Автоматизация секции обратноосмотической фильтрации для проекта «Белене». Описание принципиального технического решения

АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕКЦИИ

ОБРАТНООСМОТИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

ДЛЯ ПРОЕКТА «БЕЛЕНЕ»

ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ.
2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ РАБОТЫ СЕКЦИИ.
3. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ УСТАНОВОК СЕКЦИИ.

1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1. Концепция автоматизации системы водоподготовки.

Система водоподготовки состоит из 4-х секций (предварительная фильтрация, обратный осмос, электродеионизация, нейтрализация), каждая из которых гидравлически отделена одна от другой промежуточными емкостями, и каждая из которых в значительной  степени (но не полностью!) технологически независима одна от другой.

В соответствие с такой гидравлической структурой строится и система автоматизации. Каждая секция управляется независимым модулем автоматики. Модули автоматики каждой из секций взаимодействуют между собой (по мере необходимости) а также и с центральной станцией оператора и верхним уровнем АСУ (передавая данные о работе каждой из секций), через стандартные промышленные сетевые интерфейсы.

1.2. Концепция автоматизации секции обратного осмоса.

В состав секции входит следующие установки и системы:

1. Обратноосмотические установки первой ступени (6 шт.)
2. Обратноосмотические установки второй ступени (3 шт.)
3. Станция приготовления рабочего раствора гидроксида натрия (1 шт.)
4. Станция дозирования гидроксида натрия перед второй ступенью обратного осмоса и в линию подачи воды на брызгальные бассейны (1 шт.).
5. Станция дозирования биоцида (1 шт.).
6. Станция приготовления рабочего раствора антискаланта (1 шт.).
7. Станция дозирования антискаланта (1 шт.).
8. Насосная станция подачи воды из емкости фильтрата ультрафильтрации на обратный осмос первой ступени (1 шт.).
9. Насосная станция подачи воды из емкости ЧОВ (фильтрат первой ступени обратного осмоса) на вторую ступень обратного осмоса (1 шт.).
10. Насосная станция подачи воды на брызгальные бассейны (1 шт.).

Каждая установка, входящая в состав секции (функциональный элемент секции) оснащается индивидуальным локальным контроллером (обеспечивающим внутренние режимы работы установки) с локальным интерфейсом оператора и серевым интерфейсом для связи со следующим (более высоким) уровнем автоматизации – центральным контроллером секции.

Локальный контроллер каждой установки обеспечивает следующие функции:

1. Прием и первичную обработку сигналов аналоговых и дискретных датчиков установки.
2. Автоматическую отработку внутренних режимов и процедур установки (посредством выдачи согласованных сигналов исполнительным механизмам установки).
3. Анализ внутренних аварийных состояний установки и исполнительных механизмов и генерирование соответствующих сигналов.
4. Локальное отображение состояния установки, аварийных сигналов, показаний датчиков и т.п.
5. Возможность локального управления конкретной установкой оператором, а также работу в сервисном режиме (первый запуск, обслуживание, устранение неисправностей и т.п.).
6. Возможности связи: передача данных на более высокий уровень АСУ, прием управляющих команд с более высокого уровня АСУ.

Центральный контроллер обеспечивает следующие функции:

1. Реализует алгоритм (технологию) работы секции, как единого целого, т.е. взаимосвязанность работы отдельных установок секции как единой системы.
2. Общий интерфейс оператора секции.
3. Обмен данными между установками внутри секции (связь сверху вниз, мастер-слэйв).
4. Обмен данными с другими секциями системы  (горизонтальные связи, мультимастерная сеть, связь мастер-мастер).
5. Обмен данными с верхним уровнем автоматизации (связь снизу-вверх, слэйв-мастер).

2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ РАБОТЫ СЕКЦИИ

Центральным элементом системы управления секцией, как единым целым, является микропроцессорный контроллер SIMATIC серии S7-300 (Siemens AG, Германия) с набором модулей расширения, включая коммуникационный процессор PROFIBUS DP и панель оператора (графическая, цветная, сэнсорная).

1. Основной задачей установок обратного осмоса первой ступени и второй ступени является поддержание наполненными баков фильтрата первой и второй ступени соответственно. Исходя из этого, контроллер секции, наблюдая динамику уровня в соответствующих емкостях по аналоговым датчикам уровня, подключает от 0 до 4-х установок одновременно на первой ступени и от 0 до 2-х установок одновременно на второй ступени к наполнению соответствующих баков. При этом контроллер обеспечивает смену работающих обратноосмотических установок и последовательное включение-выключение их таким образом, чтобы часы наработки установок выравнивались и ни одна не простаивала бы слишком долго в бездействии (что вредно для установок гидравлически, механически и бактериологически: им следует либо работать с определенной периодичностью, либо быть законсервированными - поскольку идет речь о горячем резерве, то выбираем первое).