вторник, 10 июля 2018 г.

MultiDrive Link — новый подход к управлению насосными станциями от Schneider Electric


MultiDrive Link — новый подход к управлению насосными станциями от Schneider Electric

Инновационная технология MultiDrive Link, разработанная компанией Schneider Electric, меняет правила построения автоматизированных систем управления насосами. Теперь управлять группой до шести насосов можно и без контроллера, его функции берут на себя преобразователи частоты. Такая архитектура существенно сокращает расходы на внедрение и эксплуатацию насосных станций, в чем уже успели убедиться российские клиенты.

Управление без контроллера

Традиционная автоматизированная система управления насосным оборудованием предполагает наличие преобразователей частоты (ПЧ), регулирующих скорость вращения двигателей за счет изменения частоты и уровня питающего напряжения. Не менее важный компонент системы — программируемый логический контроллер (ПЛК), координирующий работу ПЧ для поддержания требуемого уровня давления воды на выходе. Однако, по мнению экспертов компании Schneider Electric — мирового лидера в области управления энергией и автоматизации, такая архитектура избыточна, если речь идет о небольшой группе насосов (до шести насосных агрегатов). С целью экономии ресурсов, заказчик может установить на своем объекте интеллектуальные преобразователи частоты Altivar Process, обеспечивающие оптимальную эффективность работы оборудования и способные брать на себя функции контроллера за счет встроенного программного пакета MultiDrive Link.
Каждый преобразователь частоты ATV630 из семейства Altivar Process снабжен модулем ModbusTCP и сдвоенным портом Ethernet/IP с поддержкой MultiDrive Link. К аналоговым входам преобразователей частоты подключены датчики давления. В зависимости от уставок и настроек ПИД-регулятора преобразователя частоты, насосы включаются последовательно в зависимости от показания датчиков, измеряющих давление на выходе системы водоснабжения. Благодаря этому поддержание постоянного давления происходит без участия программируемого логического контроллера.
Также технология MultiDrive Link позволяет выбрать режим управления скоростью насосов. При выборе «режима распределения скоростей», насосы запускаются один за другим, причем насос, который был запущен позже всех, работает с изменяемой скоростью, а остальные — с постоянной. При «расширенном режиме управления скоростью», насосы запускаются один за другим, и каждый из них работает с изменяемой скоростью. Для получения обратной связи можно использовать датчики давления и датчики расхода.

Гибкость в выборе архитектуры

Достоинство технологии MultiDrive Link в том, что она обеспечивает гибкость в построении системы управления. В частности, предусмотрены три варианта архитектуры:
  • Single Drive, предусматривающая наличие одного ПЧ Altivar Process и до пяти насосов, работающих с фиксированной скоростью.
  • Multi Drives — с одним главным (MASTER) преобразователем частоты и несколькими подчиненными (SLAVE) преобразователями (до пяти устройств).
  • Multi Masters, включающая до шести ПЧ Altivar Process, которые могут поочередно выступать в роли главных (MASTER) или подчиненных (SLAVE).
Архитектура Multi Drives подразумевает, что в систему включены датчик давления на входе и датчики давления и расхода на выходе. Все управление ведет один преобразователь частоты, который является «мастером» сети и к которому подключены все датчики.
При выборе архитектуры Multi Masters один насос назначается основным, остальные — вспомогательными. При такой архитектуре «мастер» сети определяется автоматически в зависимости от приоритета (M/P Device ID), заданного в настройках. Если по какой-то причине ведущий ПЧ не обнаруживается, маркер «мастера» переходит к устройству с приоритетом на единицу выше.
Переход от одной архитектуры к другой не представляет каких-либо сложностей и может быть выполнен в любой момент. Эксплуатирующая организация сможет самостоятельно справиться с этой процедурой, воспользовавшись рекомендациями из инструкций по программированию и эксплуатации.

