CONTROLUL LA DISTANŢĂ AL UNEI MICROHIDROCENTRALE UTILIZÂND TEHNOLOGIA GSM/GPRS

1. CONTROLUL LA DISTANŢĂ AL UNEI MICROHIDROCENTRALE UTILIZÂND TEHNOLOGIA GSM/GPRS Autor: ing. Dan MIRCESCU Coordonator: Prof. dr. ing. Adina AŞTILEAN

2. Cuprins • Introducere : obiective, actualitatea temei, generalităţi; • Fundamentarea teoretică : sisteme de automatizare şi control pentru microhidrocentrale, reţele de comunicaţie fără fir, SCADA, PLC, HMI. • Dezvoltarea aplicativă : proiectare, specificare, date tehnice, echipamente, medii de dezvoltare utilizate. • Schema bloc, aplicaţii soft pentru PLC, HMI şi SCADA. • Rezultate obţinute, concluzii.

3. Obiective • Cercetarea şi găsirea unor soluţii moderne de conducere la distanţă a microhidrocentralelor, punct de plecare pentru realizarea unui normativ în domeniu. • Realizarea unui sistem de automatizare şi control a unei microhidrocentrale care să permită, utilizând automate programabile şi tehnologii GSM/GPRS exploatarea şi mentenanţa de la distanţă a instalaţiei. • Sistemul propus trebuie să satisfacă criteriile de performanţă, fiabilitate şi siguranţă impuse unui sistem modern de automatizare industrială.

4. Necesitatea şi actualitatea temei • Automatizările prin relee care echipează în momentul de faţă hidroagregatele de mică putere din ţara noastră sunt total depăşite din punct de vedere moral şi fizic. Exploatarea microhidrocentralelor se face manual, la randamente scăzute, cu consum exagerat de resurse hidraulice şi umane . • ,,Procesul de automatizare industrială beneficiază de o creştere constantă în întreaga lume şi trebuie să crească pentru a îmbunătăţi performanţele,, [1]. • ,,Producerea distribuită şi Sursele de Energie Regenerabile se bucură de multă atenţie în Europa. Ambele sunt considerate a avea un rol important în realizarea următoarelor două obiective: • creşterea securităţii surselor energetice prin reducerea dependenţei de combustibili fosili importaţi: petrol,gaz natural şi cărbune; • reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, în special, dioxid de carbon provenit din arderea combustibilului fosil,, [2].

5. Generalităţi despre locaţie şi instalaţie MHC Izvoare • 4 hidroagregate / 250kW • Turbina : FO 90/390 • Generator : GA 70/46-4 Situaţia iniţială : • Proces pornire-oprire manual; • Cuplare la reţea manuală; • Lipsă control termic; • Lipsă protecţie supraturaţie; • Acţionare vană manual; • Aparate măsură analogice; • Lipsă protecţie la presiune minimă conductă forţată; • Răcire lagăre deficitară.

6. Sisteme de automatizare pentru microhidrocentrale Principalele funcţii îndeplinite de sistemele moderne de automatizare şi comandă pentru microcentrale sunt: • comanda şi monitorizarea hidroagregatelor şi a instalaţiilor proprii ale acestora; • comanda şi monitorizarea instalaţiilor auxiliare ale centralei (inclusiv staţiile aferente centralei); • monitorizarea tuturor protecţiilor; • măsurarea parametrilor electrici, hidromecanici, hidraulici, energetici; • diagnosticarea stării agregatelor şi a instalaţiilor aferente; • comunicaţie cu dispeceratul.

7. Reţele de comunicaţii industriale fără fir Wireless Wireless celular (GSM)

8. Sisteme de teleconducereSCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) • monitorizarea sau supravegherea sistemului, • controlul sistemului, • stocarea datelor - evoluţia sistemului, • elaborarea unor rapoarte destinate controlului, • asigurarea de informaţii ce reflectă performanţele sistemului, • stabilirea modului de operare şi utilizare eficientă a sistemului, • asigurarea unui sistem de alarmă care permite diagnosticarea defectelor sistemului, • asigurarea unui suport de date de proces pentru alte aplicaţii software.

9. Automate programabilePLC (Programmable Logic Controller) • Totul intr-un singur produs, alimentare, porturi comunicatie, borne I/O • Module I/O digitale sau analogice, impreuna cu optiunile: afisaj, ceas de timp real, memorie… • Alimentare 24 VCC sau 100… 240 VCA • Modbus, CANopen, Ethernet • IP67, Temperatura de functionare -40° pana la +110°C

10. Panouri operatorHMI(Human Machine Interfaces) Reprezinta complementul natural al automatelor programabile pentru realizarea functiilor de dialog. XBTRT: • interfaţa semigrafică „touchscreen“ şi taste funcţionale, 10 linii a 30 caractere; • 12 taste din care 10 configurabile; • capabilităţi grafice (bargraf, curbe, butoane, lămpi); • comunicaţie modbus.

11. Caracteristicile sistemului • Automatizare proces pornire-oprire MHA • Măsură digitală de turaţie şi conectare automată la reţea • Măsură şi protecţie digitală mărimi electrice • Control termic digital max. 8 puncte Pt 100 • Protecţie la supraturaţie şi supratemperatură • Control deschidere aparat director • Comunicaţie la distanţă GPRS • Control la distanţă utilizând CitectSCADA

12. Schema Bloc PE

13. Schema Bloc

14. Aplicaţia post execuţie

15. Aplicaţia post comandă [1]

16. Aplicaţia post comandă [2]

17. Implementare practică [1]

18. Implementare practică [2]

19. Concluzii • Acumulate de cunoştinţe şi experienţă în domeniu; • Modernizarea microhidrocentralelor existente; • Sistem deschis hard şi soft; • Conducere automată şi la distanţă; • Aport de siguranţă în exploatare; • Fiabilitate ridicată; • Reducerea costurilor de mentenanţă; • Maximizarea producţiei.

20. Vă mulţumesc pentru atenţie ! Bibliografie : [1]S. Davies, “ Robots and human interaction în manufacturing plants“, Computing and ControlEngineering Journal, ISSN 0956-3385, 2006 [2]R. Gerwen, “ Producerea Distribuită şi Regenerabile“, Leonardo ENERGY / Calitatea şi Utilizarea Energiei Electrice – Ggid de Aplicare, 2006