Семь советов по проектированию шкафов управления промышленного газоиспользующего оборудования

Производители нагревательного оборудования, такого как печи, сушилки и котлы, использующие газовые горелки сталкиваются с рядом проблем при разработке панелей управления горением.

Управление горением важно для безопасной и эффективной работы горелок. Тем не менее, у каждого заказчика и в каждом проекте есть свои уникальные требования, приводящие к нестандартным проектам шкафов управления, которые значительно усложняют инжиниринг, пуско-наладку и техническое обслуживание.

Особые требования конечного заказчика приводят к использованию неоправданно большого количества различных компонентов (например, таких как различные версии реле пламени, контроллеров температуры и уставок, подсистем регуляторов соотношения газ-воздух и ПЛК). И чем больше количество таких компонентов, тем сложнее поддерживать необходимый запас запчастей и справляться с гарантийными обязательствами.

Что на самом деле требуется производителям нагревательного оборудования – это стандартизированная, гибкая конструкция шкафа управления, которая:

• работает во всем диапазоне применений с минимальными изменениями;

• управляет разными горелками с различными требованиями к управлению соотношением газ-воздух;

• использует универсальное «железо»;

• уменьшает инжиниринг, требуемый при разработки новых проектов;

• осуществляет дистанционный контроль за работой оборудования, чтобы сократить простои и минимизирует стоимость ремонта оборудования;

В этой статье, мы выделим семь основных приемов для разработки такого решения, от выбора аппаратной части до разработки, внедрения и тестирования.. 

Из-за того, что у большинства проектов есть уникальные требования, производителям часто приходится разрабатывать новый шкаф управления для каждого нового заказчика или установки. Хорошим решением будет выбор одного или двух стандартных решений для шкафа управления, которые закрывают 80% требований Ваших заказчиков, и затем настраиваются под каждого индивидуального случая с помощью конфигурирования.
Такая спецификация стандартного шкафа должна создаваться специалистом и рабочей группой, которые обладают наибольшим уровнем знания общей картины требований конечных заказчиков. Эта стандартная конструкция должна иметь конфигурируемое программное обеспечение и аппаратные средства, чтобы все нужные параметры могли бы настраиваться под каждый проект без необходимости каждый раз начинать проект с нуля. Когда у заказчика появляются особые требования, стандартная конструкция сможет обеспечить эффективную основу для «нестандартных» проектов и, если спроектирована правильно, будет легко настраиваться. За счет минимизации количества инжиниринга, использование стандартной конструкции сократит время на превращение исходного проекта в изготовленную, протестированную и запущенную в эксплуатацию систему управления газовыми горелками.. 

Разрабатывая свой стандартный проект, подумайте о требованиях, которые Ваши клиенты будут предъявлять к каждой части системы. Рассмотрите требования в каждой категории ниже, которые вы хотите включить в единый стандартизированный проект:

Управление горелкой

• Прямое зажигание горелки, периодически или постоянно работающая запальная горелка.

• Одинарный или двойной контроль пламени.

• Варианты последовательности работы горелки, такие как: проверка клапанов на герметичность, ранний останов зажигания, синхронизация работы клапанов запальной и основной горелки

Контроль соотношения газ-воздух

• Параллельное позиционирование заслонок подачи газа и воздуха, полностью измеряемое соотношения газ- воздух, опции рециркуляции дымовых газов

• Количество и тип исполнительных механизмов и частотно-регулируемых приводов

• Положение привода, ЧРП и допустимые отклонения частоты

Параметры безопасности

• Количество и тип термопар, термометров сопротивления и датчиков 4–20 мА

• Специальная логика, такая как сравнение двух датчиков и усреднение показателей

Управление температурой

• Локальный ПИД-регулятор или дистанционное управление мощностью горелки.

• Точность датчика и контура управления

• Параметры удалённых настроек

Интерфейс

• Пользовательские интерфейсы, включая сенсорный экран, монтируемый на двери шкафа, лампы и кнопки управления, дискретный контроллер и индикаторы контроля пламени

• необходимо подключение к вышестоящему ПЛК или системе ПТК

Другие требования

• Использование средств управления горелкой с сертификатом SIL означает, что Ваш проект будет применим для всех условий, включая те, в которых клиент требует соответствия требованиям SIL

• Первое оповещение, которое часто пропускается в приложениях, чувствительных к затратам, экономит время в течение срока службы системы, упрощая выявление первопричины неисправностей горелки

• Удаленный мониторинг системы (более подробно рассматривается ниже) также обеспечивает долгосрочную выгоду, помогая предотвратить перебои в работе.

Обычно оборудование в шкафу управления состоит из отдельно стоящего автомата контроля пламени, регулятора соотношения воздух-газ, устройства одноконтурного контроля температуры и защиты от превышения температуры, связанных вместе и интегрированных с внешним контроллером процесса ПЛК или ПТК. Это оборудование отвечает системным требованиям, но требует использования различных версий каждого из устройств в зависимости от требований проекта (т.е., например, каждый раз требуется другой автомат контроля пламени, когда меняется время безопасности). На это уходит много времени на перепроектирование подключения устройств в шкафу. Как только вы выбрали оборудование, пришло время его программировать. Простой и наглядный способ применить ваш стандартный проект – использовать программирование функциональными блоками. Использование стандартной библиотеки, поддерживающей общие действия управления горелками, позволит вам работать во многих случаях только с небольшим или в целом без дополнительного инжиниринга и программирования.