Nasazení řídicího systému v teplárně Náchod

První jednání o možném nasazení nového řídicího systému SandRA proběhla mezi společností KA Contracting, vlastníkem teplárny Náchod, a dodavatelem nového řídicího systému začátkem loňského roku na zákaznickém dnu firmy ZAT, realizace se spustila na podzim. Jde vůbec o první implementaci nového řídicího systému SandRA, která je v současné době v provozu. Došlo ke sloučení sedmi stávajících řídicích jednotek kotlů K5, K6, K12, napáječky a TUV, mazutového hospodářství, chemické úpravny vody a nově vybudované centrální výměníkové stanice pro vlastní areál teplárny (viz tabulka). „Řídicí stanice rodiny SandRA tvoří otevřený soubor komponent určených pro řízení průmyslových zařízení. Jejich hlavní předností je zaměření na celkovou robustnost a spolehlivost řešení umožňující uplatnění v tak náročných odvětvích, jako je např. jaderná energetika či teplárenství,“ říká Pavel Kulík, vedoucí úseku Automatizační prostředky firmy ZAT. Vysoké spolehlivosti je dosahováno zejména koncepcí řešení, kdy všechny klíčové prvky stanice lze volit jako redundantní. V případě poruchy pak funkci přebírá záložní komponenta a poškozenou komponentu je možné vyměnit za provozu. Stanice jsou vyráběny z nejmodernějších součástek pomocí moderních technologií. Rodina řídicích stanic SandRA tak nabízí řešení založené na nové HW platformě s dlouhodobou perspektivou dodávek i dalšího rozvoje. Otevřenost systému je podpořena použitím SW založeného na operačním systému Linux. „Na realizaci celého systému bylo přínosné, že jsme vlastně nepostřehli změnu přechodu na nový řídicí systém. S přechodem nebyly žádné problémy i přesto, že byly sloučeny řídicí automaty jednotlivých provozních souborů do jednoho řídicího systému. Výhodnou je, že místo sedmi různých procesních jednotek je řízení realizováno jednou v redundantní konfiguraci,“ říká Jaroslav Kočnar z oddělení výroby a SHIM společnosti KA Contracting ČR.

Nasazení nové řídicí stanice SandRA v teplárně Náchod nebyla první realizací řídicích systémů firmy ZAT. První implementace řídicího systému proběhla už v roce 1992, od roku 2009 jsou všechny systémy řízeny stanicemi této společnosti. „Pro firmu naší velikosti je ekonomicky nevýhodné, abychom měli řídicí systémy od více výrobců, proto jsme se rozhodli nahradit je všechny řídicími systémy ZAT. Jak se vyvíjely, i my zde máme nasazené různé generace řídicích systémů této společnosti,“ říká Kočnar (viz tabulka). „Od nasazení nového řídicího systému SandRA očekáváme další centralizaci řízení a úsporu nákladů.“

V té době ještě nebyla dokončena deska pro komunikaci Profibus DP. Na základně dohody s teplárnou Náchod jsme přehodnotili priority vývoje a přizpůsobili se jejich požadavkům a dokončili vývoj této desky před realizací dodávky na podzim 2011,“ říká Kulík.

Řídicí systém SandRA navázal svým prvním nasazením v praxi v teplárně Náchod na realizaci zakázky z roku 1992, kdy společnost ZAT přišla s novou koncepcí svých doposud vyráběných řídicích systémů. Byl zde také prvně použit řídicí systém ZAT 2000 MP v decentralizované verzi se stanicemi vstupů a výstupů ZAT-D a komunikační sběrnici Profibus-DP.

V roce 2012 se plánuje pokračování v převádění jednotlivých systémů řízení pod centrální systém SandRA, a to u turbogenerátorů a redukční stanice páry. Na podzim má dojít také k rozšíření na demistanici o řízení předúpravy vody z ručního na automatizované řízení. „Cílem této modernizace je zvýšení spolehlivosti řízení technologie strojovny náhradou fyzicky dožitých modulů ZAT-D, což ve svém důsledku povede díky nižšímu počtu výpadků výroby k úspoře finančních i provozních nákladů,“ doplňuje Kočnar.

