Молька В. Три Э в отоплении промышленных зданий

Подождите немного. Документ загружается.

VII.3.1.1. Основное назначение.

СУ MULTI-RAD позволяет программное управление 4-мя независимыми

силовыми выходами, которым приделяется один сферический датчик внутренней

температуры. С помощью этих 4-х силовых выходов можно управлять 4-мя зонами

отопления. Под зоной понимаем группу излучателей, которые управляются синхронно.

Основные режимы, в которых может находиться каждая зона, АВТОМАТИЧЕСКИЙ и

РУЧНОЙ.

В АВТОМАТИЧЕСКОМ режиме требуемая температура в каждой зоне

генерируется согласно графикам отопления, которые закрепляются за отдельными

днями недели. Под графиком отопления понимаем таблицу интервалов времени и

значений температур, которая покрывает 24 часа. СУ MULTI-RAD может хранить в

памяти максимум 16 различных графиков отопления. В СУ запрограммированы

графики отопления, так называемых системных дней, которыми являются рабочие

календарные дни (По-Вс) и три, так называемые, несистемные (праздничные) дни.

Несистемные дни представляют собой любой день отопительного сезона, когда

отопление отличается от системного дня – например, дни государственных праздников.

В УС возможно установить на весь год эти дни заранее (с помощью функции kalendár)

и закрепить за ними соответствующие графики отопления. Эта функция очень важна с

точки зрения экономного потребления тепла. Если у аналоговой СУ,

программируемой на неделю мы забудем перепрограммировать режим отопления на

праздничный день, то будет неэкономно расходоваться газ. В этом одно из различий

микропроцессорной специализированной системы управления MULTI-RAD и

универсальных СУ.

На передней панеле находятся 4 кнопки, предназначенные для переключения

зоны в РУЧНОЙ режим. После нажатия на кнопку, соответствующая зона на

определенное время переходит в режим отопления, в котором температура

запрограммирована для ручного режима (например, 30 мин. поддерживается

температура +20ºC). После окончания времени, отведенного для ручного режима, зона

снова управляется в автоматическом режиме, согласно соответствующего

установленного графика отопления. Данный режим необходим в тех случаях, когда

есть потребность на некоторое время продлить срок пребывания людей в помещении

вне смены.

VII.3.1.2. Особые функции MULTI-RAD.

Следующим режимом, в котором зона может находиться, является режим

«Блокировка». Для каждой зоны можно настроить значение внешней температуры, при

котором зона перестает отапливать - работа зоны будет остановлена. Отопление в зоне

включится только тогда, когда внешняя температура понизится ниже величины

запрограммированной температуры (температура блокировки отопления, заданной в

программе минус значение заданного гистерезиса). Этот режим предназначен для

уменьшения лишних расходов при высоких внешних температурах, которые бывают

во время отопительного периода (переходные времена года осень-зима, зима-весна).

Maксимальная

внешняя температура

Гистерезис внешней температуры

Зона в режиме «Блокировка»

Изменение внешней температуры

Время

Рис.50. Режим «Блокировка».

СУ позволяет запрограммировать верхний и нижний гистерезис (допуск)

требуемой внутренней температуры. Верхняя граница допуска - это температура

выключения отопления, а нижняя – это температура включения отопления. Допуски

можно устанавливать с точностью до 0,1ºС. Это значит, что отопительная система

реагирует не на одну конкретную требуемую температуру, а на интервал между двумя

значениями температуры. При правильной установке данного интервала температур

получаем комфортные условия в рабочей зоне и оптимальное количество рабочих

циклов излучателей, чем продливается срок службы самих излучающих устройств.

Рис.51. Отопление с учетом гистерезиса температуры.

Чтобы препятствовать излишне частому включению - выключению зоны в

кратких интервалах, что влияет на общий срок эксплуатации излучателей, в СУ

настраиваются два защитных периода времени. Защита по времени включения

излучателей представаляет собой время, в продолжение которого после выключения

зоны, зона не может быть включена. Защита по времени выключения зоны

представляет собой время, на протяжении которого, после включения излучатели зоны

не могут быть выключены.

Рис. 52. Защита по времени вкл/выкл.

