Системы управления и контроля

С момента внедрения сетевой системы управления и контроля множественными цепями обогрева MoniTrace 200 в прошлом тысячелетии, Pentair продолжила лидировать в области технологий по расширенному управлению и контролю. Контроль токов утечки на землю и тока в цепи и сигнализация. При достижении ими критических значений, позволили сделать более безопасными и сократить затраты. Возможность сочетать системы централизованного и локального управления позволили оптимизировать общие затраты на монтаж и общие эксплуатационные затраты. Внедрение и постоянное развитие нашего инновационного семейства Raychem NGC, связанного с ним программного обеспечения и терминалов с сенсорным интерфейсом, позволяет нам оставаться авангарде в управлении и контроле для систем промышленного обогрева.

Назначением системы управления электрообогревом может являться:
ЗАЩИТА ОТ ЗАМЕРЗАНИЯ

Применяется для жидкостей, температуру которых нужно поддерживать выше определенного минимального значения — обычно +5°C — например, для водопроводов,  и когда умеренный перегрев жидкости не представляет проблемы.

 

ЗАЩИТА ОТ ЗАМЕРЗАНИЯ

Применяется для жидкостей, температуру которых необходимо поддерживать в умеренном диапазоне. Обычно используется для контроля вязкости для обеспечения течения жидкостей, таких как мазут.

 

ПОДДЕРЖАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ

Применяется для жидкостей, температуру которых необходимо поддерживать в узком диапазоне для поддержания необходимой вязкости и предотвращения деградации жидкости или трубы. Типичными примерами являются линии перекачки серы и акриловой кислоты.

 

ВЫБОР НАЗНАЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Выбор контроллера зависит от того, предполагается регулирование обогрева по температуре окружающей среды или обогреваемой поверхности, что определяет-ся требованиями к проекту и, в ряде случаев, ограничениями оборудования.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩEЙ СРЕДЫ

2016-09-29_145112Использует простой алгоритм включения/выключения в зависимости от температуры окружающей среды. Такое регулирование является более эффективным, чем просто саморегулироваемое управление, поскольку обогрев включается лишь тогда, когда температура падает ниже установки. Устройством управления может являться либо механический термостат, либо электронный контроллер. Термостаты с регулированием по температуре окружающей среды обычно достаточно точны и надежны, что-бы обеспечить экономичное решение для большинства случаев управления системами защиты от замерзания.

ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (PASC)

2016-09-29_145112Используется электронный контроллер, который коyконтролирует температуру окружающей среды и постоянно подстраивает включение обогрева в соответствии с ожидаемыми теплопотерями, возникающими из-за меняющихся условий окружающей среды. С помощью специального алгоритма рассчитывается продолжительность цикла, на который цепи обогрева должны быть включены для поддержания необходимой температуры. PASC подходит для всех областей применения, требующих поддержания температуры в широком диапазоне и многих, требующих поддержания температуры в узком диапазоне. По сравнению с регулированием по температуре обогреваемой поверхности, использование PASC может значительно снизить количество цепей обогрева, поскольку не нужно учитывать каждый материальный поток, и может помочь снизить капитальные затраты на проект при одновременном снижении энергопотребления.

ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (PASC)

454Используется электронный контроллер, который коyконтролирует температуру окружающей среды и постоянно подстраивает включение обогрева в соответствии с ожидаемыми теплопотерями, возникающими из-за меняющихся условий окружающей среды. С помощью специального алгоритма рассчитывается продолжительность цикла, на который цепи обогрева должны быть включены для поддержания необходимой температуры. PASC подходит для всех областей применения, требующих поддержания температуры в широком диапазоне и многих, требующих поддержания температуры в узком диапазоне. По сравнению с регулированием по температуре обогреваемой поверхности, использование PASC может значительно снизить количество цепей обогрева, поскольку не нужно учитывать каждый материальный поток, и может помочь снизить капитальные затраты на проект при одновременном снижении энергопотребления.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ

Перед тем как перейти к рассмотрению и выбору конкретных продуктов, необходимо выбрать общую концепцию управления и контроля. Выбор типов и ре-жимов регулирования и контроля делается, базируясь на различных аспектах:

  • Технологические требования(температура, материальные потоки, требования к сигнализации, нештатные условия работы)
  • Стратегия по обслуживанию (простота, локальный или централизованный контроль, место монтажа)
  • Параметры электрораспределения
    (месторасположение панелей, подстанции, требова-ния к кабельной проводке)
  • Экономические факторы (оптимизация капитальных, эксплуатационных затрат)

Также стоит рассмотреть включение ряда опций по контролю в проект системы. Использование контроля целостности цепей обогрева увеличивает общую надежность системы, поскольку операционный или отвечающий за обслуживание персонал может опове-щаться о неполадках в системе обогрева и электрорас-пределения локально или через пункт централизован-ного контроля.

ЛОКАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
2016-09-29_152331
Локально размещаемые термостаты, монтируемые на площадке, где расположена цепь обогрева, и обычно напрямую осуществляющие включение/выключение цепи обогрева. Такие термостаты обеспечивают наименьшие затраты на монтаж, но ограничены в своей применимости и имеет незначительный вклад в снижение операционных затрат. Затраты и сложность их обслуживания достаточно велики, за исключением тех случаев, когда они комбинируются с возможностью централизованного контроля. Доступны механические и электронные термостаты, которые можно выбрать в зависимости от технологических требований, выпускаемые нормальных и взрывоопасных зон.
2016-09-29_152428
Механические термостаты Raychem

Используют капиллярную трубку с термобаллоном в качестве датчика температуры и используются в системах защиты от замерзания или системах поддержания температуры в относительно узком диапазоне.

Преимущества
  • Простой монтаж и пуско-наладка
  • Низкие затраты на монтаж
  • Относительно точное управление

Ограничения механических термостатов: Не позволяют отслеживать температуру, неточное задание уставки, нет сбора информации для обслуживания, ограниченный температурный диапазон.

2016-09-29_152555
Электронные термостаты Raychem

Измеряют температуру с помощью электрической цепи, включающей датчик температуры. 􀀁олее сложные модели имеют дисплей, на котором отображается температура, сигнализации высокой/низкой температуры или параметры регулирования по температуре окружающей среды. Они в основном применяются для поддержания температуры в узком диапазоне.

Преимущества
  • Простой монтаж и пуско-наладка
  • Низкие затраты на монтаж
  • Точное управление
  • Кабель датчика температуры может быть удлинен

Ограничения электронных термостатов: Возможность отслеживания температуры только на самой площадке, нет централизованного сбора ин-формации для обслуживания, поэтому обслуживание может проводиться только в режиме реакции на уже произошедшие неполадки.

ЛОКАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ С ЦЕНТРОЛИЗОВАННЫМ КОНТРОЛЕМ
2016-09-29_174714
Передовые полевые контроллеры совмещают возможности осуществлять переключение цепей локально на площадке с возможностями по контролю и настройке централизованной системы управления. Контроллеры связаны по сети с пунктом централизованного управления и могут контролироваться и настраиваться на промплощадке с помощью беспроводного наладонного устройства или дистанционно, с помощью терминала пользовательского интерфейса и устанавлива-емой на ПК программы для контроля и настройки.
Данная концепция управления и контроля обеспечивает преимущества для критичных процессов, небольших сетей трубопроводов и областей применения, требующих высоких температур, за счет снижения затрат на кабельную проводку, снижения общих эксплуатационных затрат и сроков реализации проекта за счет стандартизации электрораспределительных панелей.
2016-09-29_173734
Преимущества
  • Увеличение надежности системы обогрева благодаря постоянному отслеживанию целостности цепей
  • Значительное снижение затрат благодаря значительному сокращению протяженности проводки кабелей к датчикам температуры и упрощению электрораспределителя
  • Упрощение монтажа за счет прямого ввода греющих кабелей, что позволяет сократить количество полевых соеденительных коробок, что ведет к уменьшению затрат на силовые кабели и ослуживание
  • Эффективный контроль технологических процессов благодаря непрерывному контролю и сигнализации при достижении критических значению температур, токов утечки на землю, рабочих токов и напряжений
  • Улучшение безопасности персонала и олегчение обслуживания за счет детализированных отчетах о неполадках и протоколов событий
  • Упрощение обслуживания благодоря беспроводному наладочному устройству (контроль системы электрообогрева в поле без необходимости открывания устройства управления
ЦЕНТРОЛИЗОВАННЫЕ УПРАВЛЕНИЕ И КОНТРОЛЬ
2016-09-29_174803
Системы централизованного управления и контроля обычно монтируются на электрораспределительные панели, где они обеспечи-вают одновременное управление и контроль для нескольких цепей обогрева или групп цепей. Они также предлагают дополнительные функции, такие как измерение токов утечки на землю, рабочих токов и обеспечивают сбор другой необходимой для обслуживания информации. Pentair разработала семейство монтируемых на панели контроллеров с расширенными возможностями по управлению и контролю, специально предназначенными для нужд промышленных систем управления теплом. Контроллеры могут устанавливаться в любых сочетаниях, что обеспечивает оптимизированные системы для специальных областей применения.
2016-09-29_173855
Преимущества
  • Увеличение надежности системы обогрева благодаря неперрывному отслеживанию целостности цепей обогрева
  • Высочайшая гибкость управления за счет использования 1-фазных и 3-фазных контроллеров
  • Высочайший урвень безопасности благодаря интеллектуальному ограничителю температуры, сертифицированному по стандарту SIL 2
  • Значительное снижение затрат благодаря значительному сокращению протяженности проводки кабелей к датчикам температуры и упрощению электрораспределителя
  • Эффективный контроль технологических процессов благодаря непрерывному контролю и сигнализации при достижении критических значению температур, токов утечки на землю, рабочих токов и напряжений
  • Полное управление электрообогревом благодаря специальным алгоритмам управления мощностью и током
  • Улучшение безопасности персонала и олегчение обслуживания за счет детализированных отчетах о неполадках и протоколов событий
ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ВЫБОРА
В случаях, когда необходим постоянный контроль целостности цепей обогрева, первоначальный
выбор можно сделать из усовершенствованных контроллеров Raychem, приведённых в таблице

