Система управления промышленной холодильной установкой для охлаждения попутного газа

(гликолевый контур, 4 ступени мощности)

Разработали и внедрили систему управления промышленной холодильной установкой для охлаждения попутного газа.

С нуля спроектировали контроллер, алгоритмы управления 4 контурами и интерфейс SCADA.

Обеспечили запуск и доведение системы до стабильной работы на объекте в северных условиях при температуре до −35 °C.

Разработка и внедрение системы управления промышленной холодильной установки

Внедрено

← Все проекты

Оставить заявку

контроллер управления;
алгоритмы работы холодильной машины;
взаимодействие с существующей SCADA;
интерфейс оператора;
обеспечение стабильной работы установки в реальных условиях эксплуатации.

Разработать систему управления холодильной установкой с нуля, включая:

Задачи заказчика:

взрывозащищённое исполнение оборудования;
ограниченное пространство в шкафах управления;
невозможность установки дополнительного шкафа;
необходимость сделать решение независимым от типовых контроллеров.

Стандартные решения формально подходили, но не проходили по габаритам и не обеспечивали требуемую «эксклюзивность» продукта.

У заказчика уже была верхнеуровневая SCADA и часть электрической инфраструктуры, однако отсутствовало решение по управлению холодильной машиной.
Проект изначально рассматривался как продукт — заказчику требовалось создать собственную установку с возможностью дальнейшего тиражирования.

Ключевые ограничения:

Исходная ситуация:

контроллер управления;
алгоритмы работы холодильной машины;
взаимодействие с существующей SCADA;
интерфейс оператора;
обеспечение стабильной работы установки в реальных условиях эксплуатации.

Разработать систему управления холодильной установкой с нуля, включая:

Что было реализовано

взрывозащищённое исполнение оборудования;
ограниченное пространство в шкафах управления;
невозможность установки дополнительного шкафа;
необходимость сделать решение независимым от типовых контроллеров.

Стандартные решения формально подходили, но не проходили по габаритам и не обеспечивали требуемую «эксклюзивность» продукта.

У заказчика уже была верхнеуровневая SCADA и часть электрической инфраструктуры, однако отсутствовало решение по управлению холодильной машиной.
Проект изначально рассматривался как продукт — заказчику требовалось создать собственную установку с возможностью дальнейшего тиражирования.

В рамках проекта выполнена полная разработка системы управления:

Ключевые ограничения:

• разработка прошивки (низкоуровневое управление);
• реализация алгоритмов управления холодильной машиной;
• обработка аварийных состояний и защит.

Программное обеспечение:

• обмен по Modbus TCP с верхним уровнем;
• настройка взаимодействия с насосами, клапанами и исполнительными механизмами.

SCADA:

• разработка структуры интерфейса;
• дизайн экранов, кнопок и индикации;
• формирование логики отображения параметров и аварий;
• передача реализации верхнего уровня стороне заказчика.

SCADA:

• разработка схемотехники контроллера;
• проектирование и изготовление печатной платы;
• подбор компонентов с учётом ограничений по габаритам.

Аппаратная часть:

SCADA (верхний)

– интерфейс оператора
– визуализация
– задания уставок
– журнал событий

Контроллер управления

(STM32 / далее промышленный)

Датчики давления

– высокое
– низкое
– масло

Датчики температуры

– гликоль
– вход/выход
– элементы системы

ТЭНы

– компрессоров
– рессиверов

Реле и дискреты

– проток
– фазы
– аварии

Архитектура решения

Система управления включала:

Регулирование выполнялось по температуре гликоля в баке и теплообменнике с учётом текущей нагрузки и доступной мощности установки.

Система контроля и защит

Вентиляторы конденсатора
(дискретное упр.)

Насос потребителя

Трёхходовой клапан
(регулирование температуры)

Насос испарителя

Компрессоры
(ступени мощности)

Холодильные контуры (х4)

Гидравлика кликоля

Инженерные сложности

Проект сопровождался рядом существенных технических и организационных сложностей:

• отсутствие единого центра управления;
• размытые зоны ответственности между участниками;
• необходимость участия в реализации SCADA сверх изначального объёма.

Организация проекта:

• выполнение работ на объекте в северном регионе;
• температура до −35 °C;
• работа на открытом воздухе.

Пусконаладка:

• разработка отдельного стенда для тестирования;
• имитация сигналов для проверки алгоритмов.

Отладка:

• переработка аналоговой части (переход от длинной аналоговой шины к локальным АЦП);
• необходимость повышения помехоустойчивости.

Электроника и схемотехника:

• нестабильная работа Modbus TCP;
• доработка оборудования непосредственно на объекте.

Интеграция и коммуникации:

• взрывозащищённое исполнение;
• жёсткие ограничения по габаритам.

Ограничения по оборудованию: