер, має можливо?? ть включення в інформаційну мережу з іншими Теплообчислювач і комп'ютером за специфікацією RS485, забезпечує роботу в автономному режимі (без зовнішнього джерела живлення).

    Вимірювання температури:

    (Для вимірювання різниці температур необхідно використовувати підібрані пари датчиків)

    - кількість вимірювальних каналів - 4;

    - тип температурних датчиків - термометри опору, градуювальні характеристики Pt100 або Pt500;

    - діапазон вимірювання температури - 1 ... 150 ° С;

    - абсолютна похибка вимірювання, не більше ± (0,2 +0,04 t) ° С;

    - абсолютна похибка вимірювання різниці температур - не більше ± 0.1 ° С;

    - схема включення датчика - 3-х провідна;

    - довжина лінії зв'язку до датчика, - не більше 100м.

    Вимірювання витрати (маси) теплоносія:

    - кількість вимірювальних каналів - 4;

    - типи водолічильників (витратомірів) (вихідний сигнал - імпульсний) - ОСВІ Ду 25 .. 40, ВМХ, ВМГ Ду 40 ... 300, ВЕПС-ТИ Ду 20 ... 200, ДНЕПР-7 Ду до 1600 і їм аналогічні;

    - діапазон вимірювання витрати (маси) - визначається типом водолічильника;

    - абсолютна похибка вимірювання - ± 1 імпульс;

    - довжина лінії зв'язку до датчика, не більше - 100м.

    Вимірювання тиску теплоносія в трубопроводах:

    - кількість вимірювальних каналів - 1;

    - типи манометрів (вихідний сигнал 0-5мА, 0-20мА або 4-20мА) - САПФІР-22М, САПФІР-100, СТАРТ-400 і їм аналогічні;

    - діапазон вимірювання - 0 - 1,6 МПА;

    - відносна приведена похибка вимірювання вихідного сигналу, не більше - ± 0,5%;

    - довжина лінії зв'язку до датчика, не більше - 100м;

    - відносна приведена похибка, не більше - ± 0,01%.

    Обчислення теплової енергії виробляється при різниці температур не менше 0,1 ° С.

    Вимірювання параметрів і їх архівація проводиться з дискретністю за часом 1час.

    Час роботи Теплообчислювач в автономному режимі не менше 1 року.

    Теплообчислювач має кліматичне виконання УХЛ 4 по ГОСТ 15150. По стійкості до кліматичних впливів - група виконання В4 по ГОСТ12997 і розрахований на експлуатацію при температурі навколишнього повітря від 1 до 50 ° С і відносній вологості не більше 95%.

    Теплообчислювач має ступінь захисту IP65 по ГОСТ 14254.

    По стійкості до механічних дій Теплообчислювач відноситься до вібростійкою і вібропрочному виконання групи 1 по ГОСТ12997.

    Теплообчислювач стійкий до впливу зовнішнього магнітного поля напруженістю до 400А/м, що змінюється синусоїдально з частотою 50 Гц [4].

    1.2. Завдання, які повинні вирішувати периферійні пристрої системи

    На даний момент реалізації ТМС виконує функції телеізмеренія і телесигналізації. Проектована система є комплексом з трьох основних частин:

    - апаратних засобів (датчики, радіостанції, перетворювачі);

    - програмного забезпечення для комп'ютера;

    - математичного забезпечення, що містить правила і формули перетворення інформації.

    Апаратно-програмний комплекс призначений для передачі значень контрольованих параметрів на значну відстань від об'єктів контролю. Основне завдання, яке вирішується при створенні телеізмерітельной апаратури, полягає в тому, щоб забезпечити можливість вимірювання як електричних, так і неелектричних параметрів з високим ступенем точності. З цією метою будь-яка вимірювана величина перетворюється в іншу, допоміжну величину, зручну для передачі по каналу зв'язку, яка не спотворювалася б каналом зв'язку, не залежала від дії перешкод і могла передаватися з мінімальною витратою енергії.

