Функциональный анализ работы системы автоматизации

Автоматизация теплового пункта обеспечивает поддержание заданных параметров температуры и давления теплоносителя в системах теплопотребления.

Функциональный анализ работы системы автоматизации на базе

Индивидуальный тепловой пункт

• теплоснабжение систем вентиляции и тепловых завес;
• теплоснабжение фанкойлов;
• горячее водоснабжение;
• центральное отопление;
• отопление полов.

Режим работы систем автоматизации - постоянный в течение года за исключением периодов плановых регламентов и вынужденных ремонтных работ. При необходимости системы могут быть остановлены и вновь запущены со щита автоматики, переносного пульта контролера или центрального диспетчерского поста. Для выполнения регламентных и ремонтных работ на силовом щите предусмотрены переключатели выбора режима работы насосов и клапанов подпитки, положение регулирующих клапанов изменяется ручным приводом при отключенном питание 24В. Каждая автоматизированная технологическая система теплового пункта включается и работает независимо друг от друга. Узлы регулирования температуры работают при наличии сигнала от датчика- реле перепада давления на соответствующих насосах.

Циркуляционные насосы.

Насосы систем теплового пункта работают по дуплексному принципу один рабочий второй резервный. Переключение с одного насоса на другой происходит один раз в сутки в 10 часов утра, либо по аварии или команде оператора. Режим работы насосов определяется по состоянию переключателей на силовом щите или выбирается оператором:

• 0 – насосы не работают оба переключателя находятся не в положении «Авто»
• 1 – работает 1-й насос переключатель 1-го насоса в положении «Авто»
• 2 – работает 2-й насос переключатель 2-го насоса в «Авто»
• 3 – дуплексный режим оба переключателя находятся в «Авто»

Разрешением на работу насосов вентиляции и ВТЗ;

фанкойлов;

ГВС;

центрального отопления;

отопления полов является перевод соответствующей стартовой точки в состояние включено On, для насосов подпитки – открытие одного или более клапана подпитки

Система теплоснабжения вентиляции, отопления полов, фанкойлов и ВТЗ.

Автоматизация системы теплоснабжения систем вентиляции и тепловых завес предусматривает поддержание заданного значения температуры и давления воды в контуре, управление и контроль состояния циркуляционных насосов, контроль и сигнализацию параметров, состояний и аварийных ситуаций системы в целом.

Для обеспечения поддержания заданных параметров и контроля система теплоснабжения вентиляции, фанкойлов, отопления и тепловых завес оборудована:

• датчиком температуры подающей воды;
• датчиком температуры обратной воды;
• датчиком давления обратной воды;
• датчиком-реле перепада давления на циркуляционных насосах;
• регулирующим клапаном

Температура в прямом трубопроводе, поддерживается регулирующим клапаном, изменяющим количество подающей городской воды в теплообменник системы по пропорционально-интегральному закону регулирования. Уставка температуры подающей воды в контур X вычисляется по графику в зависимости от температуры наружного воздуха. Так же имеется возможность смещать график и изменять его наклон, с помощью коэффициентов К и В.

Давление в контуре теплоснабжения вентиляции и тепловых завес контролируется аналоговым датчиком, расположенным на обратном трубопроводе. При давлении в контуре ниже установленного значения открывается соленоидный клапан подпитки. Закрытие клапана происходит при давлении Рзад. + 0,5 бар или через 10 минут по аварии.

Система горячего водоснабжения.

Cистема ГВС оборудована:

• датчиком температуры подачи в систему горячего водоснабжения;
• датчиком перепада на насосах;
• регулирующим клапаном.

Уставка температуры подающей воды фиксирована на уровне 55°С может задаваться оператором. Так же имеется возможность изменять уставку автоматически по времени, пример: ночное снижение температуры ГВС. 

Аварийные ситуации систем.

«Авария циркуляционного насоса по статусу магнитного пускателя» - генерируются контроллером, если в течение 10 секунд после подачи команды на запуск насоса или в процессе его работы, отсутствует ответ от магнитного пускателя. Снимается команда на запуск насоса, включается резервный насос

«Авария циркуляционного насоса по датчику-реле перепада давления» - если в течение 30 секунд после подачи команды на запуск насоса или в процессе его работы, отсутствует ответ от датчика-реле перепада давления. Снимается команда на запуск насоса, включается резервный насос.

«Авария подпитки» - в течение 10 минут после команды на открытие клапана давление в системе не поднимается до установленного значения. Снимается команда на открытие клапана.

Все аварийные ситуации применимы для каждой системы ИТП при условии, что переключатели выбора режима работы находятся в положении «Авто», возможность запуска оборудования находящегося в аварии блокируется до выявления причин и выполнения операции «сброс аварии».

Точки данных.

Основой системы автоматики является управляющий контроллер фирмы Honeywell. Технологические алгоритмы автоматизации работы систем реализованы в виде программ, загруженных в контроллер. Каждому датчику, исполнительному механизму и др. различным сигналам автоматики в программе соответствуют так называемые точки данных. Посредством входных точек данных программа получает информацию о состоянии технологического оборудования, а, изменяя значения выходных точек данных, управляет исполнительными механизмами, - такие точки относят к группе физических точек данных. Часть программы, реализующая технологические алгоритмы управления содержит псевдоточки данных, которые не связаны непосредственно с датчиками или с исполнительными механизмами автоматики, а помогают реализовать алгоритм управления, - такие точки относит к группе логических точек данных.

Физические точки подразделяют по подключению:

• Аналоговые входы. На аналоговый вход подключают устройства, которые способны изменять потенциал на своем выходе от 0 до 10 В., в зависимости от измеряемой величины (датчики температуры, давления и др. измерительные устройства);
• Аналоговые выходы. На аналоговый выход подключают устройства, которым требуется управляющий сигнал от 0 до 10 В., в зависимости от совершаемого действия, приводы клапанов, приводы регулируемых воздушных заслонок;
• Дискретные входы. На дискретные входы подключают устройства, которые сигнализируют свое состояние одно из двух возможных «сухим» контактом (термостаты, датчики-реле перепада давления, ответы магнитных пускателей, сигнал «Пожар», концевики заслонок и др.);
• Дискретные выходы. На дискретные выходы подключают устройства, которым для изменения своего состояния включить, выключить требуется управляющий контакт, электромагнитные клапаны, пускатели, трехпозиционные приводы.

Логические точки:

Псевдоаналоговые. Вспомогательные аналоговые величины, получившиеся или использованные в процессе вычисления, заданные оператором или константы, уставки на обратную воду или приточный воздух, среднечасовая температура наружного воздуха и др.

Псевдодискретные. Вспомогательные дискретные величины два возможных состояния включено и выключено, норма или авария, старт стоп и др. содержащие в себе состояния логических цепочек и целых групп логических цепочек, меняют свое состояние, следуя логики программы или задаются оператором, аварии агрегатов, разрешение на запуск систем, виртуальные переключатели и др.

Помимо псевдоточек, относящихся к одному контроллеру, существуют псевдоточки, значения, которых используются всеми контролерами (глобальные точки). Значения таких точек передаются по связывающей все контроллеры шине C - Bus .

Системы вентиляции

Системы вентиляции обеспечивают поддержание заданных параметров микроклимата в обслуживаемых помещениях и подразделяются на:

• центральные кондиционеры с водяным нагревателем и охладителем, роторным рекуператором и увлажнителем;
• приточно-вытяжные установки с водяным нагревателем;
• приточные установки с водяным нагревателем;
• приточки с электрокалорифером;
• прямоточные системы с рециркуляцией воздуха;
• вытяжные системы.

Центральные кондиционеры

Автоматизация кондиционеров служит для поддержания заданных параметров температуры и влажности приточного и вытяжного воздуха, а так же обеспечивает:

• управление приточным и вытяжным вентиляторами;
• управление заслонками наружного и вытяжного воздуха;
• насосом на теплоносителе;
• насосом на увлажнителе;
• регулирующим клапаном на теплоносителе;
• регулирующим клапаном на холодоносителе;
• рекуператором;
• контроль состояния фильтра приточного воздуха;
• фильтра вытяжного воздуха;
• воздуха за теплообменником, защита от замораживания;
• контроль температуры обратной воды теплообменника;
• температуры приточного воздуха;
• влажности приточного воздуха;
• температуры вытяжного воздуха;
• влажности вытяжного;
• температуры вытяжного воздуха за рекуператором;
• состояния электродвигателей вентиляторов, насосов по магнитному пускателю, включен и выключен;
• электродвигателей вентиляторов по датчику перепада давления;
• контроль режима управления системой, автоматический либо не автоматический.
• контроль загазованности в помещениях автостоянки.

Функционирование систем по методу управления возможно:

• в ручном режиме - включение и отключение вентиляторов, включение и отключение циркуляционного насоса, насоса оросителя, привода роторного теплообменника осуществляется путем дистанционного управления с помощью аппаратуры силового шкафа.
• в автоматическом режиме – управление всеми агрегатами вентсистемы, осуществляется автоматически контроллером по временной программе и другим алгоритмам, заложенным в логику управления системой.

