Kompleksowy system bezpieczeństwa i diagnostyki sieci ciepłowniczej

Transkrypt

1 Sieć pod kontrolą Kompleksowy system bezpieczeństwa i diagnostyki sieci ciepłowniczej Lokalizacja wycieków, kontrola stanu izolacji sieci, autoryzacja dostępu w komorach i węzłach ciepłowniczych

2 J.T.C. Spółka Akcyjna SYSTEMY KOMPUTEROWE AUTOMATYKA INFORMATYKA ELEKTRYKA ul. Siemońska Będzin tel.: (32) tel.: (32) fax: (32)

3 - projekty techniczne branży AKPiA i elektrycznej, dobór, montaż i uruchomienie urządzeń pomiarowych, systemów sterowania, urządzeń i aparatury elektrycznej, - prefabrykacja rozdzielnic i szaf sterowniczych, - kompleksowa realizacja systemów sterowania i wizualizacji (SCADA) dla instalacji przemysłowych, - dostawa i uruchomienie systemów monitorowania i zabezpieczeń turbin oraz generatorów, - przetwarzanie danych zbieranych przez systemy automatyzacji, opracowanie raportów, wspomaganie komputerowe procesów decyzyjnych, realizacja obiektów energetycznych elektrownie cieplne, elektrownie wodne, realizacja obiektów w gospodarce wodno-ściekowej.

4 Sieć pod kontrolą Telemetria detekcja i lokalizacja wycieków Stan izolacji Sieć ciepłownicza Autoryzacja dostępu Lokalizacja wycieków

5 Lokalizacja wycieków System wykrywający czas, miejsce oraz rozmiar wycieku

6 Sieć ciepłownicza dystrybucja energii siecią ciepłowniczą jest obarczona stratami ciepła na drodze przenikania oraz stratami związanymi z ubytkami wody sieciowej, wielkość strat to średnio od 6% do 15% zależnie od technologii wykonania, konsekwencją spadku szczelności jest dodatkowy wzrost liczby awarii sieciowych.

7 Źródła problemów stara sieć ułożona w technologii kanałowej posiada ponad 160 spawów na kilometr, spawy i ich okolice to miejsca najbardziej narażone na korozję, otwór o przekroju zaledwie 1.5 mm² przy różnicy ciśnienia 6 bar powoduje ubytek blisko 1000 ton/rok, krotność wymiany wody sieciowej w skali roku określa jakość systemu, dobry wskaźnik to około 1 a powyżej 10 jest za wysoki.

8 Koncepcja systemu wykrywania możliwie szybka detekcja awarii oraz lokalizacja jej wystąpienia, wykorzystanie zjawiska fali rozprężeniowej, która jest wynikiem gwałtownego rozszczelnienia, uchwycenie czoła fali, która rozprzestrzenia się na kolejne odcinki sieci ciepłowniczej, wykrycie awarii spowodowanej gwałtownym powstaniem otworu o powierzchni od 100 mm2, otwór wielkości zaworu ½ cala ma rurociągu DN 200 powinien zostać zlokalizowany bez kosztownych pomiarów przepływu.

9 wymagania dla systemów akwizycji danych wysoka częstotliwość pomiarów (100/s), synchronizacja czasu z dokładnością do 10 ms, analiza online, odpowiednie łącza komunikacyjne.

10 Metoda śledzenia czoła fali rozprężeniowej METODA ŚLEDZENIA CZOŁA FALI ROZPRĘŻENIOWEJ

11 Metoda śledzenia czoła fali rozprężeniowej METODA ŚLEDZENIA CZOŁA FALI ROZPRĘŻENIOWEJ miejsce awari = dł. odcinka opóźnienie prędkość fali 2 miejsce awari = 2 km 1 s 1 km s 2 = 0,5 km Uzyskany wynik określa odległość od środka odcinka w kierunku pierwszego punktu (A). Innymi słowy, o jaką odległość źródło awarii jest bliżej pierwszego punktu od środka odcinka. W rozpatrywanym przypadku otrzymano wynik 0,5 km, czyli awaria nastąpiła 500 metrów od punktu A.

12 Metoda śledzenia czoła fali rozprężeniowej METODA ŚLEDZENIA CZOŁA FALI ROZPRĘŻENIOWEJ Przy znacznych prędkościach rozchodzenia się fali dokładność lokalizacji jest silnie zależna od częstotliwości pomiarów. W przypadku pomiarów, co 1 sekundę, maksymalna możliwa dokładność lokalizacji wynosi 1 km dla prędkości fali 1000 m/s. dokładność [m] = prędkość rozchodzenia się fali [m s ] liczba pomiarów na sekundę [ 1 s ] Zwiększając częstotliwość pomiarów do 100 na sekundę możliwe jest uzyskanie dokładności od 10 m przy założeniu takiej samej prędkości rozchodzenia się fali.

