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Juni 2003Schichtvortrag1 MKK Kühlanlage TTF 2 Heliumkompressoren Gebäude 47a.

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Präsentation zum Thema: "Juni 2003Schichtvortrag1 MKK Kühlanlage TTF 2 Heliumkompressoren Gebäude 47a."—  Präsentation transkript:

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2 Juni 2003Schichtvortrag1 MKK Kühlanlage TTF 2 Heliumkompressoren Gebäude 47a

3 Juni 2003Schichtvortrag2 MKK 1 - Automation und Leittechnik Wichtige Sicherheitsbestimmungen uAuArbeiten, Bedienung und Einstellungen dürfen nur von qualifizierten Fachkräften vorgenommen werden! Sie müssen alle Funktionen der Anlage kennen, damit keine Gefahren für Personen oder Sachschäden entstehen. uDuDie Behebung einer Störungsursache kann dazu führen, dass die Anlage wieder selbstständig anläuft!

4 Juni 2003Schichtvortrag3 MKK 1 - Automation und Leittechnik MKK 1 - Automation und Leittechnik Inhalt 1: u Beschreibung der Anlage u Prinzipieller Aufbau u Die Kühlkreise u Kühlturmkreis u Kompressorkreis u Funktionsbeschreibung u Betrieb u Automatisches Auffüllen u Automatisches Entleeren u Frostgefahr u Temperaturregelung Kompressorkreis (B 40) Schaltschrank: Kühlanlage TTF 2 Helium- Kompressoren

5 Juni 2003Schichtvortrag4 MKK 1 - Automation und Leittechnik MKK 1 - Automation und Leittechnik Inhalt 2: u Funktionsbeschreibung u Regelung Leitfähigkeit (B 30) u Sollwertumschaltung Druck (B 45) u Operator-Panel OP 27 u Warnhinweise u Allgemein u Allgemeine Bedienung u Navigation u Spezielle Bedienfunktionen Kompressorkreis-Pumpen mit HYDROVAR Regeleinheit

6 Juni 2003Schichtvortrag5 MKK 1 - Automation und Leittechnik MKK 1 - Automation und Leittechnik Inhalt 3: u Bussysteme u Profibus u MPI-Bus u RS Schnittstellen u Industrial Ethernet u Übersicht u EPICS u Aufruf u Kühlturmkreis u Regler Frequenzumrichter Ventilatoren u Kompressorkreis u Regler Absalzung Y 1.0

7 Juni 2003Schichtvortrag6 MKK 1 - Automation und Leittechnik MKK 1 - Automation und Leittechnik Inhalt 4: u EPICS u Alarmhandler u Strip History UNIX u Anlagenbilder u Schaltschrank u Kompressorhalle u Komponenten im Kühlturmkreis u Kühlturmkreis-Komponenten u Verantwortliche Personen

8 Juni 2003Schichtvortrag7 Prinzipeller Aufbau u Die Anlage ist im Gebäude 47a zwischen der PETRA Halle NO und dem TTF 2-Tunnel zur Expo-Halle aufgebaut. Sie dient zur Kühlung der Helium-Kompressoren für TTF 2. u Es sind zwei Kühltürme auf dem Dach des Gebäudes, zwei Kühlturmpumpen, zwei Wärmetauscher, und vier Kompressorpumpen im Gebäude installiert. u Wassertechnisch besteht die Anlage aus zwei Kühlkreisen. Der Kühlturmkreis und der Kompressorkreis sind durch die zwei Wärmetauscher voneinander getrennt. Dies ist notwendig weil im Kompressorkreis ein höherer Druck gefahren werden muss.

9 Juni 2003Schichtvortrag8 Die Kühlkreise u Kühlturmkreis u Regelung der Kompressorkreis-Temperatur (B 40) durch 4 Ventilatoren die mit Frequenzumrichtern angesteuert werden. u Kompressorkreis u Druck-Regelung durch 4 Kompressorkreis-Pumpen mit angeflanschten HYDROVAR-Regeleinheiten. Sie sind über eine RS 485-Schnittstelle miteinander verbunden und können unabhängig von der SPS die Regelung übernehmen und zusätzlich Pumpenwechsel nach Betriebsstundenintervallen ausführen.

