|
Automatické řízení hořáků prostředky systému ZAT
Firma ZAT a. s. je tradičním výrobcem a dodavatelem systémů pro řízení technologických procesů. Její produkty se uplatňují nejen při automatizaci bloků klasických i jaderných elektráren, při řízení dálkové pásové dopravy v uhelných povrchových dolech, ale také při automatizaci menších technologických celků. Otevřený soubor ZAT – Plant Suite MP zahrnuje mnoho technických i programových prostředků, včetně vizualizačních nástrojů vhodných k automatizaci širokého spektra technologických procesů v již zmíněných, ale i dalších oblastech. Částí souboru ZAT – Plant Suite MP je také systém ZAT D2, určený pro realizaci decentralizovaných řídicích systémů i pro samostatné řízení malých technologických celků.
Systém ZAT D2
Modulární systém ZAT D2 vznikl inovací staršího systému ZAT D, založeného na sběrnici Profibus-DP, který se osvědčil především při realizaci distribuovaných systémů řízení teplárenských a elektrárenských kotlů (Teplárna Náchod, Elektrárna Mělník).
Prostředky systému ZAT D2 jsou kompatibilní s již existujícími moduly systému ZAT D s jejich špičkovými a v mnoha aplikacích ověřenými vlastnostmi. K dispozici jsou logické I/O moduly i převodníky analogových veličin. Moduly logických vstupů existují ve variantách 24 V DC a 230 V AC. Výstupní logické moduly jsou konstruovány pro 24 V DC/2 A a 230 V AC/5 A. V sadě logických modulů je i čítačový modul s maximální frekvencí vstupního signálu až 50 kHz a s možností zpracovat signály z inkrementálních snímačů. Analogové moduly umožňují připojit všechny typy termoelektrických článků, odporových teploměrů i čidel s proudovým výstupem s vlastním napájením i s napájením po měřicí proudové smyčce. Parametry čidel, např. druh připojeného termočlánku, se volí při projektování v návrhovém programu. Měřicí převodníky zajišťují diagnostiku, linearizaci charakteristiky čidla a převod údaje na fyzikální jednotky. Nechybí ani výstupní moduly s proudovým signálem.
Moduly se elektricky a mechanicky sdružují v plastových vanách do stanic. Stanice je možné propojit a získat tak blok až osmi stanic s celkem 64 moduly. Uvnitř bloku komunikují moduly po interní paralelní sběrnici.
V rámci inovace byly schopnosti systému ZAT D2 rozšířeny o možnost realizace menších programovatelných automatů, využitelných zejména jako lokální řídicí prostředky pro menší technologická zařízení nebo telemetrické stanice pro přenos technologických dat na dálku. Rozšířeny byly také možnosti komunikace. Systém ZAT D2 disponuje sériovými kanály a rozhraním Ethernet. Podporovány jsou protokoly Profibus-DP, Modbus (master i slave) a komunikace s operátorskými panely od firmy Siemens a dále mnoha speciálními zařízeními používanými např. v plynárenství i dalších oborech. Podporována je komunikace prostřednictvím klasických modemů i modemů GSM. Při realizaci distribuovaného systému se sběrnicí Profibus-DP je ke zvýšení spolehlivosti možné použít propojení redundantním vedením.
Různé varianty vany systému ZAT D2 umožňují pružně realizovat řešení pro danou úlohu. K dispozici jsou vany v provedení:
D21 k realizaci distribuovaného systému I/O stanic s komunikací protokolem Profibus-DP,
D22 k realizaci lokálních automatů s autonomní řídicí funkcí,
D23 k realizaci stanic rozšiřujících počet I/O kanálů základních stanic D21 a D22,
D24 k realizaci lokálních automatů s autonomní řídicí funkcí pro složitější úlohy (řídicí modul obsahuje koprocesor).
