Jak wykonać automatyzację systemu ogrzewania towarzyszącego? Case study z modernizacji

System wieloobiegowego ogrzewania rurociągów i ryzyko zamarzania medium – wyzwanie klienta

Nasz klient, będący bohaterem niniejszego case study, specjalizuje się w produkcji systemów heat tracing oraz rozwiązań chroniących instalacje przed wysadzinami mrozowymi. Mechanizmy te są wykorzystywane m.in. do utrzymywania temperatury medium procesowego, ochrony przed zamarzaniem rur oraz zabezpieczenia instalacji przemysłowych przed skutkami niskich temperatur.

Do utrzymywania temperatury medium najczęściej stosuje się rozwiązania takie jak elektryczne kable grzewcze oraz ogrzewanie parowe.

Projekt dotyczył instalacji u końcowego odbiorcy z branży chemicznej, gdzie medium było transportowane wieloma liniami rurociągów. Istniało duże ryzyko spadku temperatury i zamarznięcia medium podczas postoju instalacji lub pracy w warunkach niskiej temperatury otoczenia. Mogło to, naturalnie, prowadzić do blokowania przepływu, przestojów produkcyjnych, a nawet uszkodzenia całej instalacji.

Klientowi potrzebne było więc rozwiązanie umożliwiające centralne sterowanie ogrzewaniem towarzyszącym dla wielu obiegów jednocześnie. Dotychczasowe podejście oparte na pojedynczych regulatorach dla każdej linii wiązało się z wysokimi kosztami sprzętowymi, rozbudowanym okablowaniem i większym nakładem pracy inżynierskiej. Problemem była również ograniczona skalowalność systemu oraz utrudniony monitoring temperatur i alarmów.

Kluczowe wymagania klienta obejmowały:

• skuteczne zapobieganie zamarzaniu medium w rurociągach,

• obsługę wielu niezależnych obiegów grzewczych,

• prostą wizualizację temperatur i alarmów,

• optymalizację kosztów ogrzewania bez pogorszenia niezawodności systemu.

Centralne sterowanie ogrzewaniem towarzyszącym z wykorzystaniem JUMO variTRON – nasze rozwiązanie

Celem odpowiedzi na potrzebę klienta zaczęliśmy projektować modułowy system automatyki. Opierał się on na centralnej jednostce JUMO variTRON 500 touch oraz modułach regulatorów i komunikacji. Zamiast wielu niezależnych urządzeń klient otrzymał jeden spójny system do sterowania i monitorowania ogrzewania rurociągów.

Centralnym elementem rozwiązania została jednostka JUMO variTRON 500 touch. Urządzenie łączy funkcję sterownika PLC i panelu HMI, odpowiadając za konfigurację systemu, wizualizację procesu oraz zarządzanie wszystkimi obiegami grzewczymi. Dzięki ekranowi dotykowemu operator może na bieżąco monitorować wzrosty i straty temperatury, alarmy oraz status poszczególnych linii. System wspiera również przemysłowe protokoły komunikacyjne, takie jak Modbus TCP/RTU, PROFINET czy OPC UA, co ułatwia integrację z istniejącą już infrastrukturą.

Za regulację temperatury odpowiadały moduły wielokanałowych regulatorów. Każdy moduł obsługuje do czterech niezależnych kanałów PID, umożliwiając precyzyjną regulację temperatury dla wielu obiegów jednocześnie.

Rozwiązanie zapewnia:

• niezależne sterowanie każdą linią grzewczą,

• monitoring wartości granicznych i alarmów,

• wykrywanie błędów czujników,

• automatyczne reakcje bezpieczeństwa, np. wyłączenie grzania przy przegrzaniu.

Istotną zaletą było również autonomiczne działanie modułów regulatorów. Nawet w przypadku problemów z jednostką centralną moduły mogą pracować niezależnie, utrzymując stabilność procesu ogrzewania. W aplikacjach związanych z ochroną przed zamarzaniem w rurociągach ma to szczególne znaczenie z punktu widzenia bezpieczeństwa instalacji.

Komunikację pomiędzy komponentami zapewniły moduły routera do systemu automatyki JUMO variTRON, umożliwiające budowę rozproszonej architektury systemu i łatwą rozbudowę o kolejne moduły. Dzięki temu system można było dopasować do istniejącej infrastruktury bez konieczności przebudowy całej instalacji.

Precyzyjna kontrola temperatury medium i większa stabilność systemów grzewczych – korzyści klienta

Modernizacja technologii zarządzającej systemem ogrzewania towarzyszącego pozwoliła znacząco uprościć architekturę instalacji i poprawić stabilność procesów cieplnych. Centralne zarządzanie wszystkimi obiegami umożliwiło skuteczniejsze utrzymanie temperatury medium w rurociągach oraz szybszą reakcję na wahania.

W porównaniu z wcześniejszym rozwiązaniem opartym na regulatorach jednokanałowych klient ograniczył liczbę urządzeń i ilość okablowania, co przełożyło się na mniejsze koszty wdrożenia oraz uproszczenie prac inżynierskich. Dzięki modułowej budowie system stał się również łatwiejszy do rozbudowy. Od razu po uruchomieniu klient wyraził chęć projektowania systemów ogrzewania satelitarnego na większą skalę.

Odpowiednio opracowana automatyka ogrzewania towarzyszącego zapewnia niezawodność procesu, ogranicza koszty eksploatacji i upraszcza dalszą rozbudowę instalacji. Jeśli planujesz modernizację istniejącego systemu lub projekt nowej aplikacji, skontaktuj się z nami! Nasza załoga pomoże Ci w doborze odpowiedniej architektury rozwiązania.

O autorze

Mam na imię Michał, a moją codziennością od kilku lat są pisanie i content marketing. Tworzę treści zarówno zawodowo, jak i hobbystycznie – przelewanie słów na papier (lub ekran) i nagrywanie podcastów sprawia mi wielką satysfakcję. Prywatnie miłośnik sportu, spacerów, książek i krzyżówek.