10 Juni 2003Schichtvortrag9 Funktionsbeschreibung u Betrieb u Im Normalbetrieb läuft eine Kühlturmpumpe und alle vier Ventilatoren werden parallel von einem Regler angesteuert. Hierzu müssen die Bypassklappen Y 1.1 und Y 1.2 geschlossen sein. u Im Schwachlastbetrieb wird die Freigabe der Frequenzumrichter weggenommen, die FUs fahren auf ihre Minimalfrequenz, gehen dann in die Betreibsart rdy, jetzt werden die Bypassklappen Y 1.1 und Y 1.2 geöffnet. u Im Winterbetrieb wird die Freigabe der Frequenzumrichter weggenommen, die FUs fahren auf ihre Minimalfrequenz, gehen dann in die Betreibsart rdy, jetzt läuft für eine bestimmte Zeit nur warmes Wasser zum abtauen über die Brause, es sei denn die Temperatur im Kompressorkreis steigt über eine eingestellte Grenze. Dann geht die Anlage wieder in den Normalbetrieb. Der Winterbetrieb ist nun je nach Außentemperatur (B 38) für eine bestimmte Zeit gesperrt.

11 Juni 2003Schichtvortrag10 Funktionsbeschreibung u Automatisches Auffüllen u Wenn die Anlage leer ist kann durch betätigen des Softkey Füllen Start die Anlage automatisch aufgefüllt werden. Der Vorgang ist beendet wenn eine Kühlturmpumpe im Dreieck läuft. u Der Vorgang kann mit dem Softkey Füllen Stop unterbrochen werden, wenn Probleme auftreten z.B. Wasseraustritt. Der Zustand des Automatischen Auffüllen wird durch ein dynamisches Feld am OP angezeigt.

12 Juni 2003Schichtvortrag11 Funktionsbeschreibung u Automatisches Entleeren u Wenn die Anlage für Wartungsarbeiten oder im shut down entleert werden soll wird dies durch den Softkey Leeren Start eingeleitet und bis zur Meldung Anlage Leer abgearbeitet. Es beginnt mit dem Abschalten der Kühlturmpumpen. u Der Vorgang kann mit dem Softkey Leeren Stop unterbrochen werden. Der Zustand des Automatischen Leeren wird durch ein dynamisches Feld am OP angezeigt.

13 Juni 2003Schichtvortrag12 Funktionsbeschreibung u Frostgefahr u Da einige Rohrleitungen im Außenbereich verlaufen, muss bei entsprechenden Temperaturen dafür gesorgt weren, dass sie nicht einfrieren. u Füllleitungen u Sie werden automatisch entleert, wenn die Niveaus beider Kühltürme OK sind, indem zuerst Y 2.0 geschlossen wird und dann die Magnetventile Y 2.1 und Y 2.2 und das Kugelventil Y 4.0 geöffnet werden.

14 Juni 2003Schichtvortrag13 Funktionsbeschreibung u Frostgefahr u Kühltürme mit Saug- und Druckleitungen u Da hier im Normalfall das Wasser zirkuliert, müssen sie nur entleert werden, wenn die Kühlturmpumpen ausfallen oder abgeschaltet werden. Hier wird zuerst ein Timer gestartet, bevor das Entleeren anläuft. Während dieser Zeit hat man die Möglichkeit wieder eine Pumpe einzuschalten. Wird während dieser Zeit keine Pumpe wieder zugeschaltet, schließt zuerst Y 2.0 und dann werden die Magnetventile Y 2.1, Y 2.2 und die Kugelventile Y 3.0, Y4.0 und Y 5.0 geöffnet, bis die Kühltürme und die Rohrleitungen im Außenbereich entleert sind. !! Die Kompressorpumpen fallen auch nach einer gewissen Zeit aus, wenn keine Kühlturmpumpe läuft!!

15 Juni 2003Schichtvortrag14 Funktionsbeschreibung u Temperaturregelung Kompressorkreís (B 40) u Im Normal-Betrieb werden die vier Ventilatoren über einen Regler in der Frequenz geändert um die Temperatur im Kompressorkreis konstant zu halten. Dies ist nur der Fall wenn die Rücklauftemperatur (B 46) um eine bestimmte Schwelle (Befh=0.5°C) höher ist als der Sollwert. u Im Schwachlast-Betrieb, Rücklauftemperatur (B 46) ist <= Sollwert + Schwelle (Befl=0.1°C), dann wird die Freigabe der Ventilatoren weggenommen und die Bypassklappen Y 1.1 und Y 1.2 geöffnet. u Im Winter-Betrieb wird in Abhängigkeit von der Außentemperatur (B 38) die Freigabe der Ventilatoren weggenommen und für eine festgelegte Zeit (t Wi =2Min) das Wasser über die Brause geleitet. Abgebrochen wird dieser Zustand, wenn die Vorlauftemperatur (B 40) zu groß wird (Rfh=1°C). Der Winterbetrieb kann erst nach einer Sperrzeit t sp x (1=2h/2=1h/3=30/4=20)erneut ablaufen.

