Сетевые насосы в котельной, Как бы Вы реализовали логику АВР Опции

[Qwerty88]

Модернизируем старую котельную.
В котельной 4 сетевых насоса по 200 кВт. Каждый с частотником. Каждым управляет свой ПЛК, подключенный в сеть Ethenet по протоколу ModbusTCP. Режим работы насосов - на постоянном % вращения работают 3 насоса, 1 стоит в резерве. При выходе из строя одного, двух или трех насосов должен запуститься резервный. Проблема еще в том, что при выходе из строя насосов нежелательно уменьшать расход через котлы. На котлах есть насосы рециркуляции которые регулируют расход через котел, но они не справятся и не выдадут нужный расход при отключении насосов. И как следствие - встанет котел по недостаточному расходу.
И вот тут и началась "головоломка"... Реализовать программно опрос резервным насосом те, которые в работе не проблема. Проблема в том, как правильно реагировать резервному насосу. Авария одного из рабочих насосов должна быть равноценна тому что он "выпал" из сети. Но ведь вполне возможна ситация когда контроллер одного из рабочих насосов просто "отвалится" от сети (к примеру выпадет коннектор из коммутатора когда кто-нибудь будет копаться в шкафу с коммутатором). И как быть в этом случае? Ведь запустив при этом резервный насос я создам слишком большое давление в системе. А переложив эту задачу на диспетчера (котельная с постоянным присутствием диспетчера) я добавлю дополнительный "человеческий" фактор. Как вариант - не считать пропадание насоса из сети за аварию. Но тогда при выходе из строя контроллера одного из насосов он не сообщит мастеру об аварии и не запустится резерв. Пока не знаю как быть в такой ситуации. Если есть у кого какие мысли - буду рад услышать.

[Qwerty88]

Модернизируем старую котельную.
В котельной 4 сетевых насоса по 200 кВт. Каждый с частотником. Каждым управляет свой ПЛК, подключенный в сеть Ethenet по протоколу ModbusTCP. Режим работы насосов - на постоянном % вращения работают 3 насоса, 1 стоит в резерве. При выходе из строя одного, двух или трех насосов должен запуститься резервный. Проблема еще в том, что при выходе из строя насосов нежелательно уменьшать расход через котлы. На котлах есть насосы рециркуляции которые регулируют расход через котел, но они не справятся и не выдадут нужный расход при отключении насосов. И как следствие - встанет котел по недостаточному расходу.
И вот тут и началась "головоломка"... Реализовать программно опрос резервным насосом те, которые в работе не проблема. Проблема в том, как правильно реагировать резервному насосу. Авария одного из рабочих насосов должна быть равноценна тому что он "выпал" из сети. Но ведь вполне возможна ситация когда контроллер одного из рабочих насосов просто "отвалится" от сети (к примеру выпадет коннектор из коммутатора когда кто-нибудь будет копаться в шкафу с коммутатором). И как быть в этом случае? Ведь запустив при этом резервный насос я создам слишком большое давление в системе. А переложив эту задачу на диспетчера (котельная с постоянным присутствием диспетчера) я добавлю дополнительный "человеческий" фактор. Как вариант - не считать пропадание насоса из сети за аварию. Но тогда при выходе из строя контроллера одного из насосов он не сообщит мастеру об аварии и не запустится резерв. Пока не знаю как быть в такой ситуации. Если есть у кого какие мысли - буду рад услышать.

[cauto]

Но ведь вполне возможна ситация когда контроллер одного из рабочих насосов просто "отвалится" от сети (к примеру выпадет коннектор из коммутатора когда кто-нибудь будет копаться в шкафу с коммутатором).

Этот контроллер может сам определить подключен ли он к сети?

[shavr]

В резерве всегда один и тот же насос или насосы ротируются? может поставить датчик перепада на насосную группу и необходимость включения резерва определять по снижению разницы давлений?

[Qwerty88]

Этот контроллер может сам определить подключен ли он к сети?

Да может определить что его перестал опрашивать мастер. Думаю уже тоже над тем, чтобы выключать насос если он пропал из сети.

[cauto]

Да может определить что его перестал опрашивать мастер. Думаю уже тоже над тем, чтобы выключать насос если он пропал из сети.

Ну да, как вариант Идентифицировать исчезновение опроса как аварию (естественно с задержкой) и отключать насос.