В случае наличия функции контроля работоспособности излучателей в зоне (для

излучателей, оборудованных специальной электроникой, например излучателей

ADRIAN RAD тип «Е»), возможно определить количество излучателей, находящихся в

нерабочем состоянии. Максимально оцениваемое количество излучателей для одной

зоны, которые могут быть неисправны, 16 шт. Регистрировать большее количество

неисправных излучателей нет смысла, потому что и меньшее количество является

достаточным поводом для вызова сервисной организации. СУ при получении

информации о неисправности излучателя (излучателей), сделает попытку его

повторного запуска. Количество повторных попыток запуска программируется вводом

значения соответствующего параметра. Причиной неуспешного запуска газовых

инфраизлучателей может быть, например, воздушная пробка в подаваемом газе.

Внутренняя электроника излучателя сделает одну попытку повторного запуска. СУ

Требуемая температура

Верхний гистерезис

Нижний гистерезис

Температура во внутреннем пространстве

Время

Защита по времени включения

Защита по времени выключения

после получения информации о неуспешном повторном запуске установит режим

такого количества повторных стартов, которое предварительно задано в

соответствующем параметре. При режиме повторных запусков соблюдается защита по

времени включения излучателей.

Простым подключением 4-х цифровых входов (контакт вкл/выкл) СУ

сигнализирует состояние, например, 4-х дверных контактов. Энергетик будет

информирован, какие ворота открыты и т.д.

Если пользователю необходимо изменить параметры отопительной системы, он

должен задать свое имя и пароль доступа. Каждый пользователь в зависимости от

уровня пароля может выполнять различные операции. Операции распределены на семь

категорий, из которых распорядитель паролей (лицо ответственное за изменение

паролей) может выбрать категорию операций для каждого пользователя. Шесть

категории операций описаны в табл.13. Седьмая категория «Суперадминистратор»

позволяет выполнение всех операций закрепленных за остальными 6-ю категориями,

описанными в таблице. В памяти регистрируется когда и кто работал с программой, а

также с какими частями программы проводилась работа. Это позволяет осуществлять

контроль операций выполняемых с управляющей системой. Контроль паролей

обслуживающего персонала позволяет защищать графики отопления от

несанкционированного вмешательства.

Категория Операции

Prepínanie režimu zóny

(Переключение режима зоны)

Переключение режима зоны с «Автоматического» в

«Ручной» и наоборот.

Parametre vykurovania

(Параметры системы)

Настройка и закрепление временных графиков

отопления за системными днями. Настройка функции

«Kalendár» («Календарь»).

Blokovanie RS

(Блокировка СУ)

Блокирование СУ.

Optimalizácia RS

(Оптимизация СУ)

Включение и выключение режима «Оптимизация».

Konfigurácia

(Конфигурация)

Изменение системных параметров (Настройка входа

для датчика внешней температуры, настройка

гистерезиса и т.д.).

Heslový systém

(Система паролей)

Конфигурация системы паролей.

Табл. 13. Категории операций для СУ MULTI- RAD.

VII.3.1.3. Включение нескольких СУ MULTI-RAD в сеть.

Взаимным подключением нескольких СУ образуется сеть коммуникации. В сеть

можно соединить 30 СУ MULTI-RAD. Это дает возможность управлять 120 зонами и

неограниченным количеством излучателей. Из любой отдельно взятой СУ можно

контролировать и изменять параметры другой СУ. Поэтому СУ MULTI-RAD

выпускается двух типов, а именно с дисплеем и без него. СУ без дисплея

предназначена для работы в сети и позволяет менять только режимы

АВТОМАТИЧЕСКИЙ на РУЧНОЙ и наоборот. В сети достаточно одного датчика

внешней температуры, показания которого доступны всем СУ находящимся в сети.

Клемы входов для подключения внешнего датчика температуры остальных СУ

находящихся в сети можно использовать для подключения устройств считывания

других величин, например, датчики СО, утечки газа и т.д.

VII.3.1.4. Работа с программой «Диспетчерский пульт».

Диспетчерское рабочее место - это программное обеспечение, предназначенное

для визуализации актуального состояния, управления и диагностики отопительной

системы. Программа обеспечивает хранение и графическую обработку измеренных

величин. Подключением сети СУ к диспетчерскому пульту возможно в полной мере

воспользоваться всеми преимуществами мониторинга, управления и диагностики

отопительной системы с последующей оптимизацией отопительных режимов.

Режим зоны «ОПТИМИЗАЦИЯ» применим только при наличии программы

«Диспетчерский пульт» и предназначен для установки точного времени перехода в

другой режим отопления с целью соответствия реальных и требуемых температур во

всем запрограммированном интервале времени режима отопления. Для этих целей

имеется таблица зависимости времени, необходимого для поднятия температуры на

1ºС от внешних температурных условий. В автоматическом режиме начало изменения

режима отопления устанавливается с опережением, чтобы в начале смены уже была

достигнута требуемая температура. Оптимизацией времени растопки начало отопления

устанавливается в зависимости от внешней температуры, и необходимая температура

будет получена в строго установленное время. Оптимизацией времени растопки мы

получаем экономию топлива и соблюдение температуры, т.к. выход в заданный режим

с опережением или запаздыванием нежелателен.

Для архивации измеренных величин достаточно, чтобы сеть была подключена к

«Диспетчерскому пульту» примерно 1 час в сутки. Все остальное время каждая

отдельная СУ MULTI-RAD хранит информацию в собственной памяти. Данные из СУ

передаются в «Диспетчерский пульт» автоматически без вмешательства пользователя.

Информация из «Диспетчерского пульта» может распечатываться в виде таблиц или

графиков.

Технические требования для программы «Диспетчерский пульт»:

• Персональный компьютер с последовательным портом (СОМ);

• Операционная система WINDOWS 95/98.

Резюме:

СУ MULTI-RAD предназначена для управления отопительной системой,

которая может состоять из разных устройств (газовых излучателей, тепловоздушных

газовых агрегатов, дестратификаторов и другого оборудования), которые в зависимости

от потребности распределены на зоны. Вся система при этом может управляться из

одного места прямо из СУ, или из персонального компьютера, находящегося в

административном помещении.

Правильной настройкой системы получим:

• снижение расходов на отопление при соблюдении температурного

комфорта;

• экономию ресурса отопительных устройств;

• комфортные условия в помещении;

• автоматизированную обработку данных отопительного сезона.

VII.3.2. «IQ» система управления. Характеристика СУ.

IV.3.2.1. Введение.

Помещения большого обьёма, какими, например, являются производственные

помещения разного назначения и конструктивных особенностей, потребляют большие

количества различных видов энергии. Среди этих видов энергии доминирует поставка

тепла, к которой предъявляются требования максимальной экономности, максимальной

комфортности, обеспечения санитарно-гигиенических требований и выполнения

основных климатических условий для персонала находящегося в помещениях.

Стандартным решением уменьшения количества потребляемой тепловой энергии

бывает отказ от традиционных конвективных отопительных систем и их замена на

более эффективные системы, например, децентрализация поставок тепла и отопление

инфраизлучателями или же тепловоздушными газовыми агрегатами - обогревателями

прямого обогрева. Сами по себе эти устройства самостоятельно позволяют достигать

высокой тепловой эффективности. Дальнейшее же повышение эффективности

потребления энергии возможно получить лишь оптимизацией температурного

режима, с учётом многих факторов, влияющих на процесс отопления, или

оптимизацией управления всеми устройствами, которые участвуют в выработке

микроклиматических условий объекта и условий безопасной жизнедеятельности,

например, рекуператоры тёплого воздуха, вентиляционные устройства для обмена

воздуха, дверные тепловоздушные завесы, дестратификаторы или сервосистемы

пассивного проветривания через форточки крышных фонарей, системы мониторинга

вредных веществ, системы мониторинга и тушения пожаров и т.д. Т.е. нельзя забывать

о необходимости управлять устройствами, которые прямо не участвуют в выработке и

сохранении тепловой энергии, но с точки зрения безопасности и мониторинга качества

воздуха являются необходимыми, например, датчики утечки природного газа, датчики

концентрации СО, NO

, легковоспламеняющихся и иных, вредных для здоровья

веществ.

Уже приведённые примеры показывают, что дальнейшие резервы экономии

тепловой и электрической энергии можно получить только обеспечив взаимную

согласованную работу всех устройств, принимающих участие в создании

климатических условий и безопасности отапливаемого помещения.