16 Juni 2003Schichtvortrag15 Funktionsbeschreibung

17 Juni 2003Schichtvortrag16 Funktionsbeschreibung u Leitfähigkeitsregelung Kühlturmkreís (B 30) u Mit einem Standard Software-Regler CONT_S wird die Leitfähigkeit mit der Regelklappe Y 1.0 auf 1.6 mS/cm konstant gehalten. Wärmetauscher, Vorratsbehälter; Regelklappe Y 1.0

18 Juni 2003Schichtvortrag17 Funktionsbeschreibung u Sollwertumschaltung Druck Kompressorkreís (B 45) u Mit Standard Software-Bausteinen SP_GEN und LIMALARM wird der 2. Sollwert je nach Kühlleistungsbedarf automatisch geändert, um Energie einzusparen. Wenn die Differenz zwischen Rücklauf und Vorlauf eine einstellbare obere Grenze überschreitet wird der Druck-Sollwert sofort hochgefahren, wenn die Differenz eine untere Grenze für eine bestimmte Zeit unterschreitet, wird der Druck-Sollwert heruntergefahren. Wird beim verfahren eine kritische Frequenz der Kompressorpumpen erreicht, fährt der Sollwert automatisch einen Schritt wieder hoch.

19 Juni 2003Schichtvortrag18 Funktionsbeschreibung u Sollwertumschaltung Druck Kompressorkreís (B 45) Einstellbarer Druck (hoch) Einstellbarer Druck (niedrig) Fahr-Befehl (bei Kühlleistungsbedarf) Fahr-Befehl (bei kritischer Frequenz)Rückmeldung Kompressorpumpen-Frequenz

20 Juni 2003Schichtvortrag19 Operator Panel OP 27 u !! ACHTUNG !! u Alle Funktionstasten und Eingabefelder die auf das Steuerungsprogramm wirken sind Passwort geschützt. u Das eingegebene Passwort wird für einen Zeitraum von 10 Min. nach der letzten Betätigung einer Taste gespeichert. u Während dieser Zeit wirken alle Eingaben ohne Rückfrage!

21 Juni 2003Schichtvortrag20 Operator Panel OP 27 u Allgemein u Für das Bedienen und Beobachten der Anlage ist das OP unbedingt erforderlich. Hier werden Wert eingestellt, Komponenten bedient, Prozesse gestartet und gestoppt. Bei dieser Anlage ist die Bedienung für einige Komponenten nur noch über das OP möglich und nicht mehr über Taster bzw. Schalter am Schaltschrank.

22 Juni 2003Schichtvortrag21 Operator Panel OP 27 u Allgemeine Bedienung Alpha-Numerische Tasten Escape-Taste (Abbrechen) Acknoledge Quittieren wenn LED leuchtet Enter Eingabe bestätigen Help Hilfe aufrufen wenn LED leuchtet Einschalten Umschalten Alpha-Tasten abwählen Datum/Uhrzeit anzeigen Betriebsmeldepuffer löschen (Nur Superuser) BM-Seite/Puffer Störmeldepuffer löschen (Nur Superuser) SM-Seite/Puffer Monitor Dunkelschaltung

23 Juni 2003Schichtvortrag22 Operator Panel OP 27 u Navigation Kühlturm Kühlturm- pumpen 24 Std. Kurve Kühlturmkr. 2 Std. Kurve Kühlturmkr. Wärme- tauscher Kompr.Kr. Druck einstlg. Passwort Superuse r System- Einstellungen Passwort Superuser Regelklappen Hand Regler- anwahl Passwort MKK2 Regler Y 1.0 Global Softkey Hand/Autom. Kugelventile LED leuchtet = Automatik Global Softkey Hand/Autom. Regelklappen LED leuchtet = Automatik Global Softkey Interner/Externer Druck Sollwert Kompressorkreis-Pumpen LED leuchtet = Extern Kompressor- kreis Regler FU Lüfter 2 Std. Kurve Kompr.kr. 2 Std. Kurve Kompr.kr. 4 Min. Kurve P Kompr.kr. Füllen Leeren Passwort MKK2 Kugelventile Hand