[Qwerty88]

В резерве всегда один и тот же насос или насосы ротируются? может поставить датчик перепада на насосную группу и необходимость включения резерва определять по снижению разницы давлений?

Какой насос в резерве определят эксплуатация и сама указывает в контроллере что этот насос резервный. Автоматической ротации не предусмотрено заданием.
На каждом насосе стоит датчик давления до и после насоса, но они подключены на контроллер этого же насоса. По ним он определяет работает ли насос, но если контроллер выпадет из сети то считать данные с этих датчиков мастер не сможет даже при большом желании. Обвешивать дополнительными реле перепада скорее всего не дадут (на этих сетевых насосах вообще "со скрипом" дают дырявить трубопровод для установки датчиков).

Ну да, как вариант Идентифицировать исчезновение опроса как аварию (естественно с задержкой) и отключать насос.

Да, как один из вариантов оставлю такой алгоритм. Будем через неделю обсуждать с эксплуатацией сейчас пишу себе все возможные варианты.

[Kotlovoy]

В резерве всегда один и тот же насос или насосы ротируются? может поставить датчик перепада на насосную группу и необходимость включения резерва определять по снижению разницы давлений?

Датчик расхода, видимо, уже есть -

встанет котел по недостаточному расходу.

Есть ещё вариант - вывести на аналоговый выход контроллера насоса значение перепада давления на насосе, и эти данные использовать для отдельного контроллера АВР. Он сможет определять при отвале от сети, работает насос и нужно ли вводить резерв.
Насосы управляются по вычисленному перепаду давления, или с фиксированной частотой? Датчик давления на выходе насоса установлен до обратного клапана? Т.е. при остановленном насосе какое давление он покажет?

Сообщение отредактировал Kotlovoy - 10.7.2017, 14:09

[Qwerty88]

Датчик расхода, видимо, уже есть -

Расходомеры стоят на котлах. На каждом котле стоит дополнительный рециркуляционный насос, который поддерживает постоянный расход в котле.

[shavr]

Да может определить что его перестал опрашивать мастер. Думаю уже тоже над тем, чтобы выключать насос если он пропал из сети.

тогда в случае если погаснет свичт к которому контроллеры подключены - все насосы встанут......

[Qwerty88]

Есть ещё вариант - вывести на аналоговый выход контроллера насоса значение перепада давления на насосе, и эти данные использовать для отдельного контроллера АВР. Он сможет определять при отвале от сети, работает насос и нужно ли вводить резерв.
Насосы управляются по вычисленному перепаду давления, или с фиксированной частотой? Датчик давления на выходе насоса установлен до обратного клапана? Т.е. при остановленном насосе какое давление он покажет?

Насчет аналогового выхода - как вариант... надо подумать.
Насосы работают с фиксированной частотой. Датчик давления на выходе установлен до обратного клапана. При останове насоса разность между показаниями до и после насоса будет стремиться к нулю.

тогда в случае если погаснет свичт к которому контроллеры подключены - все насосы встанут......

Да. Тогда все насосы встанут. Можно предусмотреть ручной режим работы и в случае выхода из строя свича диспетчер подойдет к каждому насосу и запустит его вручную.

[Kotlovoy]

А почему не применили алгоритм каскадного управления насосами?

[yozik]

Зачем каждому насосу контроллер непонятно :-(
Теоретически 4-насоса, 4-ЧП и 1 контроллер для группы насосов.

В предложенном варианте возможно такое решение
Передать сигнал работа насоса (все ОК) не только по сети но и по проводам :-)
(с помощью дискретного или аналогового выхода\входа)
1. Аналоговый выход на контроллере выдает текущее значение частоты ЧП (насос работает).
Кстати не обязательно задействовать выход контроллера, можно задействовать выход ЧП (большинство ЧП имеют настраиваемый аналоговый выход.
плюс такого решения аналоговый выход можно распараллеливать без дополнительных элементов
минус в контроллере должен быть свободный аналоговый вход.
2. использовать дискретный выход контроллера
минус необходимо использование внешнего устройства (реле) для распараллеливания сигнала на др. контроллеры.

