Автоматика как основа безупречной эксплуатации инженерных систем

Инженерные системы для предприятий электроэнергетики не основной, но отнюдь не менее важный элемент. Именно надежное функционирование всех инженерных систем обеспечивает успешную и безопасную эксплуатацию основного технологического оборудования, что особенно актуально для таких мегаполисов, как Москва.

Вот эти системы: пожарная сигнализация и оповещение о пожаре, дренчерное и газовое пожаротушение, дымоудаление и подпор воздуха, общеобменная вентиляция и кондиционирование, водоснабжение и водоотведение. Эти невидимые, на первый взгляд, элементы играют важную роль в функционировании всего объекта электроэнергетики. Так, системы общеобменной вентиляции и кондиционирования обеспечивают температурно-влажностный режим для технологических помещений, серверных и аккумуляторных, кабельных тоннелей и коллекторов. Некоторые из обслуживаемых помещений просто запрещено эксплуатировать без этих систем. Пожарная сигнализация обеспечивает своевременное обнаружение опасности возгорания, оповещение оперативного и ремонтного персонала, включение систем дымоудаления и подпора воздуха, помогающих персоналу свое­временно покинуть опасную зону. Дренчерные и газовые системы пожаротушения предотвращают распространение пожара с минимальным повреждением основного технологического и специального оборудования, что позволяет сократить время восстановления оборудования и, как следствие, уменьшить возможные перебои в снабжении потребителей. Ну, а без водоснабжения и водоотведения не смогут работать ни пожаротушение, ни здание в целом.

Все замечательно, но ни одна из перечисленных систем в настоящее время не обходится без автоматики. И, как оказалось, именно степень и качество автоматизации инженерных систем оказывают заметное влияние на безупречность их эксплуатации. К сожалению, не все проектные организации, да и не все заказчики представляют себе эту зависимость, поэтому давайте рассмотрим несколько примеров.

Как пример возьмем обычный кабельный тоннель на высоковольтной подстанции, где помимо основного кабеля существуют следующие инженерные системы: один из шлейфов пожарной сигнализации, одно из направлений дренчерного пожаротушения, система водоотведения в виде приямка с дренажным насосом и датчиками уровня, система общеобменной вентиляции в виде вытяжной системы и естественного притока с управляемой воздушной заслонкой.

В качестве автоматики для систем вентиляции предлагаются: термостат, располагаемый в тоннеле и включающий вентиляционную систему при достижении в тоннеле температуры +35°С и отключающий при температуре +25°С, две кнопки ручного управления вентиляцией, две лампочки, сигнализирующие включение и отключение контактора вентилятора, вывод в систему АСУ ТП информации о замыкании контактора вентилятора. Подача напряжения на привод воздушной заслонки естественного притока, как правило, дублируется с включением контактора вытяжки.

Автоматика в таком наборе позволяет удаленному наблюдателю (оперативному дежурному, инженеру службы эксплуатации) с уверенностью сказать только, что контактор вентилятора замкнут или разомкнут, но никто не может с уверенностью определить, что если замкнут контактор, то: вращается ли вентилятор вытяжки, открыта ли заслонка притока, какова температура в тоннеле, должна ли в данный момент работать вентиляция, не закрыт ли огнезадерживающий клапан системы, исправен ли термостат, какой температуре соответствует положение регулятора термостата и еще много безответных вопросов. Для нахождения ответов на эти вопросы специалист должен находиться в помещении тоннеля. Но вопросы возникают ежедневно и 365 дней в году! Такая доисторическая автоматика сейчас просто никому не нужна.

Теперь оснастим эту систему контроллером с понятным русскоязычным, лучше графическим, интерфейсом, к входам которого помимо сигнала с контактора вентилятора заведем: датчик дифференциального давления воздуха на вентиляторе, сухие контакты конечного положения воздушной заслонки и огнезадерживающего клапана, датчик температуры воздуха в контролируемом помещении с диагностикой исправности датчика. Передаем всю информацию по сети в систему централизованного мониторинга.

Аналогично поступаем с системой водоотведения: вместо поплавковых датчиков уровня и прибора РОС301 устанавливаем аналоговый измеритель уровня воды в приямке и контроллер, не только обрабатывающий информацию от датчика, но и контролирующий состояние самого датчика, исполнительных элементов системы. Шкаф управления дренажными насосами (ШУДН) разработан специалистами отдела по автоматизации инженерных систем управления инженерных систем ОАО «ОЭК» при реализации программы подготовки инженерных систем к прохождению весеннего паводка в 2012 году.

В настоящее время шкафами ШУДН оснащены системы водоотведения на большинстве электроподстанций ОАО «ОЭК». Собранная контроллером информация по протоколу ModBus поступает на сервер системы мониторинга инженерных систем.

Такая малость, а позволяет инженеру службы эксплуатации дистанционно точно определить работоспособность системы в целом, обеспечить адресную отправку ремонтной бригады в случае какого-либо нарушения, а оперативному дежурному быть уверенным в правильной работе системы.

Концепция централизованного мониторинга инженерных систем разработана управлением инженерных систем компании ОАО «ОЭК» под руководством Виталия Михайловича Каплана еще в 2012 году и была представлена на нескольких выставках в 2013 году.

В настоящее время подходит к завершению реализация проектов центра­лизован­ного мониторинга ин­женер­ных систем на высоковольтных подстанциях компании.

Это замечательный успех, но время не стоит на месте, и управление инженерных систем трудится над новым проектом. С развитием компании ежегодно растет количество подстанций, количество обслуживаемых инженерных систем. Анализировать все увеличивающиеся потоки информации становится сложнее. Растет риск, что без внимания останется какой-либо элемент системы, не вовремя будет определен ресурс и заявлен в ремонт. Работать только по факту нарушения работоспособности уже нельзя. Пора переходить на уровень предупреждения нарушения и автоматизации планирования ремонтов. Этот новый уровень автоматизации может быть достигнут в результате реализации проекта «Создание центра ситуационного анализа и интеллектуального управления инженерными системами».

Если вернуться к нашему примеру, то рассматриваемый уровень автоматизации позволит проводить анализ наработки двигателя вентилятора на отказ по времени работы вентилятора, что позволит автоматизировать планирование капитального ремонта оборудования. Анализ скорости изменения температуры воздуха в помещении позволит предотвратить замораживание системы водоотведения при заклинивании воздушной заслонки и другие возможные аварийные ситуации. Анализ скорости запыленности адресных извещателей пожарной сигнализации позволит вовремя предотвратить ложное срабатывание системы дренчерного пожаротушения. Также появится возможность проводить дистанционную проверку работоспособности систем вентиляции и водоотведения. А это уже экономия транспортных и людских ресурсов. Связь ситуационного центра с ERP-системой компании позволит организовать передачу исходных данных для организации автоматического планирования ремонтов по инженерным системам в целом.