24 Juni 2003Schichtvortrag23 Operator Panel OP 27 u Spezielle Bedienfunktionen u Kugelventile Hand u Voraussetzung hierfür ist, dass die LED am Softkey K1 nicht leuchtet. Nun hat die Steuerung keinen zugriff mehr auf alle Kugelventile. Wenn man jetzt das Bild Hand aus Füllen Leeren aufruft, können alle Kugelventile über die entsprechenden Softkeys bedient werden. Achtung nach dem Bedienen K1 wieder betätigen, um den Zugriff für die Steuerung wieder freizugeben. u Regelklappen Hand u Voraussetzung hierfür ist, dass die LED am Softkey K2 nicht leuchtet. Nun hat die Steuerung keinen zugriff mehr auf alle Regelklappen. Wenn man jetzt das Bild Regelklappen Hand aufruft, können alle Klappen über die entsprechenden Softkeys bedient werden. Hier sind die Softkeys als Taster programmiert und wirken am Softwareregler. Dieser sperrt für eine angezeigte Zeit die nächste Ansteuerung. Achtung nach dem Bedienen K2 wieder betätigen, um den Zugriff für die Steuerung wieder freizugeben. u Interner Sollwert Kompressorkreis-Pumpen u Mit dem Softkey K 10 kann der Druck-Sollwert auf intern umgeschaltet werden. Wenn die LED nicht leuchtet wirkt nur der programmierte Sollwert der HYDROVAR-Regeleinheit.

25 Juni 2003Schichtvortrag24 Bussysteme u Profibus u Drei WAGO-Buskoppler mit Digitalen und analogen I/O- Modulen zum Steuern und Regeln der Anlage u Ein SCHNEIDER-Electric Modul zur Ankopplung der vier Frequenzumrichter für die Ventilatoren (noch nicht in Betrieb) u MPI-Bus u Kommunikation zwischen Steuerung (CPU 314C-2 DP) und OP 27 u RS 485 Schnittstelle nach ISO 1745 u Kommunikation der HYDROVAR-Regeleinheiten untereinander zur Druckregelung und automatischem Pumpenwechsel nach Betriebsstundenintervall.

26 Juni 2003Schichtvortrag25 Bussysteme u Industrial Ethernet u Ein S7 CP IT für Industrial Ethernet ISO und TCP/IP Protokoll zur Datenübertragung an das Kontrollsystem EPICS und Uhrzeitsynchronisation vom ER 1 (BKR).

27 Juni 2003Schichtvortrag26 Bussysteme u Übersicht CPU 314C-2 DP MPI 2 DP 2 CP IT WAGO Feld 1 Adr. 3 WAGO Feld 3 Adr. 5 WAGO Feld 2 Adr. 4 SCHNEIDER Feld 2 Adr. 6 OP 27 Profibus CP 143 ER 1 (BKR) mkkPPC02 Geb. 55 Industrial Ethernet ALTIVAR 28 Feld 1 2A1 ALTIVAR 28 Feld 2 2A2 ALTIVAR 28 Feld 2 2A3 ALTIVAR 28 Feld 2 2A4 HYDROVAR Regeleinheit M 4.1 HYDROVAR Regeleinheit M 4.2 HYDROVAR Regeleinheit M 4.3 HYDROVAR Regeleinheit M 4.4

28 Juni 2003Schichtvortrag27 EPICS u Aufruf Hier klicken für das Übersichtsbild TTF 2 Helium Kühlange Geb. 47a

29 Juni 2003Schichtvortrag28 EPICS u Kühlturmkreis

30 Juni 2003Schichtvortrag29 EPICS u Regler FUs Ventilatoren

31 Juni 2003Schichtvortrag30 EPICS u Kompressorkreis

32 Juni 2003Schichtvortrag31 EPICS u Regler Absalzung Y 1.0

33 Juni 2003Schichtvortrag32 Alarmhandler u TTF 2 Heliumkühlung im ALH

34 Juni 2003Schichtvortrag33 Strip History UNIX u Betriebsarten Sollwert+0,5°C Sollwert+0,1°C Festt programmierte Werte Sollwert+einstellbarer oberer Wert Sollwert+einstellbarer unterer Wert Am OP einstellbarer Wert für die Druckumschaltung

35 Juni 2003Schichtvortrag34 Anlagenbilder u Schaltschrank Feld 1: Leistungsschalter; FU 2A1Feld 2: FUs 2A2, 2A3 und 2A4 Feld 3: SPS; OP

36 Juni 2003Schichtvortrag35 Anlagenbilder u Kompressorhalle Blick in die Kompressorhalle

37 Juni 2003Schichtvortrag36 Anlagenbilder u Komponenten im Kühlturmkreis Kugelventile; LeitfähigkeitsmessungKomponenten im Außenbereich

38 Juni 2003Schichtvortrag37 Anlagenbilder u Kühlturmkreis-Komponenten KühlturmpumpenKühltürme

39 Juni 2003Schichtvortrag38 Zuständige Personen u


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