Алгорит работы
контроллер передает аварию только в случае реальной аварии. (и по сети и по аналоговому\дискретному сигналу)
в случае пропадания сети контроллер продолжает работу в штатном режиме.
Резервный насос включается только по сигналу авария насоса (по сети или по аналоговому\дискретному сигналу)

ПС аварию можно передавать по цепочке примерно так
1 насос передает аварию 2 насосу если авария 1 насоса или 4 насоса
2 насос передает аварию 3 насосу если авария 2 насоса или1 насоса
3 насос передает аварию 4 насосу если авария 3 насоса или 2 насоса
4 насос передает аварию 1 насосу если авария 4 насоса или 3 насоса

ПС2 если передаем сигнал аварии дискретным выходом необходимо учесть возможность обестачивания контроллера
(авария нет питания контроллера)

[starmos]

Самый надежный способ - использовать для определения неисправностей дискретный ввод вывод: 1 выход для индикации собственной аварии насоса и 3 входа для контроля состояний остальных 3 насосов. Если насос "знает" что он резервный, то его контроллер анализирует входы и собственное состояние, а если он не резервный, то только индицирует аварию, например размыкая реле выхода.

[yozik]

Самый надежный способ - использовать для определения неисправностей дискретный ввод вывод: 1 выход для индикации собственной аварии насоса и 3 входа для контроля состояний остальных 3 насосов.

Это если хватает входов\выходов на контроллере :-)

[Qwerty88]

А почему не применили алгоритм каскадного управления насосами?

Потому что он тут не нужен.

Зачем каждому насосу контроллер непонятно :-(
Теоретически 4-насоса, 4-ЧП и 1 контроллер для группы насосов.

Такая задача была. Я бы тоже проще сделал бы один щит на управление всеми насосами.

В предложенном варианте возможно такое решение
Передать сигнал работа насоса (все ОК) не только по сети но и по проводам :-)
(с помощью дискретного или аналогового выхода\входа)
1. Аналоговый выход на контроллере выдает текущее значение частоты ЧП (насос работает).
Кстати не обязательно задействовать выход контроллера, можно задействовать выход ЧП (большинство ЧП имеют настраиваемый аналоговый выход.
плюс такого решения аналоговый выход можно распараллеливать без дополнительных элементов
минус в контроллере должен быть свободный аналоговый вход.
2. использовать дискретный выход контроллера
минус необходимо использование внешнего устройства (реле) для распараллеливания сигнала на др. контроллеры.

Алгорит работы
контроллер передает аварию только в случае реальной аварии. (и по сети и по аналоговому\дискретному сигналу)
в случае пропадания сети контроллер продолжает работу в штатном режиме.
Резервный насос включается только по сигналу авария насоса (по сети или по аналоговому\дискретному сигналу)

ПС аварию можно передавать по цепочке примерно так
1 насос передает аварию 2 насосу если авария 1 насоса или 4 насоса
2 насос передает аварию 3 насосу если авария 2 насоса или1 насоса
3 насос передает аварию 4 насосу если авария 3 насоса или 2 насоса
4 насос передает аварию 1 насосу если авария 4 насоса или 3 насоса

ПС2 если передаем сигнал аварии дискретным выходом необходимо учесть возможность обестачивания контроллера
(авария нет питания контроллера)

У меня есть еще шкаф который управляет деаэратором и подпиткой. Можно все эти выходы завести на него и вообще сделать его мастером в этой системе. Надо подумать.

[and]

Общий мастер для такой задачи, это правильно.
Для управления резервом контролировать нужно не столько насосы (там могут лопатки осыпаться, а вы и не узнаете), сколько реальный перепад на насосной группе.
Раз отверстия в трубопроводе вскрывать не дают, то контролировать косвенно, по перепадам на насосах.
Мастер получает 4 значения перепада (или меньше, если кто-то выпал из сети), ранжирует по величине, наибольшее считается перепадом на насосной группе. По снижению - пуск резерва.
И в режиме резерва насос пускать не на фиксированной частоте, а на поддержание заданной уставки перепада (возможно он компенсирует не отказ, а частичную потерю производительности одним из насосов).

[По самые по...]

Общий мастер для такой задачи, это правильно.
... ...

Но и подмастерья, локальные, тоже нужно оставлять.. Всё таки котельня, а не дом терпимости..
Если мастер откинется, то локальные контроллеры должны взять задачу на себя

[manjey73]

Организовать глобальные переменные между всеми ПЛК.