Несмотря на явную экономию энергии, которая получается при комплексном

управлении вышеперечисленными процессами, конкретные решения отдельных

составных блоков и взаимосвязь между ними в системе управления бывают довольно

сложными и дорогостоящими.

Другой проблемой является большая вариабильность характеристик и

требований производственных помещений, когда различные части отапливаемых

пространств требуют различных типов решения, различных устройств мониторинга и

управления микроклиматом, различных степеней мониторинга и управления

безопасностью. Поэтому, в случае отсутствия на рынке экономически доступных

комплексных решений по управлению отоплением, климатическими условиями и

безопасностью, внимание уделяется только той части, которая приносит самую

большую эффективность - отоплению. К сожалению, такое решение, в случае

последующей необходимости изменить что-либо (изменить климатические условия,

соблюдать санитарно-гигиенические требования или же безопасность эксплуатации) в

будущем, делает исходную систему отопления несовместимой с новыми требованиями

и требует дополнительных, обычно немалых инвестиционных расходов.

АО «ADRIAN» предлагает оригинальное экономически выгодное комплексное

решение - распределённую систему управления микроклиматическими условиями в

помещениях, которая отвечает как за наиболее эффективное управление процессом

отопления, так и за мониторинг и управление безопасностью эксплуатации самой

системы, качество микроклимата в помещениях, соответствие санитарно-

гигиеническим требованиям. Причём, не важно когда и в каком объёме это решение

будет реализовано. Поскольку система является открытой, её возможно дополнять

любым оборудованием, обеспечивающим выполнения требований предъявляемых к

помещению. Это может быть как уже имеющееся сегодня оборудование, так и те

устройства, которые возможно появятся в будущем. Для этого соответствующую

аппаратуру необходимо снабдить модулем «IQ».

Комплексная распределённая управляющая система микроклиматом помещений

большого объёма состоит из различных элементов, которые имеют общие свойства:

- собственное микропроцессорное управление;

- заданное программное обепечение;

- произвольно установленный, но единый протокол коммуникации;

- общую, гальванически отделённую, сеть коммуникации;

- память для операционной системы.

Полностью удовлетворяют этим требованиям устройства с собственным интеллектом,

способные анализировать множество факторов, принимать оптимальные решения и

имеющие необходимые свойства - назовём их IQ устройствами. Для комплексных

отопительных систем таковыми являются:

• IQ инфракрасные излучатели;

• IQ дестратификаторы;

• IQ рекуператоры;

• IQ тепловоздушные агрегаты прямого обогрева;

• IQ датчики : температуры, утечки природного газа, концентрации CO,

и т.д.;

• IQ пожарные датчики и их исполнительные элементы;

• IQ управление пассивного проветривания.

Встроенное в IQ модулях процессорное устройство выполняет две функции.

Одна из них представляет внутреннее управление самого отопительного устройства,

вторая – обеспечивает сопряжение этого устройства со средой, т.е. обеспечивает

функциональные отзывы на специфические команды и передача сообщения о своем

состоянии. Каждое IQ устройство становится отдельно ответственным за анализ

команд, их последующее выполнение и передачу информации о состоянии в общую

сеть коммуникаций. Очень хорошим примером является поведение IQ излучателя.

Процессорное устройство отопительного оборудования – PU (Procesor Unit):

• управляет излучателями и производит мониторинг всех их рабочих

состояний, мониторинг качества сжигания газа и его оптимизацию,

контроль разницы давления в камере вентилятора и горелки;

• определяет и оценивает возможные состояния и ошибки;

• передаёт информацию о состоянии в общую сеть данных;

• в операционную память записывает и хранит в ней режим отопления,

а также согласно актуальному режиму производит управление

отоплением;

• анализирует сигналы состояния остальных IQ устройств и согласно

этим сигналам выполняет необходимые действия в соответствии с

заданной программой. Простой пример: согласно информации,

полученной из общей шины данных, реагирует включением или

выключением излучателя на значение показаний температурного

датчика определённой зоны отопления.

Таким же способом ведут себя и другие любые IQ устройства.