    Система телесигналізації дозволяє на відстані стежити за роботою обладнання теплової насосної станції (стан насосів) або пунктом обліку, а також система повинна повідомляти диспетчера про аварійні ситуації, які виникають в тому чи іншому місці, тому що обслуговуючий персонал відсутній.

    Пристрої телесигналізації складаються з передавальної і приймальної апаратури та лінії зв'язку. Сигнали в цих пристроях передаються у вигляді окремих кодів і класифікуються за призначенням. У цій телемеханічних системі телеізмеренія застосовується для передачі сигналів службового призначення, виклику датчиків, впливу на настроювання автоматичних регуляторів.

    1.3. Можливі шляхи вирішення завдань периферійними пристроями системи

    У зв'язку з накладеними жорсткими обмеженнями на якість та оперативність передачі виміряних параметрів, можливим шляхом вирішення перерахованих вище завдань буде застосування як основного передавального вузла однокристальної ЕОМ.

    При отриманні сигналу з диспетчерського пункту на зчитування інформації з Теплообчислювач, мiкроЕОМ виробляє зчитування необхідних параметрів у свою пам'ять, і після цього транслює їх за допомогою модему і радіостанції на диспетчерський пункт.

    У такій схемі буде досягнута максимальна захищеність даних від спотворень при передачі всередині контролера, який в основному складається з однокристальної ЕОМ, яка, як видно з її назви, виконана на одному кристалі, і, отже, має дуже високу надійність.

    2. Структурні рішення

    2.1. Розробка функціональної структури

    Функції системи визначаються, виходячи з необхідності операцій отримання, збору, передачі, обробки, зберігання реєстрації та подання інформації. Пояснимо деякі функціональні перетворення телемеханічних інформації.

    Насосна станція представляє собою контрольований пункт, на якому здійснюється отримання інформації такого вигляду: попереджувальної та аварійної, про роботу обладнання, про значення температури теплоносія. Отримана інформація повинна бути перетворена в електричні сигнали, з подальшим перетворенням цих сигналів. Далі сигнали перетворюються для передачі їх по каналу зв'язку. Від кожної насосної станції по своєму каналу зв'язку сигнали передаються на диспетчерський пункт, де відбувається розшифрування сигналів, проводиться попередня обробка і перетворення інформації, що надходить в комп'ютер. Результати обробки видаються на дисплей комп'ютера або принтер.

    На пункті обліку теплової енергії інформація від датчиків телеізмеренія і телесигналізації надходить у перетворювачі інформації, в яких ця інформація перетвориться в нормалізовані електричні сигнали. Ці сигнали по провідних лініях зв'язку передаються на Теплообчислювач.

    Теплообчислювач виробляючи математичні операції за заздалегідь відомим формулами для розрахунку кількості теплоти, обсягу (маси) теплоносія, по різниці тисків, температур і витраті теплоносія у що подає і зворотному трубопроводах визначає необхідні параметри.

    З Теплообчислювач інформація байт за байтом поступає на контролер. Теплообчислювач здатний зберігати і передавати архів накопиченої інформації за 40 днів. В архіві зберігаються середньодобові значення параметрів. Існує режим передачі миттєвих параметрів системи контролю. Разом з миттєвими параметрами передаються середньогодинної значення.

    До контролеру також підключено датчик захисту від злому пункту обліку теплової енергії (охоронний), пожежної безпеки і датчик затоплення. При виявленні сигналу від одного з цих датчиків контролер зв'язується з диспетчерським пунктом і передає сигнал тривоги, за яким оператори повинні вжити відповідних заходів.

    Далі контролер передає дані на модем, який у свою чергу кодує сигнали і передає їх на радіостанцію, яка, відповідно відправляє ці сигнали в ефір.

    На диспетчерському пункті встановлена радіостанція для обміну сигналами до пункту обліку теплової енергії. Велику частину часу радіостанція на диспетчерському пункті знаходиться в режимі "прийом". При цьому постійно аналізується інформація, що отримується з ефіру. Інформація передається суцільним безперервним потоком байтів, причому на початку кожного циклу вимірювань вісім байт - ідентифікатор контролера, і вісім зарезервованих байт - "пароль".

    Комп'ютер диспетчерського пункту організовує почерговий пунктів обліку теплової енергії, підключених до телемеханічних системі. Протягом декількох секунд комп'ютер здійснює обмін інформацією лише з одного (обраної ним) станцією. З причини того, що диспетчерський пункт об'єднаний з контрольованим пунктом, встановлюється ще пристрій введення інформації в комп'ютер, тому що тут телемеханічних інформація не буде передаватися по лінії зв'язку. Комп'ютер обробляє прийняту і видає отриману інформацію на екран монітора. Крім того, в пам'яті комп'ютера міститься вся інформація про роботу підключених до системи, насосних станцій протягом 24 годин.

    2.2. Розробка технічної структури периферійного пристрою

    Система для телемеханізація теплових насосних станцій являє собою комплекс, що складається з трьох частин: апаратних засобів (датчики, радіостанції, перетворювачі і т. д.), програмного забезпечення для комп'ютера і контролерів, математичного забезпечення, що містить правила і формули перетворення інформації. Розглянемо докладніше на апаратних засобах.

    2.2.1. Датчики

    Датчики - це пристрої, призначені для безперервного перетворення вимірюваних параметрів в електричні сигнали, які можуть бути використані в системі для подальшого перетворення і передачі на відстань. Крім того, під датчиками будемо розуміти елементи приладів та технологічного обладнання, за допомогою яких може бути сформований електричний сигнал, що містить інформацію про передаварійному або аварійному значення контрольованого параметра або будь-яку іншу інформацію. При виборі датчиків враховуються наступні фактори:

    - допустиму для даної системи похибка, що визначає клас точності датчика;

    - інерційність датчика, що характеризується його постійної часу;

    - межі виміру, що перекривають діапазон можливих значень вимірюваної або контрольованого параметра;

    - вплив фізичних параметрів контрольованою і навколишнього середовища на нормальну роботу датчика;

    - відстань, на яку може бути передана інформація, що виробляється датчиком.

    На пунктах обліку теплової енергії датчики розташовуються в залежності від особливостей технологічного обладнання того чи іншого пункту. Датчики можна згрупувати за видом вимірюваних параметрів.

    2.2.1.1. Датчики вимірювання температури

    Температура - найбільш важливий показник теплової насосної станції. Відповідно до технічного завдання система повинна забезпечувати вимірювання температури теплоносія в подає трубопроводі, а також у зворотному трубопроводі. Крім того, контроль перегріву підшипників насосів і електродвигунів також доцільно здійснювати шляхом вимірювання температури.

    Найбільш поширені термопари, термоперетворювачі опору, напівпровідникові терморезистори, кремнієві (у тому числі і інтегральні) термодатчики. Для вимірювання температури теплоносія доцільно застосувати термоперетворювачі опору мідні типу ТСМ-6097. Також може бути застосований малогабаритний, малоінерційні терморезистор СТЗ-25, СТ-28, ТП-5, ПТР. Оскільки передбачається, що в насосній станції не буде обслуговуючого персоналу, то з метою підвищення надійності апаратно-програмного комплексу доцільний постійний контроль температури повітря в насосної. Для цього може бути вибраний термометр опору мідний типу ТСМ-8006.

