АСУ климатической камеры тепла и холода объемом 48 куб. м

В декабре 2019 г. на территории филиала № 1 АО “Концерн ВКО “Алмаз-Антей” – «Нижегородского завода имени 70-летия Победы» введена в эксплуатацию климатическая камера КТХ-48, входящая в состав стенда испытаний системы подводных колонных головок. Конструкция камеры и инженерные системы разработаны в соответствии с ТЗ Заказчика по индивидуальному проекту. Стенд позволяет проводить испытания оборудования системы подводной добычи углеводородов, в том числе фонтанную арматуру, систему доступа в скважину, систему подводных колонных головок и инструмент. Испытания проводятся в рамках программы импортозамещения по заказу структур РАО «Газпром». Климатическая камера предназначена для создания отрицательных и положительных температур в режиме циклических испытаний: от -50 до +150 °С, выход камеры на рабочий режим с температуры окружающей среды + 20 °С не более 2 ч.

Основные технические характеристики:

• габариты Д×Ш×В: 4 × 4 × 3 м;
• объем полезный: 48 м³;
• диапазон воспроизводимых температур: от -50 до +150 °С;
• точность поддержания температуры: ±2 °С;
• погрешность измерения: ±0,5 °С;
• масса испытуемого изделия – до 27 тонн;
• скорость воздуха в рабочем объеме: 1 м/с;
• для проведения испытаний на устойчивость при о температурах от -50 до + 0 °С разработана установка из двух компрессорно-конденсаторных блоков с каскадным циклом работы. Каскадная холодильная установка оснащена поршневыми компрессорами верхнего каскада (КВК) и поршневыми компрессорами нижнего каскада (КНК), канальными воздухоохладителями;
• для проведения испытаний на устойчивость при температурах от +0 до + 150 °С разработана вентустановка с электрическим калорифером и воздушными заслонками охладителя.

Цель работы

Создание единой автоматизированной системы управления оборудованием и системами климатической камеры в составе:

• компрессорно-конденсаторная каскадная холодильная машина;
• система нагрева и охлаждения температуры воздуха в рабочем объеме;
• система подъема крыши камеры;
• система газоанализа концентрации кислорода в рабочем объеме камеры;
• система термостатирования кожухов видеокамер и подогрева линз видеонаблюдения;
• система анализа температуры изделия;
• обмен данными с системой пневмогидравлических испытаний.

Система управления разработна на базе оборудования ОВЕН:

• сенсорный панельный контроллер СПК110;
• программируемое реле ПР200;
• модули ввода-вывода МУ110-6У, МУ110-8К, МУ110-8И, МУ110-32Р, МВ110-32ДН, МB110-8А;
• твердотельные реле KIPPRIBOR;
• датчики давления ПД100И;
• датчики температуры ДТС.

Система управления выполняет следующие функции:

Для поддержания температуры воздуха в объеме камеры с заданной точностью и стабильной работы, регулируются следующие параметры:

• давление конденсации и всасывания КВК;
• температура перегрева фреона на выходе из испарителя КВК;
• давление конденсации и всасывания КНК;
• температура на линии всасывания и нагнетания КНК;
• температура перегрева фреона на выходе из испарителя КНК;
• подводимая мощность к электронагревателям калорифера;
• температура в рабочем объеме камеры.

Для защиты оборудования по предупредительным и аварийным пределам контролируются следующие параметры:

• статус состояния всех датчиков (температуры, давления);
• температура и давление на линии нагнетания компрессоров;
• давление на линии всасывания компрессоров;
• сигналы от защитного термостата электронагревателей;
• сигналы газоанализатора концентрации кислорода в рабочем объеме камеры;
• сигналы системы пневмогидравлических испытаний;
• превышение тока лебедочных устройств подъёма дверей-крыши.

Особенности проекта

Реализована проверочная «симуляция», позволяющая имитировать работу системы, проверять и настраивать функционал всех регуляторов и алгоритмов в среде CODESYS V3.5. Симуляция ускоряет отладку оборудования для исключения ошибок при пусконаладочных работах, а также предоставляет возможность службе эксплуатации отследить логику работы исполнительных механизмов на персональном компьютере, при этом не запуская в работу испытательную камеру;

Щит системы управления входит в состав автоматизированного комплекса станции пневмогидравлических испытаний. Прием и передача данных происходит по аналоговому и дискретному интерфейсу, что позволяет производить сложные пневмогидравлические испытания давлением до 110 МПа при изменении температуры.

По результатам первичной аттестации по ГОСТу РВ 0008-002-2013 климатическая камера КТХ-48 признана годной для применения испытаний оборонной продукции на воздействие температуры от -50 до +150 °С.