Комплексы КРН как автоматика для управления насосными станциями производства компании ГК «АСУ-Технология» предназначены для частотного и релейного управления насосными агрегатами с целью минимизации ошибки регулирования определяющего параметра (давление, разность давлений) при минимально возможных затратах всех видов энергоносителей (электроэнергия, перекачиваемые среды).
Основная концепция, заложенная в основу построения комплексов КРН, состоит в максимальном учете потребностей заказчика в каждом сегменте выполняемых задач. Комплексы регулирования с одним преобразователем частоты (ПЧ) в схеме управления насосами представлены двумя основными сериями: «стандарт» и «профи».
Комплексы регулирования серий «стандарт» и «профи» полностью идентичны по режимам работы, структуре и параметрам, являющимся координатами их программирования. Комплексы управления в составе насосных станций этих серий реализуют все функции обеспечения качества функционирования, которые многими производителями определены как опции. Оператор АСУ при выполнении эксплуатационных настроек имеет возможность активизации и определения тех или иных функций.
При построении комплексов регулирования специалисты нашей компании разделили всю область задач, решаемых системами повышения давления, на две подчиненные области по признакам:
1. Задачи, определяемые работой с программным обеспечением SCADA верхнего уровня, формированием архивов состояний, отказов, параметров.
2. Задачи, не связанные со SCADA и не требующие формирования архивов состояний и параметров.
Для задач первой группы определена система КРН серии «профи», для задач второй группы - КРН серии «стандарт». Комплексы серии «стандарт» для насосных станций повышения давления обеспечивают функционирование в составе SCADA - систем только на уровне беспотенциальных («сухих») контактов, определяющих состояние комплекса. Функции управления реализованы цифровым входом останова и пуска комплекса.
Концепция создания комплексов серии «профи» направлена на достижение максимального качества функционирования при разумном ограничении стоимости оборудования.
Концепция создания комплексов серии «стандарт» направлена на достижение минимально разумной стоимости оборудования при уровне качества функционирования не ниже заданного. При этом дальнейшее снижение стоимости оборудования ведет к недопустимому с точки зрения производителя снижению качества его функционирования.
Под качеством функционирование здесь и далее понимается способность системы выполнять определенные для нее функциональные задачи, или совокупность ее свойств.
Концепция создания комплексов серий «профи» и «стандарт» схематично представлена на рисунке относительно гипотетической зависимости свойств системы от ее стоимости.
Серия «профи» для насосный станций повышения давления имеет следующие основные отличительные особенности по сравнению с комплексами серии «стандарт»:
- обеспечение возможности работы с программным обеспечением SCADA верхнего уровня по протоколу Modbus;
- расширенный диапазон настроек эксплуатационных параметров, позволяющий достичь лучших показателей технологических процессов;
- функции рампового пуска каждого насоса от ПЧ в режиме тестирования насосов;
- функция повышения устойчивости, определяемая снижением количества коммутаций насосов в точках неустойчивого состояния системы регулирования;
- функции управления панели БУК;
- узел технического учета электроэнергии;
- архивы отказов, неисправностей, параметров, формируемые в блоке управления комплексом;
- повышенный ресурс работы комплекса за счет применения фильтров ПЧ.
