0 Projekt azonosító: GVOP -3.1.1.-2004-05-0125/3.0 Új információs és kommunikációs technológia regionális hasznosítása: Városi vízgőzhálózat számítógépes felügyeleti, szakértői és döntéstámogató rendszerének kidolgozása az energiaelosztás optimalizálása, az energetikai veszteségek csökkentése céljából 2. munkaszakasz (2006.01.01 2006.12.31.) RÉSZLETES SZAKMAI BESZÁMOLÓ (MELLÉKLETEK) A kedvezményezett szervezet neve: Pécsi Tudományegyetem Projektvezető: Dr. Szakonyi Lajos
1 9. ábra. Az infokommunikációs rendszer módosított változata
2 10. ábra. Terepi mérőhely logikai vázlata A távadókkal mért adatok gyűjtésére és továbbítására a Honeywell XL-50 jelű terepi készülékét alkalmaztuk. A működtető programok CARE programozási környezetben készültek. A logikai vázlat alapján követhető az alrendszer működése. A távadók jelét egy 10 bit felbontású A/D konverter digitalizálja. Az analóg oldal abszolút pontossága 0,5% -nál nem jobb, de a relatív változások mérésére alkalmas a nagyobb felbontás. A jelfeldolgozó processzor 3 másodpercenként kérdezi le a bemeneteket, és az így kapott pillanatértékekből számolja a hosszabb időre vonatkozó átlagokat. A hosszabb időintervallumra (10 perc, 30 perc) vonatkozó adatok így valódi átlagot jelentenek. Az adatokat a helyszíni megjelenítéshez és az adattovábbításhoz is átszámítja mérnöki egységekre, mint Cº, bar, stb.. Ez megkönnyíti a helyszíni méréseket. Az egység alkalmas szabályozási feladatok megoldására is, ha a modell alapján be akarunk avatkozni a rendszerbe. Minden analóg kiment használható PID szabályozóként is, vagy időprogramok is futtathatók. Az egységben egy időben több program is lehet letöltve, melyből az aktuális kiválasztható (egy programváltoztatás után pl. a korábbi verzió néhány gombnyomással, vagy távvezérléssel visszaállítható). Fizikailag nem, de logikailag külön egység a MODEM vezérlő rész. A modemvezérlő ismeri a központ hívószámát és a bejelentkezéshez szükséges jelszavakat. Parancsokat is csak a központ azonosítása után fogad el. A kapcsolat felépítésénél a szoftver rövid válaszidőt, és transzparens modemeket tételez fel. Ez jobb adatátviteli hatásfokot eredményez, de a GSM modemek jelentős része ezt az üzemmódot DATA módban nem támogatja.
3 A DATA üzemmódot alacsonyabb üzemeltetési költségei miatt választottuk. A sok helyen alkalmazott GPRS mód üzemeltetési költsége kevés végpont esetén jelentősen meghaladja a DATA üzemmód költségeit, mert szükség van egy központ oldali szerverre a szolgáltatónál, melynek jelentős bérleti díja van. (Az ár egyedi megállapodás alapján kerül megállapításra.) Egy üzemszerűen működő rendszerben, 20-30 végponttal, egyértelműen a GPRS a gazdaságosabb. Sok mobil állomás esetén létre lehet hozni a szolgáltató és a felhasználó LAN hálózata között közvetlen összeköttetést is. Ezek a megoldások sem a terepi mérőrendszert, sem a központi feldolgozást nem érintik, elsősorban gazdaságossági megfontolások alapján választunk a lehetséges rendszertechnikai megoldások között.
4 11. ábra. Kondenzmérő tartály kialakítása
5 12. ábra. Kondenzmérő tartály gyártási rajza
6 13. ábra. Kondenzmérő tartály gyártási rajza
7 14. ábra. Az infokommunikációs rendszer kezelő felülete (Station) Az ábrán a rendszer kezelőfelületét, az un Station -t látjuk. A Station futhat a szerveren, vagy egy más, a hálózaton lévő munkaállomáson. Egy időben több Station lehet a rendszerben. Nagykiterjedésű rendszerekben így több operátor dolgozhat egyszerre, akiknek a jogosultsága körzetekhez kapcsolható.
8 15. ábra. Point-Server állapotának megjelenítése A belső adatfeldolgozó rendszer Point-Server en keresztül kapcsolódik az adatátviteli csatornákhoz. A feldolgozó rendszer így minden adatot a Point Server en keresztül lát, és ez a feldolgozás számára elfedi az adatátvitellel kapcsolatos jellemzőket, függetlenítve ezzel a szoftver elemeket.