    Терморезистор опору володіє наступними перевагами: забезпечує прийнятну лінійність, точність вимірювання до 0.1 ° С, діапазон вимірювань від - 200 ° С до + 600 ° С, коефіцієнт перетворення Кпр = 0.1 ... 10 мс. Однак термометри опору вимагають багатьох елементів сполучення, високоякісну лінію зв'язку. Крім того, вони мають значні габарити, масу, інерційність. При застосуванні будь-якого термодатчика необхідно в комплекті з ним застосовувати проміжний перетворювач, призначений для перетворення сигналу термодатчика в уніфікований сигнал постійного струму 0-5 мА або напруга 10В. Принцип дії перетворювача заснований на статичної автокомпенсаціі. Сигнал від термометра надходить на вимірювальний міст і далі на вхідний підсилювач, виконаний за схемою модулятор-демодулятор. Демодулірованний сигнал посилюється вихідним підсилювачем постійного струму, вихідний сигнал якого надходить на навантаження і пристрій зворотного зв'язку. Вхідні та вихідні кола не мають гальванічної зв'язку з ланцюгами харчування і між собою.

    Всі типи перетворювачів є одноканальний, тобто для кожного термометра повинен використовуватися свій перетворювач. Кращі характеристики має перетворювач типу Ш705: основна похибка - 0.5-1.12%, опір ліній зв'язку з термоперетворювачів - 10 Ом, споживана потужність - 11В, швидкодія -0.5 с, габаритні розміри - 60 * 160 * 350, маса - 3.5 кг. Отже, його застосування в телемеханічних системі найбільш ефективно.

    2.2.1.2. Датчики для вимірювання тиску

    Тиск - параметр, який характеризує протікання процесів на ТНС. При виборі датчиків тиску керуються вимогою перетворення величини тиску в уніфікований вихідний сигнал. Існує кілька різних типів датчиків:

    - датчики тиску з мембранами (прогини мембрани перетворюються на зміни опору резистора або у зміну індуктивності обмоток вихідного перетворювача);

    - датчики тиску з динаміком і п'єзоелементом (виникнення електричних зарядів на робочих гранях пьезоэлемента при додатку до нього тиску);

    - датчики тиску з динаміком і тензометричними перетворювачами (тиск, прикладений до мембрани, перетвориться в зміна опору тензоелемента);

    - ємнісні датчики тиску (тиск, прикладений до мембрани, перетвориться в зміна опору тензоелемента);

    - датчики тиску з манометричним трубчастими пружинами. Порівняльний аналіз датчиків тиску з різними принципами дії показав, що найбільш доцільно в телемеханічних системі застосувати датчики тиску типу Сапфір-22ДІ, принцип дії якого заснований на прогині металевої мембрани (чутливий елемент), який спочатку перетворюється на зміна опору потенціометра, а потім останнє - в струм на виході датчика.

    2.2.1.3. Датчик пожежної сигналізації

    В даний час використовуються системи автоматичного виявлення пожежі по трьом факторам: теплу, диму, полум'я. Найбільш поширені теплові пожежні сповіщувачі наступних типів:

    - максимального дії, що спрацьовують при перевищенні температурою розрахункової величини;

    - максимально-диференційні, що поєднують властивості сповіщувачів максимального і диференціального типів;

    - диференціальні, що реагують на швидке підвищення температури.

    Всі існуючі теплові сповіщувачі виявляють пожежа, коли він досягає значних розмірів. Час виявлення пожежі дозволяє знизити використання пожежних сповіщувачів, що формують сигнал пожежної тривоги при появі пульсації температури конвективного потоку над вогнищем пожежі. Такий сповіщувач відповідає наступним вимогам: реагує на змінну складову коливань температури в певному частотному діапазоні, не видає сигналів тривоги при дії заважають факторів, що створюються роботою обладнання. Для підвищення надійності системи пожежної сигналізації в телемеханічних системі встановлені додаткові датчики диму.