Опыт применения MultiDrive Link

Технология MultiDrive Link уже нашла свое применение на российских объектах водоснабжения и водоотведения. В частности, один из проектов реализован в г. Екатеринбург совместно с компанией «Армаком», поставляющей оборудование для систем водоснабжения, водоотведения и отопления, а также выполняющей монтаж и ремонт насосных установок.
В рамках проекта была выполнена реконструкция насосной станции, обеспечивающей поддержание давления в системе водоснабжения промышленного здания. Конечный заказчик хотел получить максимально простую и надежную систему с невысокой стоимостью. Благодаря MultiDrive Link удалось построить систему, включающую минимум компонентов. Отсутствие контроллера позволило сократить затраты на этапах покупки оборудования, монтажа и ввода системы в эксплуатацию. При этом заказчик получил систему с минимальной стоимостью владения, поскольку избавлен от необходимости обслуживать избыточные элементы системы управления.
Altivar Process
Преобразователи частоты ATV630
Реконструируемая станция включала три насоса мощностью 30 кВт, поддерживающих на выходе системы давление 25 бар. В соответствии со своими потребностями заказчик выбрал архитектуру Multi Masters, построенную на преобразователях частоты Altivar Process ATV600: один из «частотников» используется в роли ведущего («мастера»), а два других — в роли ведомых. В случае необходимости клиент сможет легко изменить настройки для перехода на Multi Drives.
Благодаря технической поддержке специалистов Schneider Electric инженеры компании «Армаком» в кратчайшие сроки настроили и запустили систему на базе MultiDrive Link. И партнер Schneider Electric, и конечный заказчик оборудования остались удовлетворены полученными результатами. В ближайшей перспективе «Армаком» планирует внедрить еще несколько систем с аналогичной архитектурой управления насосами на объектах своих клиентов.

Преимущества Altivar Process

Помимо возможности использования преобразователя частоты в качестве контроллера системы автоматизации, эксплуатирующие организации, отдающие предпочтение Altivar Process, получают и массу других преимуществ.
Особенность ПЧ производства Schneider Electric в том, что они управляют не только двигателем, но и целым технологическим процессом, качественно повышая его эффективность. В частности, они контролируют мощность двигателей с высоким уровнем точности и в режиме реального времени выявляют снижение производительности, что по- зволяет немедленно выполнять необходимые корректировки. Также Altivar Process способны отслеживать состояние оборудования и делать прогнозы о необходимости технического обслуживания, что сокращает время простоев на 20%.
Благодаря внедрению ПЧ от Schneider Electric можно до 40% снизить уровень потребления электроэнергии, и это весьма существенный показатель, ведь в процессе водоподготовки от 30 до 50% эксплуатационных расходов приходится на электроэнергию. Применение оборудования позволяет также снизить и расход воды.
Преобразователи Altivar используют протокол передачи данных Modbus и легко интегрируются с любым оборудованием. Они удобны в эксплуатации благодаря интерфейсам с интуитивно понятной графикой и широкими возможностями визуализации своих параметров. Оборудование может работать в агрессивных средах и выдерживает просадки напряжения.
Стоит подчеркнуть, что Altivar Process имеют специализированные функции для управления насосами — stop&go, спящий режим, отображение рабочей точки насоса, а их встроенные функции защиты легко активировать для включения защит насосной станции. Эти характеристики делают Altivar Process оптимальным решением для систем водоснабжения и водоотведения.

Выводы

Благодаря использованию технологии MultiDrive Link и отказа от ПЛК заказчики получают целый ряд очевидных преимуществ. В первую очередь, это экономия времени и финансовых средств на стадии запуска системы: нет необходимости приобретать контроллер и писать для него программу. В ходе эксплуатации не нужно заниматься обслуживанием избыточного оборудования, что также экономит ресурсы заказчика. Еще один несомненный плюс — возможность гибкой настройки при изменении структуры системы, связанной с модернизацией или иными причинами.
Преобразователи частоты Altivar Process с технологией MultiDrive Link от Schneider Electric являются оптимальным решением для систем управления насосными станциями, включающими до шести насосов. Они могут быть использованы как на промышленных объектах, так и на объектах коммунального хозяйства — одним словом везде, где нужно решать задачи по водоподготовке, водоснабжению или водоотведению.
Михаил МАРКЕЛОВ,
инженер-разработчик компании Schneider Electric