Automat pro řízení hořáků
Jako příklad široké použitelnosti systému ZAT D2 může sloužit automat pro řízení hořáků. Jeho jádro tvoří sestava BMS 01, zajišťující komplexní řízení a zabezpečení provozu jednoho hořáku. Jedná se o programovatelný automat ZAT D22 doplněný prvky zabezpečujícími splnění požadavků vyplývajících z technických norem a platné legislativy. Tak vzniklo zařízení pro automatické spouštění, kontrolu a řízení plynových, olejových i kombinovaných hořáků pro střední a velké kotle, které úspěšně absolvovalo předepsaný schvalovací proces. Při vývoji automatu byly zúročeny také zkušenosti s automaty pro řízení hořáků dodávanými společností ZAT v minulosti.
Sestava BMS 01 má dvě hlavní, vzájemně propojené části:
- vlastní automat v podobě stanice D22 se speciálním algoritmem pro řízení hořáků,
- reléový modul M201.
Automat řídí servomotor vzduchové klapky, zapalovací transformátor a ventily ovládající přívod zapalovacích látek a paliva. Je vybaven vstupy pro připojení přepínače provozního režimu, hlášení zániku plamene i ostatních poruch, které mohou být příčinou bezpečnostního vypnutí hořáku. Algoritmus řízení hořáků vykonává software nahraný v paměti řídicího modulu stanice D22. Některé vlastnosti algoritmu lze ovlivnit nastavením parametrů řídicího programu.
Připojený reléový modul M201 ovládá ventily v přívodu paliva a zajišťuje bezpečné vypnutí hořáku v případě poruchy řídicí stanice. Podle provedení se hořák zapaluje buď prostřednictvím zapalovacího hořáku, nebo přímo. Kontrola zapalovacího plamene je zahrnuta do kontroly hlavního plamene. Je možné aktivovat také kontrolu těsnosti ventilů v přívodu plynu.
Sestava BMS01 odpovídá normám pro olejové a plynové hořáky s ventilátorem a libovolně velkým průtokem (ČSN EN 298, ČSN EN 230, EN 746-2) a je vhodná pro trvalý i přerušovaný provoz. Podle zákona č. 22/1997 Sb. a souvisejících předpisů je systém automatického řízení hořáků na plynná paliva „stanoveným výrobkem„ podléhajícím zvláštnímu schvalovacímu procesu notifikovanou osobou. Na automat pro řízení hořáků se vztahují tyto předpisy:
směrnice 73/23/EHS, stanovující bezpečnostní požadavky na elektrická zařízení nízkého napětí (nařízení vlády ČR č. 17/2003),
směrnice 89/336/EHS, týkající se elektromagnetické kompatibility (nařízení vlády ČR č. 18/2003),
směrnice 90/396/EHS, specifikující požadavky na spotřebiče plynných paliv (nařízení vlády ČR č. 22/2003).
Pro sestavu BMS 01 vydal Strojírenský zkušební ústav, s. p., Brno, jako pověřená notifikovaná osoba, certifikáty potvrzující, že výrobek splňuje požadavky již uvedených směrnic a nařízení.
Po doplnění sestavy BMS 01 armaturami pro přívod paliva a hlídačem plamene s příslušnými certifikáty a dalšími stavebními prvky, jako jsou displej, napájecí zdroje apod., vznikne kompletní systém pro řízení hořáků. Automatiku hořáku, sestavenou z uvedených prvků, lze snadno přizpůsobit velikosti a požadavkům konkrétní aplikace.
Je-li třeba řídit skupinu hořáků kotlů středního a většího výkonu, propojí se několik sestav BMS 01 s nadřazeným automatem, ve kterém se soustředí doplňující funkce, regulační smyčky atd. Součástí tohoto nadřazeného automatu je i ovládací panel a popř. zobrazovací a ovládací systém typu SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) s možnostmi pohodlné obsluhy a s rozsáhlými diagnostickými funkcemi. Typická sestava řídicího systému kotle s několika hořáky vytvořená na bázi prostředků ZAT D2 je na obr. 1.
Dostupnost řešení
Firma ZAT a. s. poskytuje pro své systémy kompletní servis, včetně vypracování projektu, montáže a uvedení zařízení do provozu.
Ing. Miroslav Balík,
ZAT a. s.
ZAT a. s,
K Podlesí 541
261 80 Příbram
tel: 318 652 111
fax: 318 627 471
www.zat.cz
|