9 16. ábra. Esemény-napló részlet határérték jelzésekkel A mérőpontok állapotának figyelésére beállíthatók minimum/maximum értékek. Határérték átlépéskor a terepi készülék jelzést küld a felügyeleti rendszernek. A jelzések fontossági, területi és funkcionális csoportokba sorolhatók. Látható, hogy a vészjelzések forrása, a kiváltó ok és a lényeges körülmények naplózásra kerülnek. Hasonló az események naplózása is.
10 17. ábra. A mérési adatok együttes megjelenítése A CS-4 jelű görbe a távhővezeték közbenső szakaszán lévő mérőhelyünkön, a további regisztrátumok az erőműből való kilépésnél, ill. az energiaáram-hálózat végpontjainál lévő fogyasztóhelyeknél (Bőrisz Kft., Dohánygyár, Honvéd Kórház) a vízgőz nyomásadatait mutatják. Jól látható, hogy a viszonylag csekély változásokat a rendszer jól regisztrálta. Egy mérőhelyen a változás 0.3 bar nál kisebb, ami a méréshatár 2%-a alatt van. Az ábrán egy nyilvánvalóan hibás mérés is látható, ez a borisz (Bőrgyári végpont) gőznyomása. Egy végponti nyomás nyilván alacsonyabb, mint az erőművi betáplálásnál lévő tényleges érték. Az adatok együttes kezelése alkalmas a mérőhelyek valószínű hibáinak felderítésére is. Azt is láthatjuk, hogy ennek mérésnek az abszolút hibája valószínűsíthetően 1.5% alatt van. Ilyen viszonylag csekély eltérést csak a műszerek időszakos kalibrálásakor vennénk észre. Az időskála a tapasztalatok alapján elegendően pontos. Az adatokhoz kapcsolt, időbélyegek legfeljebb 1 perc hibát tartalmazhatnak, 1 percet meghaladó eltérés esetén a mérőállomások a központi szerver órájához szinkronizálódnak. Ez elegendő pontosság az adatok szinkronizálásához.
11 1. fotó. Terepi mérőhely A képen egy kihelyezett szekrény képe látható. A szekrény tömített kivitelű, és időjárásálló. Az elektronikai elemek és a gőzoldali egységek (nyomáskülönbség-, nyomás-távadó, kiegyenlítő edények, csaptelep) nem kerültek szétválasztásra. A berendezés kísérleti jellege miatt ez elfogadhatónak tűnt. A későbbiek során a berendezések közös szekrénybe építése azonban üzemeltetési problémákat okozott. Egy gőzoldali meghibásodás (tömítetlenség) az elektronikai elemek meghibásodását okozta.
12 2. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-09 jelű kondenzleválasztónál
13 3. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-08 jelű kondenzleválasztónál
14 4. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-07 jelű kondenzleválasztónál
15 5. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-06 jelű kondenzleválasztónál
16 6. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-05 jelű kondenzleválasztónál
17 7. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-04 jelű kondenzleválasztónál
18 8. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-03 jelű kondenzleválasztónál
19 9. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-02 jelű kondenzleválasztónál
20 10. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-01 jelű kondenzleválasztónál
21 11. fotó. A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-25 jelű kondenzleválasztónál
22 12. fotó. Mérőhelyek kialakítása és hőszigetelése a távvezetéken
23 13. fotó. Hőmérséklet, nyomás és áramlásmérők lehetséges beépítési helyei a nyugati ág CS-4 csomópontjában