Отличительные свойства комплексов КРН серий «профи» и «стандарт» от систем аналогичного функционального назначения других производителей, являющиеся их конкурентными преимуществами, определены следующими показателями:
- возможность дополнительного снижения энергозатрат за счет выбора рациональных режимов регулирования (постоянная уставка, пропорциональное регулирование, графики уставок);
- устойчивость функционирования за счет применения вертикальной структуры построения обеспечивает режимы функционального резервирования, что позволяет уменьшить количество персонала аварийных бригад;
- надежность функционирования за счет применения оборудования ведущих мировых производителей: Schnider Electric, Fuji, Mitsubishi, Control Techniques снижает количество ремонтных работ в процессе эксплуатации;
- наличие фильтров ПЧ (для серии «профи») обеспечивает надежность функционирования преобразователей в процессе эксплуатации комплексов и снижает вероятность ремонта и замены ПЧ в течение назначенного ресурса комплекса;
- совмещение функций управления и программирования от панели БУК и от переключателей и кнопок шкафа управления насосами повышает надежность функционирования, а также снижает требования к уровню квалификации обслуживающего персонала;
- русифицированный дисплей БУК, снижают трудозатраты на выполнение эксплуатационных настроек, а также на поиск неисправностей в процессе эксплуатации;
- наличие архивов состояний и отказов, а также функция автоматизированного поиска сопутствующих отказам событий снижают трудозатраты на поиск неисправностей;
- наличие архивов расходов регулируемого параметра и параметров электроэнергии позволяет определить наиболее рациональные с точки зрения энергопотребления режимы работы;
- возможность работы с программным обеспечением SCADA верхнего уровня (для серии «профи») снижает затраты на дополнительное оборудование для реализации данной функции;
- наличие пультов-тренажеров комплексов КРН, которые позволяют обучать операторов АСУ при минимальных материальных и временных затратах;
- наличие полного комплекта эксплуатационной и технической документации, обеспечивающего эксплуатацию и ремонт оборудования в пределах назначенного ресурса.
Реальная стоимость приобретаемого оборудования может быть определена в трех основных координатах:
1. Стоимость поставки оборудования, уплачиваемая его поставщику.
2. Стоимость затрат на эксплуатацию и ремонт оборудования в пределах назначенного ресурса (величина ресурса).
3. Величина назначенного ресурса оборудования насосной станции - наработки в часах или срока службы, по истечении которого данное оборудование должно быть снято с эксплуатации независимо от его состояния. Величина назначенного ресурса определяется возрастанием вероятности отказов оборудования из-за его «старения», как следствие - нерентабельности его дальнейшей эксплуатации. Все виды ресурсов оборудования назначаются производителем этого оборудования.
Например, оборудование, приобретенное у поставщика по относительно низкой стоимости, может потребовать значительных эксплуатационных и ремонтных затрат для обеспечения его работоспособности в пределах назначенного ресурса. В другом случае, это же оборудование может быть снято с эксплуатации задолго до истечения назначенного ресурса ввиду высоких эксплуатационных и ремонтных затрат или нерентабельности его дальнейшей эксплуатации.
Попробуем представить перечисленные преимущества комплексов КРН в цифровом выражении в рассматриваемых координатах стоимости (табл. 1). Значения показателей, приведенных в таблице, являются расчетными, определяемыми функциональными свойствами оборудования.
| Преимущество | Относительное выражение | Абсолютное выражение |
| Дополнительное снижение затрат всех видов энергоносителей за счет выбора рационального режима регулирования | 12…15% | |
| Сокращение персонала, необходимого для немедленной реакции на отказы оборудования, за счет наличия режимов функционального резерва - устойчивость функционирования | 30…40% | |
| Снижение трудозатрат на эксплуатацию | 20…25% | |
| Снижение трудозатрат на ремонт | 40…50% | |
| Суммарное снижение затрат на эксплуатацию и ремонт | 35,4% | |
| Снижение стоимости оборудования для обеспечения возможности работы с программным обеспечением SCADA верхнего уровня (для одной системы) | 2…3 тысячи евро на одну систему |
Таким образом, оценка преимуществ от приобретения комплексов КРН в составе насосной станции показывает, что выигрыш заказчика в материальном выражении складываются из трех основных составляющих:
- экономия затрат всех видов энергоносителей на реализацию технологического процесса;
- экономия затрат на эксплуатацию и ремонт оборудования, включая управляемые насосы;
- экономия затрат на дополнительное аппаратное расширение при работе со SCADA - системами.
Комплексные затраты, включающие стоимость приобретаемого оборудования, затраты на его эксплуатацию и ремонт являются реальными затратами на оборудование. Данные затраты, сравниваемые с доходами от реализации технологических процессов с учетом экономии ресурсов всех видов энергоносителей, определяют выгоду заказчика от приобретения того или иного оборудования.