|
Energetyka to jeden z najważniejszych sektorów gospodarki, który bezpośrednio oddziałuje na rozwój społeczno-ekonomiczny krajów w tym także członkowskich UE. Wprowadzanie nowoczesnych technologii energetycznych ma na celu ograniczenie energochłonności produkcji i ograniczenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Szczególnie w obecnej sytuacji kiedy na światowym rynku energii rośnie deficyt surowców energetycznych.
Ryzyko uzależnienia się krajów UE od dostaw surowców energetycznych generuje działania, w wyniku których wdraża się najnowocześniejsze techniki i technologie racjonalizujące zużycie energii. Powoduje to między innymi dynamiczny rozwój w szeroko pojętej automatyce przemysłowej oraz w systemach pomiarowych. Z drugiej zaś strony, istotnym czynnikiem wzrostu konkurencyjności i rozwoju sektorów gospodarki, w tym energetyki jest szeroko pojęta działalność sfery naukowo-badawczej, dzięki której możliwe jest rozwiązanie bieżących problemów, jak również prowadzenie badań wyprzedzających. Pozwala to na wdrażanie nowych technologii ukierunkowanych na ochronę środowiska mających bezpośrednie i pośrednie powiązanie z produkcją ciepła i energii elektrycznej.
Automatyka przemysłowa podlega ciągłym zmianom. Innowacyjne wdrożenia nowych rozwiązań technologii sieciowych pozwoliło na przejście od systemów centralnych do systemów rozproszonych. Obecne potrzeby ukierunkowują automatykę na pełną integrację systemu, w szczególności na rozwój rozwiązań i profili aplikacyjnych, gdzie automatyka przemysłowa łączy się z automatyką procesową. Towarzyszący temu rozwój technologii informatycznych IT, bezpośrednio oddziałuję na rozwój automatyki. Systemy sieciowe adaptują technologie IT dzięki temu automatyka integruje się z systemami zarządzania zakładem, powodując tym samym rozwój nowych trendów dla systemów obsługi i zarządzania.
Wdrażanie innowacyjnych aplikacji i technologii w energetyce jest możliwe dzięki wykorzystywaniu najnowszych rozwiązań sprzętowych i programowych urządzeń i systemów automatyki, które poprzedzono wieloletnimi cyklami badawczymi, prowadzonymi w ośrodkach badawczo-rozwojowych i naukowych. Takie poczynania wymuszają budowę nowych i rozwój szerokiej gamy istniejących specjalistycznych laboratoriów badawczych, które zasadniczo ułatwiają tworzenie i testowane nowych opracowań konstrukcyjnych, metodologicznych i technik pomiarowych stosowanych w szeroko pojętej energetyce.
Wydaje się, że zacieśnianie współpracy pomiędzy producentami, a sferą naukowo-badawczą może znacząco stymulować ożywienie na polskim rynku pomiarów i automatyki przemysłowej, jak również innych sektorów gospodarki
1. Laboratorium automatyki i pomiarów w procesach energetycznych
W oparciu o obecne trendy rozwoju technologicznego w automatyce w Zakładzie Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych opracowano i wdrożono zautomatyzowany laboratoryjny system pomiarowy, który umożliwia prowadzenie badań naukowych i dydaktyki w dziedzinie pomiarów i automatyki w procesach energetycznych.
W skład systemu wchodzą specjalistyczne stanowiska badawcze, takie jak: układ do badania i wzorcowania przepływomierzy wody i układ do pomiaru i sądowania przepływu gazu w rurociągu , które pozwalają na prowadzanie badań rozwojowych nowych technik pomiaru strumienia cieczy i gazu, miedzy innymi przy wsparciu numerycznego modelowania zjawisk przepływu w rurociągach. Obecnie prowadzone prace dotyczą:
- badania wpływu elementów instalacji na dokładność pomiaru strumienia gazu dla nowych konstrukcji rurek uśredniających;
- metody wzorcowania przetworników przepływu w rurociągach zmodyfikowaną metodą wagową realizowaną automatycznie sposobem ważenia dynamicznego z bezpośrednim zasilaniem pompowym, przystosowaną do strumieni masy wody ok. 200 kg/s;
- optymalizacji procesów sterowania systemów pomiarowych realizowanych na bazie sterowników programowalnych PLC.
Celem prowadzonych zajęć dydaktycznych w laboratorium jest praktyczne zapoznanie się studentów z zasadami działania przemysłowych układów pomiarowych, elementów i układów automatyki: pneumatycznej, hydraulicznej, elektrycznej na obiekcie z wykorzystaniem możliwe jak najnowszych technologii automatyki przemysłowej.
Istotnym elementem systemu laboratoryjnego jest siłownia o pełnej zdolności do produkcji energii elektrycznej dla sieci energetycznej (kocioł gazowy, turbina parowa, turbina gazowa, generator elektryczny) o mocy elektrycznej 0,65 MW na bazie, której stworzono do celów dydaktycznych, automatyczny układ do pomiaru i monitoringu pracy kotła energetycznego . Ponadto laboratorium posiada stanowiska dydaktyczne przemysłowych sterowników programowalnych . Komponenty stanowisk badawczych i dydaktycznych połączone są siecią Profibus, natomiast całość systemu laboratoryjnego w warstwie fizycznej połączona jest siecią Ethernet. W systemie zastosowano także komunikację bezprzewodową.
Struktura laboratoryjnego systemu pomiarowego umożliwia testowanie aplikacji z wykorzystaniem komunikacji sieciowej Ethernet poprzez łączenie stanowisk badawczych i dydaktycznych w zależności od rodzaju i typu testowanej aplikacji. Stanowiska Laboratorium zostały zaprojektowane i wykonane przez pracowników Zakładu, które pozwalają na prowadzenie zajęć z zakresu:
- monitoringu i analizy parametrów pracy kotła energetycznego on-line,
- parametryzacji przemienników częstotliwości,
- programowania sterowników programowalnych PLC,
- programowania i wizualizacji dla układów automatyki i systemów pomiarowych,
- układów regulacji,
- tworzenia i parametryzacji komunikacji sieciowej Profibus PA/DP,
- testowania aplikacji z wykorzystaniem sieci Ethernet.
Janusz Kotowicz, Grzegorz Wiciak, Daniel Węcel
Całą treść artykułu znajdą Państwo w listopadowym numerze Napędów i Sterowania. Zachęcamy do lektury.
|