    2.2.1.4. Датчики охоронної сигналізації

    Повинні забезпечувати недоторканність пункту обліку теплової енергії. Можливе застосування наступних систем охорони: шлейфові типу, на базі інфрачервоних світлових передавачів та приймачів, на базі радіохвиль, на базі ультразвуку. Найбільш проста і дешева система шлейфові типу. У ній використовуються замикають або розмикаються електричні контакти, тобто електричний ланцюг замикається або розмикається механічним способом. Шлейф утворюється з смужок свинцевою фольги, що наклеюється по периметру замкнутого простору, в якому знаходиться пункт обліку теплової енергії. Шлейф з'єднується з перетворювачем охоронної сигналізації. При обриві шлейфу на виході перетворювача охоронної сигналізації з'являється сигнал тривоги, що надходить у передавальну апаратуру ТМС для передачі сигналу на диспетчерський пункт. До складу системи охоронної сигналізації введений вимикач входу-виходу, що приводить до затримки на кілька секунд у дії системи і що дозволяє входити і виходити з об'єкту, що охороняється, не викликаючи сигналу тривоги. Сигнал тривоги, поступівшій на диспетчерський пункт з об'єкту, що охороняється, може скасувати тільки що прибув на теплову насосну станцію обслуговуючий персонал.

    2.2.1.5. Датчики для сигналізації затоплення приямка мережевих труб

    Можливе застосування двох варіантів датчиків: поплавкового і реле рівня. В даний час існують поплавкові датчики заводського виготовлення, наприклад, датчик рівня РВ-1. Можлива установка на чотири значення рівня води. Реле рівня засноване на замиканні контакту при зіткненні з рідиною. Існують наступні видів таких реле: РОС-101-011, РОС-101011І, РОС-101021, РМ-51.

    Для контролю за даним параметром ефективним буде використання датчика з контактними електродами (реле рівня), тому що він простий, дешевий і надійний.

    2.2.2. Лінії зв'язку

    Для передачі сигналів телемеханічних кожен комплект телемеханічних апаратури пункту обліку теплової енергії повинен з'єднуватися з апаратурою ДП лінією зв'язку того чи іншого виду. До складу каналу зв'язку входять кодує і декодуються апаратура, формувач канальних сигналів, модулятор і демодулятор, а також лінія зв'язку. Таке узагальнене уявлення тракту передачі інформації дозволяє розглядати різні моделі каналів зв'язку з урахуванням діючих перешкод, представляти властивості або характеристики каналів певними функціональними залежностями, які враховують інформаційні співвідношення між вхідним і вихідним множинами сигналів.

    Лінії зв'язку є основним, найбільш характерним і визначальним ланкою системи передачі інформації. Від її стану, перш за все, залежить надійність дії всієї ТМС в цілому. Властивості, параметри і характеристики лінії зв'язку, а також їхня стабільність у часі і при зміні зовнішніх умов визначають енергетичні вимоги, що пред'являються до сигналу, впливають на його формування і на використовувані методи передачі, на принципи побудови схемних рішень приемопередающее апаратури.

    Всі лінії зв'язку можна розділити на два великих класи: дротяні і бездротові. Дротові лінії по виконанню підрозділяють на повітряні та кабельні. Для кабельних ліній зв'язку застосовують спеціальної конструкції систему металевих проводів - кабель, до якої входять крім різного числа пар проводів з відповідними скрутки їх у четвірки і об'єднанням в повив, додаткові засоби підвищення механічної та електричної міцності: спеціальна ізоляція, екрани, різні покриття. Для дротяних ліній властивий електричний процес (рух вільних електронів), який використовується як переносника. Спорудження дротяних ліній потребує витрат, переважаючих в більшості випадків витрати на апаратуру телемеханіки.

    Бездротові лінії зв'язку, як природно існуючі фізичні середовища, підрозділяють на радіо і гідравлічні лінії. Радіолінії, для якої характерний процес розповсюдження електромагнітних хвиль, прийнято називати навколоземний і космічний простір. Реально використовується діапазон частот для випромінювання електро

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати ! DMCA.com Protection Status