13 Sposób SCHEMAT realizacji KOMUNIKACJI SYSTEMU Zastosowanie wyspecjalizowanego sterownika z synchronizacją czasu +/- 1ms synchronizacja +/- 1 ms

14 SYNCHRONIZACJA CZASU PLC Wizualizacja Mapa synoptyczna

15 SYNCHRONIZACJA CZASU PLC Wizualizacja Szczegóły komory

16 Wizualizacja SYNCHRONIZACJA CZASU PLC Zdarzenia na osi czasu z analizą historyczną rozkładu ciśnień oraz temperatur ciśnienia przepływy uzupełnienia temperatury

17 Wyciek Zarejestrowane przebiegi czasowe ciśnień po wystąpieniu wycieku kontrolowanego. Prędkość fali powyżej 1000 m/s Opóźnienia pomiędzy kolejnymi czołami są proporcjonalne do odległości pomiędzy komorami

18 Podsumowanie W MPEC Olsztyn do systemu lokalizacji wycieków wcielone zostało kilka komór, przepompownie i oba źródła System testowany z powodzeniem przez 2 sezony grzewcze wykryto kilka awarii wskazując okolice wycieku Wskazanie miejsca wycieku następuje w mniej niż 30 sekund Kolejnym krokiem jest zwiększenie dokładności lokalizacji do <50 metrów

19 Kontrola stanu izolacji sieci preizolowanych detekcja zawilgocenia i wskazanie odcinka sieci

20 Cechy urządzenia: realizuje ciągły pomiar rezystancji izolacji oraz ciągłości pętli pomiarowej, możliwość podłączenia modułu do każdego systemu telemetrycznego, pomiar 4 kanałów jednocześnie.

21 Wyniki pomiarowe udostępnione są w postaci: wyjść dwustanowych z ustawianym progiem na potencjometrze, na elewacji w postaci diod, wyjścia analogowego 0-10V, złącza M-Bus z protokołem komunikacyjnym ModBus RTU.

22 Wykres Zmiany oporności izolacji zamakanie i wysychanie izolacji

23 Sposoby komunikacji z regulatorami Transmisja M-Bus Wyjścia analogowe Wyjścia dwustanowe

24 Zdalny odczyt Poprzez sieć GSM/GPRS

25 Zdalny odczyt Poprzez INTERNET

26 Praca na baterii

27 Możliwości dla systemów oporowych i impulsowych, praca autonomiczna lub z innymi systemami, transmisja danych w znanym protokole, ciągły pomiar izolacji, progi alarmów dowolnie ustawiane. Specyfikacja wyjście analogowe (0-10 V), 4 wyjścia dwustanowe 4 diody sygnalizacyjne zasilanie 5-24 V funkcja oszczędzania energii pozwalająca na przyłączenie do obiektów zasilanych bateryjnie

28 Podsumowanie W ECO S.A. Opole od 2012 roku pracuje 30 modułów Wykryto 4 linie o obniżonych parametrach izolacyjnych konieczne do wymiany (jedna będąca w okresie gwarancyjnym) Wykazano szereg linii reagujących na warunki atmosferyczne co może wynikać np. z błędów montażowych

29 Autoryzacja dostępu Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych

30 Autoryzacja dostępu Wykrywanie ingerencji w obiektach, Rejestrowanie obecności wraz z identyfikacją swój lub obcy, Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych Autoryzacja poprzez kartę zbliżeniową lub brelok

31 Działanie SYNCHRONIZACJA CZASU PLC Sposób autoryzacji oraz przesyłu danych do systemu nadrzędnego Po wejściu do obiektu uruchomiona zostaje optyczno dźwiękowa sygnalizacja Poprawna autoryzacja powoduje wyłączenie sygnalizacji oraz zapamiętanie kodu przesłanie informacji o zdarzeniu wraz z identyfikatorem do systemu nadrzędnego poprzez dedykowany modem Smart GPRS 300.

32 Podsumowanie W MPEC Białystok wdrażany jest system autoryzacji wszystkich obiektów aktualnie ponad 200, Moduł kontroli dostępu stanowi element zestawu zdalnego nadzoru nad węzłem cieplnym regulatory i ciepłomierze, Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych Współpracuje z dedykowanym sterownikiem obiektowym Smart GPRS 300 firmy Control.

33 Telemetria Wszystkie elementy bezpieczeństwa sieci cieplnej w jednym systemie

34 Cechy naszej telemetrii Łączy wszystkie elementy systemu bezpieczeństwa sieci Zbiera dane rozliczeniowe z liczników oraz jakościowe z regulatorów Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych Umożliwia zadawanie parametrów i sterowanie Pozwala na wykorzystanie typowych mediów komunikacyjnych takich jak GPRS, radio małego zasięgu czy sieć lokalna Internet System dedykowany, dopasowywany do potrzeb klienta

35 Modemy GPRS Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych Swobodnie programowalne Interfejs GUI Zdalny monitoring i sterowanie Zdarzeniowa transmisja danych Powiadomienia SMS/GPRS/ Gotowe aplikacje autodiagnostyka

36 Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych Sterowniki swobodnie programowalne Graficzny konfigurator Transmisja internetowa Gotowe aplikacje Lokalna rejestracja danych Autodiagnostyka Wiele opcji rozbudowy

37 System nadrzędny SYNCHRONIZACJA CZASU PLC Over Control System Cechy OCS Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych wysoka jakość i kompletność wizualizacje oraz raporty, możliwość modyfikacji elementów systemu, ciągły monitoring z możliwością sterowania zdalnymi obiektami, możliwość rozbudowy na każdym etapie otwarty na współpracę z innymi systemami.

38 Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych

39 Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych

40 Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych

41 Kontrola ingerencji w komorach i węzłach cieplnych

42 SPEC Warszawa PEC Tychy PEC Ruda Śląska KPEC Bydgoszcz MZEC K-Koźle KGK Kozienice MPEC Olsztyn TAURON Ciepło S.A. ECO S.A. Opole MPEC Białystok NEC Nysa PEC Legnica OPEC Puławy FORTUM HEAT

43