Характеристика
Raychem NGC-20
Raychem NGC-30
Raychem NGC-40
Raychem HTC -915
Raychem TCONTROL-CONT-03
Raychem TCON-CSD/20
Расположение
Распред. панель
x
x
x
x
x
Пром. площадка
x
Взрывоопасная зона
x
Режим регулирования
Рег. по темп. окр. среды
x
x
x
x
x
x
PASC
x
x
x
x
Рег. по темп. обогр. поверх.
x
x
x
x
x
x
Пропорциональное рег.
x
x
x
Ограничитель темп.
x*2
x*2
x
Адпативный контроль тока
x
x
Контроль
Темп. окр. среды
x
x
x
x
x
Темп. трубы
x
x
x
x
x
x
Ток утечки на землю
x
x
x
x
Ток в цепи обогрева, 1 фаза
x
x
x
x
Ток в цепи обогрева, 3 фазы
x
Напряжение
x
x
x
Коммуникации
Локальный дисплей
x
x
x
x
x
x
Беспроводное наладонное
устройство
x
Удаленный дисплей
x
x
x
Программа Supervisor
x
x
x
x
Интеграция в РСУ
x
x
x
x
Температурный диапазон
Контроллер
–80°C
+700°C
–73°C
+482°C
–80°C
+700°C
–60°C
+570°C
–200°C
+2400°C
–200°C
+500°C
Ограничитель
–60°C
+599°C
–50°C
+500°C
–20°C
+450°C
(T1-T6)
Количество цепей обогрева на 1 контроллер
1 цепь на контроллер
x
x
x
x
x
x
Более 1 цепи на контроллер
x
x

*2: Сертифицирован SIL2

T-M-10-S/0+50C
Площ.
Мех.
Норм.
*
*
0…+50°C
–40…+60°C
T-M-10-S/0+200C
Площ.
Мех.
Норм.
*
0…+200°C
–20…+230°C
T-M-10-S/+50+300C
Площ.
Мех.
Норм.
*
50…+300°C
–20…+345°C
T-M-20-S/0+50C
Площ.
Мех.
Норм.
*
0…+50°C
–40…+60°C
+20…+150°C
–40…+170°C
T-M-20-S/0+200C
Площ.
Мех.
Норм.
*
0…+200°C
–20…+230°C
+130…+200°C
–20…+230°C
T-M-20-S/+50+300C
Площ.
Мех.
Норм.
*
+50…+300°C
–20…+345°C
+20…+400°C
–40…+500°C
AT-TS-13
Площ.
Эл.
Норм.
*
*
-5…+15°C
–20…+80°C
AT-TS-14
Площ.
Эл.
Норм.
*
0…+120°C
0…+160°C
RAYSTAT-ECO-10
Площ.
Эл.
Норм.
*
0…+30°C
–40…+150°C
RAYSTAT-CONTROL-10
Площ.
Эл.
Норм.
*
0…+30°C
–40…+150°C
RAYSTAT-EX-02
Площ.
Эл.
Взрыв.
*
0…+150°C
–40…+150°C
RAYSTAT-EX-03
Площ.
Мех.
Взрыв.
*
–4…+163°C
–50…+215°C
RAYSTAT-EX-04
Площ.
Эл.
Взрыв.
*
0…+49°C
ETS-05-L2-E
Площ.
Эл.
Взрыв.
*
*
0…+199°C
ETS-05-H2-E
Площ.
Эл.
Взрыв.
*
*
0…+499°C
–50…+585°C
T-M-20-S/+0+200C/EX
Площ.
Мех.
Взрыв.
*
+0…+200°C
–40…+230°C
+50°C +300°C
–40°C +345°C
T-M-20-S/+50+300C/EX
Площ.
Мех.
Взрыв.
*
+50…+300°C
–40…+345°C
+50°C +300°C
–40°C +345°C
Raychem NGC-20-C-E
Площ.
Эл.
Взрыв.
*
*
*
–80…+700°C
(*1)
Raychem NGC-20-CL-E
Площ.
Эл.
Взрыв.
*
*
*
–80…+700°C
(*1)
–60°C +599°C (*2)
(*1)
Raychem NGC-30
Пан.
Эл.
Взрыв. (*3)
*
*
*
–73…+482°C
(*1)
Raychem NGC-40
Пан.
Эл.
Взрыв. (*3)
*
*
*
–80…+700°C
(*1)
–50°C +500°C (*2)
Raychem HTC-915
Пан.
Эл.
Взрыв. (*3)
*
*
*
–60…+570°C
(*1)
–20°C +450°C
(*1)
TCONTROL-CONT-03
Пан.
Эл.
Взрыв. (*3)
*
*
–200…+2400°C
(*1)
TCON-CSD/20
Пан.
Эл.
Взрыв. (*3)
*
*
–200…+500°C
(*1)
  • (1) Зависит от датчика
  • (2) Сертифицирован SIL2
  • (3) При использовании датчика температуры для взрывоопасных зон Мех.: механический
  • Эл.: электронный
  • Норм.: нормальные зоны
  • Взрыв.: взрывоопасные зоны