Условием перевода вентсистемы в автоматический режим, является установка переключателей рода работы в положение «Автомат». При установке любого переключателя в иное положение – система находится в не автоматическом режиме.

Существует два режима работы системы, определенных климатическим сезоном - летний и зимний. Выбор режима осуществляется автоматически по усредненной температуре наружного воздуха за последний час Тн.в.<+14°С – зима, Тн.в.> +18°С – лето вручную оператором диспетчером, с ЦС либо с панели оператора

При выполнении всех условий запускается приточный, а затем вытяжной вентилятор. Заслонки наружного и выбросного воздуха, сблокированы с магнитными пускателями соответствующих вентиляторов. Они открываются одновременно с пуском вентиляторов, при выключении вентиляторов заслонки наружного и выбросного воздуха закрываются под действием пружины.

В летнем режиме клапан контура подогрева закрыт, циркуляционный насос, рекуператор и увлажнитель не работают. Поддержание температуры приточного воздуха на заданном уровне осуществляется клапаном охладителя, изменяющего подачу холодоносителя в теплообменник по пропорционально-интегральному закону регулирования.

Работа систем в зимнем режиме

Точка Season в состоянии Winter. В холодный период системой автоматики предусмотрена отработка двух режимов, стояночного и рабочего.

В стояночном режиме рекуператор, увлажнитель, приточный и вытяжной вентиляторы не работают, заслонки приточного и выбросного воздуха закрыты, клапан нагревателя поддерживает температуру обратного теплоносителя на безопасном уровне.

В рабочем режиме рекуператор, увлажнитель, вентиляторы включены, заслонки открыты. Клапан нагревателя поддерживает температуру приточного воздуха на заданном уровне и ограничивает понижение температуры обратного теплоносителя установленным значением.

Необходимым условием для перехода системы в рабочий режим и запуска приточного вентилятора в автоматическом режиме является:

• нахождение переключателей режима работы всех агрегатов системы, на щите управления, в положении «Авто»;
• отсутствие тревог приточного и вытяжного вентиляторов;
• отсутствие тревоги «Угроза замораживания по воздуху»;
• отсутствие тревоги «Угроза замораживания по воде»;
• нахождение точки временной программы Timer в положении « On ».

Необходимым условием, для останова вентилятора, является, условие обратное любому из вышеперечисленных.

Необходимым условием для запуска вытяжного вентилятора в автоматическом режиме является:

• нахождение переключателя режима работы вытяжного вентилятора, на щите управления, в положении «Авто»
• отсутствие тревог вытяжного вентилятора
• работа приточного вентилятора

При выполнении условий запуска, сначала запускается циркуляционный насос, если не был включен, работа насоса см. ниже. Приточный вентилятор запустится через 2 минуты, при этом клапан нагревателя осуществляет программу мягкого пуска системы по следующей схеме: уставка на температуру приточного воздуха программно завышается до температуры приточного воздуха в момент запуска, тем самым создавая условия для плавного старта регулирования и максимального открытия клапана при температуре наружного воздуха ≤ +5°С клапан подогрева открывается на 100% с момента выполнения всех условий запуска до момента включения приточного вентилятора). После запуска приточного вентилятора величина данной уставки снижается со скоростью 3°С в минуту, до заданной величины, клапан подогрева продолжает поддерживать температуру приточного воздуха на заданном уровне, ограничивая понижение температуры воды в теплообменнике подогрева.

Значение безопасного уровня температуры обратного теплоносителя нагревателя вычисляется в зависимости от температуры наружного воздуха по линейному графику.

Работа циркуляционного насоса

Обязательными условиями для пуска насоса в автоматическом режиме является:

• нахождение переключателей режима в положении «Авто».
• отсутствие тревоги циркуляционного насоса.

Защита теплообменника подогрева от замораживания

Существует две степени защиты теплообменника от замораживания:

По термостату защиты от замерзания по воздуху, выполненного в виде газонаполненной капиллярной трубки и расположенного в потоке воздуха после теплообменника подогрева. Предел срабатывания выставлен на самом датчике, на уровне +5°С. Датчик электрически сблокирован в цепи управления приточным вентилятором. При срабатывании датчика рвется цепь управления приточным вентилятором. Приточный вентилятор отключается, не зависимо от режима работы – ручной или автоматический, летний или зимний, зажигается красная лампа «Мороз» на панели щита, в контроллер поступает тревога «угроза замораживания по воздуху», клапан подогрева открывается на 100%, включается, если не был включен циркуляционный насос. Повторный запуск системы возможен после возврата термостата в норму, термостат вернется в норму только после нагрева капиллярной трубки и сброса программной аварии.