Использованная философия управления имеет следующие достоинства:

- отсутствует традиционная система управления. IQ устройства включают в

себя сегменты управления, единственной общей частью является общая

шина коммуникации;

- низкие инвестиционные расходы. Встроенный микропроцессорный модуль

незначительно повышает цену устройств, примерно на 5-7%, причём

выразительно упрощает и значительно удешевляет монтаж электрических

сетей при одновременном увеличении полезной стоимости системы;

- расширяемость системы. Функциональные возможности и память

распределённой СУ увеличивается с подключением любого нового «IQ»

устройства к шине данных. Другими словами, с добавлением каждого

нового IQ устройства увеличиваются возможности системы управления

пропорционально увеличению объема памяти и возможностей

исполнительной программы. Такая архитектура СУ делает возможности и

размер её памяти практически не ограничеными. В базисной версии к сети

данных возможно подключить 1792 «IQ» устройств;

- высокая надёжность. Отдельные IQ устройства работают с оптически

отделёнными сигналами данных, поэтому неисправности на одном из IQ

устройств не влияют на работу других IQ устройств;

- вариабильность. Части программного обеспечения записаны в отдельных IQ

устройствах. Их легко можно изменять и приспособливать различным

требованиям;

- мониторинг и запись состояний. Подключением сканирующего компьютера

можно обрабатывать и записывать все состояния IQ устройств с помощью

устройств отдалённого доступа (GSM модем, WAP, Internet) и

вспомогательных тестирующих программ можно достигнуть очень

эффективного анализа работы системы. Отдалённый доступ к системе также

облегчает и ускоряет выполнение сервиса IQ усройств.

Из экономически важных аспектов необходимо отметить, что применение IQ

принципов в усройствах:

- увеличивает эффективность процесса отопления как такового (до 10%) по

сравнению с системами использующими традиционные (в т.ч. и

микропроцесссорные) системы управления. Эффективность увеличивается за

счёт:

o более эффективного использования тепла. Например применение в

системе «IQ» дестратификаторов позволяет сэкономить

дополнительно 10- 20% энергии;

o правильно организованного воздухообмена в соответствии с

технологическими и гигиеническими требованиями;

o грамотной организации отопления по рабочим местам;

- низкой стоимости устройств и их эксплуатации;

- увеличением возможностей системы и выполнением СУ других задач не

связанных непосредственно с теплом.

Распределённая система комплексного управления микроклиматом помещения,

с точки зрения потребления энергии, обеспечивает работу исполнительных устройств в

оптимальном режиме с наименьшим необходимым потреблением газа. При этом

соблюдается безопасность и безвредность рабочей среды отапливаемых помещений.

Низкие эксплуатационные затраты при эксплуатации системы вместе с доступной

стоимостью обеспечивают её быструю экономическую окупаемость и реальную

возможность финансирования объектов с помощью EPC (Energy Performance

Contracting – оплата за счёт полученной экономии).

Способ управления данными IQ устройствами и доступ к ним может

предоставлять потенциальным инвесторам дополнительную техническую гарантию,

которая вместе с низкими эксплуатационными затратами технологии образует среду

безопасного инвестирования.

Рис.53. Промышленное здание с системой управления IQ.

IV.3.2.2. Распределенная управляющая система.

Как было уже сказано выше, IQ система не имеет традиционного привычного

управляющего ядра, т.е. во всей системе управления не существует центрального

устройства управления. Общим элементом всей системы является только шина

коммуникации. Система разделена на зоны, которые образованы устройствами с

собственным модулем управления (называем их IQ устройства). Зона состоит из одного

устройства типа MASTER и не более пятнадцати устройств типа SLAVE. Устройства

типа MASTER являются базисными устройствами управления в рамках зоны на

уровне регулирования, так что каждая зона с точки зрения управления является

независимой. Модуль управления в каждом устройстве выполняет два назначения:

внутреннее управление самым устройством и управление микроклиматом помещения.

Каждое устройство в сети распознает свое состояние и в зависимости от этого

состояния выбирает режим работы.

IV.3.2.3. Включение потребителей в сеть данных MASTER- SLAVE.

Устройства типа MASTER подключаются к общей шине данных MASTER BUS.

В сеть возможно подключить 28x4х16=1792 разных устройств, которые могут быть

распределены на 112 зон. Коммуникационное сопряжение MASTER BUS реализовано

с использованием разделяющих оптоэлементов. Длина коммуникационной линии без

повторителей может достигать приблизительно 1200 м. К устройствам типа MASTER

могут быть подсоединены датчики температур ST 1 –n, или другие датчики 0-20 mA.

