شرکت مهندسی پارسا کنترل شماره ثبت: 328-2 تاریخ : 1/07/1394 شماره :

طرح مهندسی کنترل و مانیتورینگ نیروگاه مولد برق

شرکت مدار صنعتی پارس با اتکاء بر تجربه و عملکرد درخشان چندین ساله خود  در زمینه راه اندازی  و نگهداری سیستم های نیروگاهی، اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق اقدام به طراحی سیستم یکپارچه کنترل و مانیتورینگ سیستم­های نیروگاهی نموده است. این طرح جامع با آگاهی از نیازمندی­ها، استاندارها، پیشنهادات فنی کاربران و قابلیت­های موجود ارائه شده است. بررسی و مانیتورینگ اشکالات فنی و پارامتر­های محیطی باعث ایجاد توانایی در کنترل پارامتر­های محیطی و جلوگیری از بروز ایرادات فنی در سیستم و همچین باعث کاهش صدمات وارده به تجهیزات و افزایش عمر مفید سیستم خواهد شد.

با در نظر گرفتن این نکته که این مراکز بایستی در 24 ساعت شبانه روز و 7 روز هفته، بدون وقفه و تعطیلی به فعالیت بپردازند، مانیتورینگ کلیه زیر ساخت­های مکانیکی و الکتریکی و عوامل محیطی آنها ضروری است. اعلام هشدار و مدیریت خطا ناشی از خرابی تجهیزات و یا منشاء یابی عواملی که منجر به خلل در فعالیت این مراکز شده و موجب  خسارت­های مالی هنگفت نیز می­گردد، لازم و اجتناب ناپذیر می­باشد. از این رو سیستم کنترل و مانیتورینگ مرکز نیروگاهی پیشنهادی، وظیفه نمایش سنسورهای محیطی، تاسیسات مکانیکی، تاسیسات الکتریکی و نمایش اطلاعات دیگر سیستم ها را با استفاده از پروتکل های استانداردی چون Modbus ، SNMP و CAN را به عهده خواهد داشت.

به طور کلی این سیستم در برگیرنده موارد زیر است:

-       پایش تجهیزات قدرت

-       پایش پارامترهای محیطی

-       سامانه حفاظتی و امنیتی

-       سامانه اعلام هشدار

-       مانیتورینگ

-       سامانه ثبت رخدادها

-       سامانه ارتباط اتاق کنترل و سالن ژنراتورها

1-                       پایش تجهیزات قدرت

در این بخش امکان جمع آوری اطلاعات شبکه توزیع، شامل کلید­های قدرت و المان­های حفاظتی و نمایش و کنترل برخی از پارامتر­ها در سیستم مانیتورینگ وجود دارد. در این سیستم معیار ارزیابی کیفیت توان بر اساس استاندارد IEC6100-4-30 پیاده سازی شده است.

به طور کلی این سیستم دارای امکانات زیر است:

-       نمایش گرافیکی وضعیت تجهیزات و المان­های قدرت

-       امکان تشخیص موقعیت خرابی یا قطعی در شبکه توزیع قدرت

-       آنالیر پارامترهای مختلف در بحث کیفیت توان

-       تولید آلارم در شرایط بحرانی مانند افزایش جریان از حد مجاز

-       ذخیره رخداد ها در شبکه توزیع

 

1-1-  تبادل اطلاعات در شبکه قدرت

با بهره گرفتن از یک کنترلر و با کمک شبکه تبادل داده بین المان­های قدرت شامل کنتاکتورها، کلید­های اتوماتیک، رله­های حفاظتی وسایر تجهیزات اندازه گیری میسر شده است. علاوه بر این سیگنال های حیاتی دیزل ژنراتورها نظیر ولتاژ، جربان، فرکانس، ضریب توان، KW و KVAR مصرفی، دما، فشار روغن، ولتاژ باتری، زمان کارکرد، خطا و آلارم­های مربوط در سیستم قابل مانیتور است.

ماژول Power Monitor در مسیر برق مصرفی تابلوهای اصلی بکار گرفته شده­اند و پارامترهای کیفیت توان، جربان، ولتاژ، فرکانس، فاز را ارئه می­نمایند. این اطلاعات امکان تجزیه و تحلیل وضعیت لحظه به لحظه سیستم توزیع قدرت سایت را فراهم می­کند و در یافتن نقاط ضعف احتمالی و رفع آنها کمک می­نماید.