24 A CS-4 csomópont környezetében kialakítandó mérőhelyek: A csomópont előtt közvetlenül jelenleg Pitot-csöves áramlásmérési hely van kialakítva, mely jelenleg nem üzemel, beüzemelését a PÉTÁV-tól várjuk. Az érzékelő a csővezeték alján van bevezetve. A hőmérséklet- és a nyomásérzékelő helyek(1-1 db) a cső hossztengelyének magasságában, kerülnek kialakításra. (max. 12 bar túlnyomású, max. 320 Celsius hőmérsékletű túlhevített vízgőz) A Pt 100 ellenállás hőmérők beépítéséhez a PÉTÁV által korábban elkészített, a mellékelt ábra szerinti hüvelyt kívánjuk alkalmazni. Áramlásméréshez a cső felső (esetleg alsó) alkotóján karimás csatlakozási hely kerül kialakításra, a meglévő Pitot-cső előtt 2m távolságban. Az áramlásérzékelő speciális (a későbbiekben NÁ 200-as csővezetékbe is beépíthető legyen, ahol a szigetelt külső átmérő 300mm), az össznyomásokat a függőleges csőátmérő mentén minimum 5 pontban mérő, külön-külön kivezetéssel ellátott kivitelű. Az össznyomás mérőhelyeket (3db) az cső alsó alkotójától indulva, a lehető legsűrűbben kérjük kialakítani a sebességprofil kimérése érdekében. További 2 össznyomás mérőhely közül az egyik a cső felső alkotója közelében, a másik pedig középtájon kerüljön elhelyezésre! A további részleteket (az egy távadós, átkapcsolásos, illetve a több távadós megoldást) szóban egyeztetjük. Egy lehetséges megoldást mutat a mellékelt ábra. A maximális tömegáram 15 t/h. A kapcsolódó szerelvények és a távadók lehetőség szerint a kerítésen belül kell, hogy elhelyezkedjenek. A villamos energiaellátás e mérőhelyen biztosított. A szerelődoboz felszerelésére a képen látható állvány megfelelő lehet. Csőátmérő(belső): 308mm Hőszigetelt vezeték szigetelt külső átmérője: 610mm Szükséges eszközök 1db nyomás távadó 1db hőmérséklet távadó 1db speciális áramlásmérő 1db nyomás-különbség távadó 1db műszerszekrény csatlakozó szerelvények 1db tapintó hőmérő helyi leolvasással a falhőmérséklet mérésére Jelölések: p, T Q m Gőz áramlási iránya Lezárt szakasz Hőmérséklet- és nyomásmérő hely Áramlásmérő hely
25 14. fotó. Hőmérséklet, nyomás és áramlásmérők lehetséges beépítési helyei a nyugati ág CS-10 csomópontjában A CS-10 csomópont környezetében kialakítandó mérőhelyek: A hőmérséklet- és a nyomásérzékelő helyek(1-1 db) a cső hossztengelyének magasságában, kerülnek kialakításra. (max. 12 bar túlnyomású, max. 300 Celsius hőmérsékletű túlhevített, ill. telített vízgőz) A Pt 100 ellenállás hőmérők beépítéséhez a PÉTÁV által korábban elkészített, a mellékelt ábra szerinti hüvelyt kívánjuk alkalmazni. Áramlásméréshez a cső felső alkotóján karimás csatlakozási hely kerül kialakításra, a nyomás ill, hőmérséklet mérőhely előtt 2m távolságban. Az áramlásérzékelő Annubar. A maximális tömegáram 15 t/h. A szerelődoboz felszerelésére a képen látható állvány megfelelő lehet. Csőátmérő(belső): 308mm Hőszigetelt vezeték szigetelt külső átmérője: 610mm Szükséges eszközök 1db nyomás távadó 1db hőmérséklet távadó 1db Annubar áramlásmérő 1db nyomáskülönbség távadó 1db műszerszekrény csatlakozó szerelvények
26 15. fotó. Hőmérséklet, nyomás és áramlásmérők lehetséges beépítési helyei a nyugati ág CS-16 csomópontjában A CS-16 csomópont környezetében kialakítandó mérőhelyek: A hőmérséklet- és a nyomásérzékelő helyek(1-1 db) a cső hossztengelyének magasságában, kerülnek kialakításra. (max. 12 bar túlnyomású, max. 300 Celsius hőmérsékletű túlhevített, ill. telített vízgőz) A Pt 100 ellenállás hőmérők beépítéséhez a PÉTÁV által korábban elkészített, a mellékelt ábra szerinti hüvelyt kívánjuk alkalmazni. Áramlásméréshez a cső felső alkotóján karimás csatlakozási hely kerül kialakításra, a nyomás ill, hőmérséklet mérőhely előtt 2m távolságban. Az áramlásérzékelő Annubar. A maximális tömegáram 5 t/h. A szerelődoboz felszerelésére a képen látható állvány megfelelő lehet.
27 Csőátmérő(belső): 308mm Hőszigetelt vezeték szigetelt külső átmérője: 780mm Szükséges eszközök 1db nyomás távadó 1db hőmérséklet távadó 1db Annubar áramlásmérő 1db nyomáskülönbség távadó 1db műszerszekrény csatlakozó szerelvények Melléklet áramlásérzékelő
Hüvely a Pt100-hoz 28
29 Nyugati részhálózat térinformatikai vázlata