Na počátku spolupráce bylo zavedení řídicího systému Diamo-S na turbogenerátorech TG4 a TG2 v roce 1992. V roce 1994 začal v rámci úspory nákladů postupný přechod k automatizaci řízení technologických procesů prostřednictvím distribuovaných stanic vstupů a výstupů ZAT-D propojených s procesními stanicemi po sběrnici Profibus-DP. Celá teplárna je tak, vyjma řízení rozvoden, řízena tímto způsobem. Na řízení rozvoden je použit systém ZAT 2000 MP v centralizované verzi ZAT-DV. Přechod na rychlejší způsob komunikace prostřednictvím sítě Ethernet umožnil vytvořit v roce 2007 centrální velín, v němž se soustřeďují všechny údaje z technologických zařízení závodu ve společném vizualizačním prostředí Wonderware InTouch, které je světově nejpoužívanějším softwarovým produktem kategorie SCADA/HMI. (ZAT byl několikrát vyhlášený firmou Pantek (CS), která je autorizovaným distributorem firmy Wonderware pro Českou a Slovenskou republiku, jako nejlepší systémový integrátor pro Českou republiku).

Teplárna Náchod je typickým představitelem procesu vývoje automatizovaných systémů řízení v teplárenství ČR, kde byla nejprve postupně automatizována jednotlivá technologická zařízení a až následně spojována do větších funkčních celků. Postupem let a s nabídkou stále modernější elektronické součástkové základny se modernizovaly komunikační části systému pro řízení technologických procesů při použití sítě Ethernet a také řídicí procesorové karty.

V roce 2009 byla naplánována rekonstrukce řídicího systému kotle K4. Výběr dodavatele nového systému distribuovaných modulů vstupů a výstupů byl zásadně ovlivněn požadavkem společnosti KA Contracting – provoz Teplárna Náchod. Ta náhradu systému ZAT-D na kotli K4 podmínila tím, že nový systém bude kompatibilní s již existujícími systémy, nové distribuované moduly vstupů a výstupů budou postupně zavedeny, jako náhrada původních i na dalších řízených zařízeních a programování řídicího systému bude plně integrováno v jednotném vývojovém prostředí, tj. nový I/O systém musí být beze zbytku integrován,
podporován a programován z podpůrného projekčního a programovacího prostředí ZAT Pertinax. Po ověření několika I/O systémů byl jako náhrada vlastních distribuovaných I/O systémů ZAT-D a ZAT-D2 zvolen systém X20 od společnosti B&R, která byla ochotna akceptovat požadavky společnosti ZAT na rozšíření provozních teplot a galvanické oddělení signálů a promítnout je do své sériové produkce. Dalšími důvody ve prospěch společnosti B&R a jejího systému X20 jsou kvalitní technická podpora v ČR, výroba v Rakousku a podpora rozličných komunikačních protokolů. Teplárna Náchod byla první, kde byly tyto systémy nasazeny. Spolu s modernizací řídicích systémů byl v roce 2009 změněn také způsob sběru a vyhodnocování technologických dat. Integrace I/O systémů X20 od firmy B&R do struktury řídicího systému ZAT znamenalo významné rozšíření jeho možností.

Teplárna Náchod je jedním z provozů společnosti KA Contracting ČR, s. r. o., která v České republice již více než deset let úspěšně zřizuje, modernizuje, financuje a provozuje soustavy zajišťující centrální i lokální zásobování teplem a výrobu elektřiny (obr. 1). Společnost odkoupila teplárnu ve výběrovém řízení od společnosti ČEZ, a. s., počátkem roku 2003. Současný celkový instalovaný výkon teplárny je 118 MWt a 17 MWe. Teplárna ročně dodá celkem asi 450 TJ tepla do 929 odběrných míst.

Denisa Ranochová

www.zat.cz
www.ka-contracting.cz
denisa@ranochova.cz

Tabulka ŘS ZAT instalovaných v TNA