К одному устройству возможно подключить не более 4-х датчиков.

Для обеспечения работы в реальном времени имеется возможность подключения

расширительного модуля RTC к любому устройству MASTER. Модуль RTC

устанавливает в сети реальное время. Как правило в сети достаточно одного такого

модуля.

Устройства типа SLAVE подключаются к выходу устройств типа MASTER и

могут создавать сеть данных SLAVE. К одному устройству типа MASTER возможно

подключить 15 устройств типа SLAVE. Подключаются с помощью разъёма.

Мониторинговый компьютер (MПК) подключается как устройство типа

МASTER, и ему принадлежит один из четырёх самих высоких адресов включенных

устройств типа MASTER.

Рис. 54. Принципиальная схема включения устройств MASTER – SLAVE.

Напряжение питания всех устройств в сети отделено от управления. Питание

реализовано без учета структуры сети, так что каждое устройство может подключаться

к ближайшему распределительному щиту.

IV.3.2.4. «Диспетчерский пульт».

Диспетчерский пульт –это место для мониторинга отопительной системы. -

Предназначается для мониторинга, управления и диагностирования отопительной

системы, которая реализована на базе газовых лучистых обогревателей (ГЛО) и другой

техники соответствующего назначения.

Пользовательские программы создаются в зависимости от конфигурации

системы и по желанию пользователя. Систему устройств возможно в любой момент

расширить за счёт подключения любого нового устройства или изменить

конфигурацию системы. Потому, что система не имеет управляющей системы в

класическом понимании, изменение в системе понимается лишь как изменение

конфигурации программного обеспечения.

Для реализации «Диспетчерского пульта» можно использовать:

1. карманный компьютер PC Pocket, который подключается с помощью

инфрапорта ПК и преобразователя RS- 485 – Infra со стороны MASTER BUS;

2. обычный компьютер, который подключается с помощью портов Com 1, Com 2

(RS 232) и коммуникационного преобразователя RS 232 – RS 485.

Описание работы «Диспетчерского пульта».

Общая структура системы мониторинга сети устройств создания микроклимата,

состоящей из отопительных и иных вспомогательных устройств показана на рис.55.

Состоит из центрального управляющего компьютера и подключенных к нему

соответствующих зон для управления группами устройств.

100

Рис.55. Схема системы мониторинга.

СУ на базе компьютера позволяет управление до 1792 устройств, которые могут

быть распределены до 112 зон. Зона представляет собой группу от 1 до 16 устройств,

которые управляются синхронно. В каждой зоне, в которой находятся IQ устройства,

предназначенные для отопления и других обеспечивающих создание микроклимата

операций, считывается актуальная температура, другие параметры среды, которые

анализирует MASTER и в зависимости от которых включаются или выключаются

исполнительные устройства SLAVE. Требуемая температура генерируется

автоматически из заданных данных для конкретного дня (автоматический режим) или

представляет собой постоянное заданное значение температуры и времени, в течение

которого система поддерживает параметры температуры (ручной режим).

Работа с программой СУ выполняется очень просто с помощью мышки. Все

важные действия вызываются из главного меню или нажатием соответствующей

кнопки на главном экране (схеме), который содержит графическое отображение всех

установленных управляющих систем.

IV.3.2.5. Основные режимы работы зоны.

Автоматический режим отопления помещения.

Основой для автоматического режима отопления являются заданные параметры

отопления для конкретного дня, согласно которым генерируется необходимая

температура в зоне. В СУ записаны 10 заданных дневных режимов отопления, которые

обозначены номерами с 1 по 10. Дневной режим (ДР) представляет собой таблицу

интервалов времени и значений температур, которая покрывает 24 часа суток. ДР

может состоять не более чем из 10 интервалов. Изображение конкретного ДР показано

в табл.14. Согласно отображённого ДР, процесс отопления будет выглядеть следующим

образом :

•• с 0:00 ч по 5:59 ч будет +12°C ,

•• с 6:00 ч по 14:59 ч во время дневной смены будет + 24 °C ,

•• с 15.00 ч по 23:59 ч будет + 12°C.

Время с: Температура

00:00 12 °C

06:00 24 °C

15:00 12 °C