Магистерский диплом на тему Оценка ожидаемой эффективности Scada-систем управления теплоснабжением жилых домов.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 6
1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ДОМОВ 8
1.1 Проблема учет теплоснабжения жилых домов 8
1.2 Аналитический обзор систем управления теплоснабжением жилых домов 11
1.3 Методика решения задачи генерации исполнительских модулей 12
1.4 Готовые решения по учету теплоснабжения жилых домов 15
1.4.1 Автоматизированный узел учета 15
1.4.2 Автоматизированная система диспетчерского управления теплоснабжением зданий на основе полевых технологий 17
1.5 Постановка задач для решения проблемы учета теплоснабжения жилых домов 25
ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ 27
2 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЖКХ ОАО УК «ГРАНИТ» 28
2.1 Концептуальная модель объекта управления или информатизации 28
2.2 Моделирование IDEF0 29
2.3 Модель прогнозирования эффективности SCADA – системы 35
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ 36
3 ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ SCADA СИСТЕМЫ 37
3.1 Архитектура SCADA системы 37
3.2 Характеристика информационных потоков SCADA системы 43
3.3 Интерфейс SCADA системы 45
3.4 Программная реализация SCADA системы 50
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ 59
4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ SCADA СИСТЕМЫ 60
4.1 Система диспетчеризации I-DS 60
4.2 Оценка эффективности ожидаемого эффекта 83
ВЫВОД ПО 4 ГЛАВЕ 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 88

Введение:

Актуальность темы: Управление теплоснабжения жилым домом сводится к поддержанию его на заданном уровне или изменению в соответствии с температурным графиком.
На индивидуальных тепловых пунктах производится регулирование в основном двух видов тепловой нагрузки: горячего водоснабжения и отопления. Регулирование в ручном режиме сопряжено с рядом трудностей: привлечение обслуживающего персонала и отсутствие оперативного отключения подачи воды в случае аварийной ситуации.
Задача управления индивидуальным тепловым пунктом решается путем внедрения автоматизированных систем управления. Они позволяют осуществлять следующие мероприятия:
— обеспечить на индивидуальных тепловых пунктах безопасную работу оборудования;
— дает возможность оперативно выявлять аварийные и предаварийные ситуации, предотвращать их последствия за короткий промежуток времени;
— регулировать расход тепла, что влечет экономию затрат на оплату тепловой энергии.
По последним данным в России растет число компаний, которые занимаются проектированием, монтажом и модернизацией индивидуальных тепловых пунктов жилых домов, управление которых осуществляется с помощью автоматизированных систем. Это говорит в первую очередь о том, что появился спрос на подобные системы.
В данной работе будет рассмотрена автоматизированная SCADA -система управления теплоснабжением жилых домов.
Цель работы: Оценка ожидаемой эффективности SCADA — систем управления теплоснабжением жилых домов.
Задачи работы:
— рассмотреть основные проблемы учета теплоснабжения жилых домов;
— произвести аналитический обзор систем управления теплоснабжения жилых домов;
— привести системный анализ ЖКХ ОАО УК «Гранит»;
— составить модель прогнозирования эффективности SCADA – системы;
— рассмотреть процесс проектирования и реализации SCADA – системы;
— разработать интерфейс SCADA – системы;
— разработать программную реализацию SCADA – системы.

Заключение:

В проделанной работе были решены следующие задачи:
1. Рассмотрена система автоматизации жилых домов: устройство системы подачи тепла в жилые дома; устройство индивидуальных тепловых пунктов.
2. Рассмотрен состав компонентов ИТП, их принцип действия.
3. Был проведен аналитический обзор системы управления теплоснабжением жилых домов.
4. В работе были рассмотрены готовые технические решения по учету теплоснабжения жилых домов, в том числе автоматизированная система учета теплоснабжением жилых домов.
5. Был детально рассмотрен системный анализ ЖКХ ОАО УК «Гранит».
6. Рассмотрено моделирование IDEF0 и поострена IDEF0 проектируемой SCADA системы.
7. Была разработана модель прогнозирования эффективности SCADA системы.
8. В третьей главе разработана архитектура SCADA системы. В разработку была прията клиент – серверная архитектура.
9. В работе был реализован и рассмотрен интерфейс SCADA системы. Было показано рабочее окно программы, с описанием основных функций и процесса работы.
10. Программная реализация SCADA системы была показана в трех уровнях:
— программы в среде программирования CoDeSyS 2.3 для ОВЕН ПЛК-150;
— реализация интерфейса программы на Python;
— реализация базы данных на SQLite.
11. В заключительной части работы был рассмотрен ближайший аналог: Система диспетчеризации I-DSи проведен анализ эффективности внедрения.

Фрагмент текста работы:

1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ДОМОВ
1.1 Проблема учет теплоснабжения жилых домов

Теплоснабжение жилых домов осуществляется по магистральным трубопроводам от котельной по следующей схеме (рис.1) [1, с. 65]

На рисунке 1 представлена независимая схема теплоснабжения. Принцип действия данной схемы заключается в следующем: от ТЭЦ или котельной тепловая энергия подается по магистральным трубопроводам в центральную тепловую точку (ЦТП) [1]. Может быть несколько ЦТП, в зависимости от расстояния от ТЭЦ до потребителя. Циркуляционные и подпиточные насосы устанавливаются на ЦТП, которые повышают давление в магистральном трубопроводе, так что тепловая энергия в виде горячей воды с необходимым давлением поступает к потребителю.
Учет потребляемой тепловой энергии осуществляется при вводе в жилой дом, непосредственно на индивидуальном тепловом пункте.
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) предназначен для экономии тепла здания посредством регулирования параметров снабжения (рис.2) [2, с. 52].

ИТП состоит из комплекса (рис. 2), располагающегося в отдельном помещении, обычно на цокольном этаже жилого, офисного или административного здания. ИТП являются сложными технологическими устройствами.
ИТП включает в себя:
— теплообменные аппараты (теплообмен);
— за порно — регулирующие клапаны;
— насосы;
— контрольно-измерительные приборы;
— программируемые логические контроллеры;
— щиты электроуправления.
Запорно-регулирующая арматура – это устройства, которые предназначены для блокирования, изменения и контроля параметров внутренней среды трубопровода. В системе отопления многоквартирного жилого дома ИТП имеет несколько параметров, которые можно регулировать. К ним относятся объем и расход потока, давление, температура. Запорно-регулирующая арматура используются для изменения этих параметров без отключения системы.