По датчику температуры обратной воды, расположенному в обратном трубопроводе малого контура теплообменника подогрева. При достижении в обратном трубопроводе температуры равной или менее 12°С контроллер генерирует сигнал тревоги «угроза замораживания по воде», выключается приточный вентилятор при условии работы в автоматическом режиме, клапан первого подогрева открывается на 100%, включается, если не был включен циркуляционный насос. После нагрева воды выше значения + 12°С система вновь запускается.

Программные аварии

«Авария приточного или вытяжного вентилятора» генерируется контроллером:

• если в течение 10 секунд после подачи команды на запуск приточного вентилятора или в процессе его работы, отсутствует ответ от магнитного пускателя;
• если в течение 60 секунд после подачи команды, отсутствует ответ от датчика перепада давления.

Команды на запуск приточного и вытяжного вентиляторов снимаются. Система переходит в стояночный режим. На экране ЦС появляется аварийное сообщение.

Вероятные причины аварии:

• отключение автомата тепловой защиты электродвигателя при этом загорается лампа «Термозащита» на панели щита управления;
• обрыв ремня вентилятора или неисправность датчика перепада давления.

«Авария циркуляционного насоса» генерируется контроллером, если в течение 10 секунд после подачи команды на запуск насоса PmpCmd или в процессе его работы, отсутствует ответ от магнитного пускателя. Снимается команда на запуск насоса в режиме «Зима» - команды на запуск приточного и вытяжного вентиляторов. Клапан на теплоносителе подогрева открывается на 100%. На экране ЦС появляется аварийное сообщение.

Вероятной причиной аварии:

отключение автомата тепловой защиты электродвигателя при этом загорается лампа «Термозащита» на панели щита управления.

«Авария рекуператора» если в течение 10 секунд после команды или в процессе его работы, отсутствует ответ от пускателя. Снимается команда на запуск рекуператора, приточный и вытяжной вентиляторы продолжают работать. На экране ЦС появляется аварийное сообщение. 

Выше перечисленные аварийные ситуации блокируют запуск системы или отдельных ее элементов до выполнения операции «Сброс аварий». Данная операция выполняется диспетчером с ЦС либо панели оператора, переводом точки Reset в состояние «Reset».

Перед осуществлением операции «Сброс аварий» настоятельно рекомендуется выяснить причину возникновения аварийной ситуации.

«Угроза замораживания по температуре приточного воздуха» – генерируется контроллером при возникновение сигнала от термостата защиты от замораживания. Команды на запуск приточного и вытяжного вентиляторов снимаются. 

Причиной появления данной аварии является отработка термостата, вследствие снижения температуры воздуха за теплообменником, либо повреждение его капиллярной трубки.

«Угроза замораживания по температуре обратного теплоносителя» - генерируются, только в зимнем режиме работы, в случае понижения температуры обратного теплоносителя WatTmp ниже +12°С. Команды на запуск вентиляторов снимаются.

«Грязный фильтр приточного воздуха»

«Грязный фильтр вытяжного воздуха» 

являются ответами от соответствующих датчиков-реле перепада давления на фильтрах и активизируются при наличие сигнала в течение 60 секунд. Данная авария не является критической и на работу системы не влияет. Возврат в норму происходит после пропадания сигнала от датчика-реле перепада давления на фильтре.

Вытяжные установки

Автоматизация систем обеспечивает:

• управление вытяжным вентилятором;
• контроль температуры вытяжного воздуха;
• влажности вытяжного воздуха
• температуры в помещение ;
• состояния электродвигателя вентилятора по магнитному пускателю;
• режима управления системой.

Система холодоснабжения

Хладоцентр

В комплекс средств автоматизации системы холодоснабжения входят:

• Две холодильных машины ХМ1 и ХМ2, которые отвечают за холодоснабжение вент установок объекта оборудованы собственной автоматикой.
• Четыре драйкуллера
• Группа из трех насосов гликолевого контура.
• Три группы по три насоса водяных контуров.
• Десять задвижек с электроприводом.
• Трехходовой регулирующий клапан с электроприводом.
• Датчики перепада давления на насосах.
• Датчики температуры холодоносителя.
• Датчики давления холодоносителя.
• Циркуляционные насосы системы холодоснабжения.

В систему холодоснабжения входит четыре группы по три насоса:

• Насосы гликолевого контура Н1.1 – Н1.3.
• Насосы водяного контура Н2.1 – Н2.3.