 

1-2-  مانیتورینگ منابع تغذیه بدون وقفه(UPS )

سیستم مانیتورینگ با برقراری ارتباط با UPS از طریق شبکه وضعیت های مختلف کارکردLow­ Battery, Bypass, on Battery, Normal ، مقادیر ولتاژ، جریان، فرکانس ورودی و خروجی، وضعیت باتری و بار خروجی را نمایش می­دهد. 

2-     پایش پارامترهای محیطی

برخی از پارامترهای محیطی تاثیر مستقیم بر عملکرد ادوات و سیستم­های نیروگاهی دارد که می­توان با پایش مستقیم و در نظر گرفتن سناریوهای پیشگیرانه، این پارمترها را کنترل نمود و از ایجاد ایرادات ناخواسته جلوگیری کرد. موارد زیر از جمله نکاتی است که در سیستم کنترل و مانیتورینگ نیروگاهی در نظر گرفته شده است.

-       امکان نمایش دما و رطوبت نسبی هوا در هر یک از فضاهای سرپوشیده در مجموعه سایت

-       نصب سنسور دما برای تمامی تابلوها به منظور کنترل دمای تابلو

-       باد سنج به منظور سنجش باد محوطه بیرونی و پیش بینی قطع ارتباط با شبکه

-       سنسور نشتی آب در مجاورت سیستم خنک کننده و تاسیسات مکانیکی به منظور آشکار نمودن نشتی آب و کنترل آن در حداقل زمان ممکن نصب می­گردد.

-       سنسور لرزش در مجاورت ژنراتورها قرار می­گیرند تا هرگونه تنش مکانیکی و یا ضربه­ای را آشکار نماید.

-       نصب سنسور ذرات معلق برای اندازه گیری میزان گرد غبار موجود در فضا

-       نصب سنسور فشار هوا به منظور پایش و کنترل فشار هوا

-       ثبت وقایع مرتبط و نمایش گرافیکی پارامتر­های ذکر شده

این سیستم دارای قابلیت ارتباط سیستم تهویه و خنک کننده را داراست و با تعیین ست­پوینت ها می­توان برخی از پارامتر ها مانند فلوی هوای عبوری، دما، رطوبت ورودی و خروجی و ... کنترل نمود.

 

 

3-   سامانه حفاظتی و امنیتی

به دلیل وجود مواد اشتعال زا، همواره احتمال وقوع حوادث غیر مترقبه در نیروگاه تولید برق وجود خواد داشت. از همین رو استفاده از سیستم های حفاظتی و امنیتی اجتناب ناپذیر خواهد بود. نکات و تجهیزاتی که در ادامه به آن اشاره شده است از جمله مواردی است که در طراحی سیستم کنترل و مانیتورینگ لحاظ شده است.

-       استفاده از دتکتورهای تشخیص دود جهت اعلام حریق

-       استفاده از دتکتور تشخیص گاز شهری به منظور تشخیص نشتی گاز و جلوگیری از آتش سوزی

-       به دلیل حساسیت ژنراتورها به قطع ناگهانی گاز و خاموشی ژنراتور ها، سناریو­هایی جهت قطع نمودن گاز و متوقف نمودن موتورها در نظر گرفته شده است.

-       نصب دتکتورهای کابلی (LHD ) در تابلو برق­ها و کابل های فشار قوی به منظور جلوگیری از ایجاد حریق در تابلو برق ها و تاسیسات فشار قوی

-       نصب آشکار ساز مونواکسید کربن به منظور اعلام هشدار و جلوگیری از خفگی

-       قابلیت تعریف حساب کاربری به منظور ثبت تغییر تنظیمات و جلوگیری از ورود افراد غیرمتفرقه به سیستم

-       در صورت وجود سیتسم­های کنترل تردد امکان ارتباط به آنها وجود درد.

-       قابلیت نصب سنسور به منظور آشکار سازی باز یا بسته بودن درب ها و قابلیت تعریف هشدار

-       قابلیت نصب قفل مغناطیسی جهت کنترل تردد و دسترسی به تجهیزات

-       اعلام هشدار به صورت سمعی و بصری و ثبت وقایع

 

 

 

4-   سامانه اعلام هشدار

مطلع شدن از رخداد­ها و هشدار­ها به منظور سرعت بخشیدن به عملیات­های جلوگیری و برطرف نمودن ایرادات بسیار حائز اهمیت است. این سامانه با توجه به ست پوینت ها و حدود آستانه­ای که در هر بخش اعمال شده است اقدام به اعلام هشدار می­نماید. روش های اعلام هشدار شامل موارد زیر است:

-       اعلام هشدار توسط هشدار دهنده های سمعی و بصری

-       اعلام هشدار توسط پیام کوتاه  با اسفتاده از ماژول GSM

-       اعلام هشدار توسط رابط کاربری گرافیکی (HMI )

-       ثبت زمان هشدارها به منظور یررسی عامل رخداد

5-   مانیتورینگ

مانیتورینگ در سیستم مانیتورینگ نیروگاهی به صورت نرم افزاری و سخت افزاری انجام می­شود. منظور از مانیتورینگ سخت­افزاری، نمایش اطلاعات در رابط های گرافیکی(HMI ) است که قابلیت نمایش و تنطیم پارامتر­ها  توسط صفحه کلید لمسی در آن وجود دارد. حالت دوم روش مانیتورینگ نرم افزاری است که روش های زیر قابل دسترسی است:

-       مانیتورینگ توسط ایستگاه کاری درون شبکه ای (PC )

-       مانیتورینگ از طریق Android App که درون شبکه محلی قرار دارد.

-       مانیتورینگ از راه دور با استفاده از بستر اینترنت

 

 اطلاعات دریافتی از بخش­های مختلف در این بخش به صورت طبقه بندی شده و منظم می­باشد و با توجه به این که اطلاعات Real time می باشند این قابلیت وجود دارد که در صورت هر گونه تغییر آنها نیز تغییر کرده و خود را سنکرون کنند.

 

5-1-  امنیت

این برنامه اطلاعات بسیار مهم و زیادی را در خود نگهداری می­کند و با توجه به این سطح تجمیع سازی اطلاعات نیاز مند سطح امنیتی بالایی می باشد که در این سیستم برای اشخاص با توجه به نوع کاربری سطح دسترسی تعریف می­گرددکه با استفاده از Password مورد نظر کاربر می­تواند به محدوده مجاز کاری خود دسترسی داشته باشد.

5-2-  عملکرد و مشاهدات (گرافیک نرم افزار):

برای دسترسی به این سیستم کافی است از طریق یک Node شبکه در محل و یا از اینترنت از محل­های مختلف استفاده کنیم و با توجه به سطح دسترسی که در قسمت امنیت ذکر شد وارد سیستم شویم این سیستم گرافیکی و کاملا User friendly می­باشد که محدوده و نواحی کنترلی سیستم به صورت گرافیکی در آن نمایش داده می­شود این امر سهولت دسترسی برای نواحی مختلف را ایجاد می­کند و کاربرمی­تواند با کلیک کردن برروی پارامترها مقدار آنها را مشاهده کند و یا اینکه جزییات آنها را تغییر داده و اعلام آلارم کند.

6-   سامانه ثبت رخدادها

در این قسمت ترندها و رخداد ها و سایر اطلاعات سیستم ذخیره و نگهداری می­شود که با آنالیز آنها می توان بهره­وری سیستم را با تنظیم ست پوینت های مناسب بالا برد. همچنین می­توان این اطلاعات را با اطلاعات گذشته و یا اطلاعات جدید مقایسه کرد و یا اینکه عملکرد سیستم و مقادیر ماکسیمم و مینیمم را به­صورت نمودار مشاهده کرد.

این سیستم قابلیت این را دارد که این نمودار را برای یک بازه زمانی مشخص که مورد نظر کاربر می­باشد رسم کند در این پایگاه داده همچنین اطلاعاتی نظیر آلارم ها و ... ذخیره می­شود که با توجه به سطح دسترسی کاربر قابل دسترسی می­باشد. از جمله رخداد هایی که یاد آوری آن بسیار حائز اهمیت است اعلام بازه­های زمانی آزمایش روغن می باشد که در این طرح در نظر گرفته شده است.

 

در این سیستم علاوه بر دسترسی به جزییات اطلاعات و سایر موارد که ذکر شد در قسمت مانیتورینگ و کنترل این سیستم می­تواند برای آلارم ها و رخداد ها اولویت تعریف کند به نحوی که کدام یک از آلارم­ها یا رخداد ها از طریق  sms  و e-mail برای کاربر ارسال گردد ویا فقط در سیستم ذخیره شده ودر نرم­افزار مشاهده گردد که این  امر باعث افزایش امنیت در قسمت­های حساس کنترلی می­گردد. و نیز کاربر می­تواند از نوشته­ها و متن­های مختلف برای آلارم­ها استفاده کند که این امر سهولت پردازش و عملکرد سریع برای مدیریت و رفع بحران را در پی دارد .

7-   سامانه ارتباط اتاق کنترل و سالن ژنراتورها