Алгоритм работы каждой группы насосов одинаков. Насосы работают по дуплексному принципу – два рабочих один в резерве. Переключение с рабочего насоса на резервный происходит по аварии или по времени наработки, каждый из рабочих насосов отрабатывает по 100 часов смотри таблицу.

Авария циркуляционного насоса возникает через 30 секунд если:

• Подается команда на пуск насоса и нет ответа от магнитного пускателя.
• Подается команда и нет ответа от датчика перепада давления.
• Авария насоса запоминается и повторный пуск данного насоса возможен только после выполнения операции «сброс аварии».

Работа системы холодоснабжения.

Система холодоснабжения работает в четырех режимах:

1. Режим охлаждения без ГВС.
2. охлаждения с ГВС.
3. обогрева.
4. свободного охлаждения.

Работа системы холодоснабжения в режиме охлаждения без ГВС.

• Задвижки открыты.

Трехходовой регулирующий клапан поддерживает температуру воды после теплообменника на значении уставки XC с ограничением по температуре гликоля по уставке XC. При возникновении угрозы замораживания теплообменника XC температура воды опускается до +1°С клапан закрывается.

При работе системы холодоснабжения в режиме охлаждения с ГВС:

• Группы насосов работают.
• Задвижки открыты.
• Трехходовой регулирующий клапан не работает.

При работе системы холодоснабжения в режиме обогрева:

• Группы насосов работают.
• Задвижки открыты.
• Трехходовой регулирующий клапан открыт.

При работе системы холодоснабжения в режиме свободного охлаждения:

• Группы насосов работают.
• Задвижки открыты.

Работа с терминалом оператора.

Данный раздел является сокращенным вариантом описания «Руководство оператора XI 581 582». В случае возникновения вопросов по данному разделу просьба обращаться к вышеназванному руководству. Пользователь может ограниченно влиять на алгоритм работы оборудования, путем изменения значения точек данных или временных программ. Изменения производятся с терминала оператора XI 582, подключенного к контроллеру.

Оператор при работе с панелью может иметь несколько уровней доступа:

• Первый уровень – просмотр точек данных, временных программ и информации по аварийным ситуациям.
• Второй уровень – просмотр и изменение точек данных и временных программ, просмотр информации по аварийным ситуациям. Для перехода во второй уровень необходимо вводить пароль.

После подключения XI582 к контроллеру в окне экрана дисплея автоматически появляется главное меню.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если главное меню не появляется, нажимайте клавишу отмены С до тех пор, пока не появится главное меню.

На верхней строчке главного меню показаны имя контроллера и системное время и дата контроллера, к которому в настоящий момент осуществляется доступ. Ниже в два столбика перечислены пункты меню, к которым может быть осуществлен доступ. Для перемещения по пунктам меню используются «стрелки»

При помощи панели оператора, имеется возможность производить операции не только с контроллером, к которому терминал оператора подключен непосредственно, но и к любому контроллеру, подключенному к шине C - Bus , данного контроллера. Для подключения к удаленному контроллеру, необходимо войти в пункт меню «системные данные», затем в пункт меню «удаленный вход»), после чего появится список доступных контроллеров. Из данного списка выбирается интересующий нас контроллер и мы попадаем в главное меню удаленного контроллера. Дальнейшая работа с удаленным контроллером ничем не отличается от работы с контроллером, к которому подключен терминал оператора.

Ввод пароля

Для доступа к функциям второго уровня необходимо ввести пароль. Для ввода пароля в главном меню выбирается пункт «Пароль» Password, после входа в него появляется пункт меню, при выборе данного пункта первая звездочка начинает мигать.

Просмотр и изменение состояния точек данных

Все точки данных могут находиться в двух состояниях – автоматическом и ручном. В автоматическом режиме точка данных принимает значение, полученное с физического устройства или в результате вычислений. В ручном режиме оператор может присвоить точке любое значение из разрешенного диапазона. Нахождения точек в ручном режиме необходимо избегать, кроме случаев, предусмотренных технологическими алгоритмами.

Для просмотра состояния точек данных, необходимо в главном меню выбрать пункт «Точки данных» и войти в него.

После этого на дисплее появится меню, предоставляющее различные способы выбора точек.

«адрес» - выбор точки по адресу пользователя;

«типы точек» – выбор по типу точки;

«ручное управление» список точек находящихся в ручном режиме управления.

Выбрав один способов доступа к точкам, в результате получаем список требуемых точек. Войдя в каждую точку, можно получить по ней следующую основную информацию:

• краткое описание дескриптор;
• значение для аналоговой точки или состояние для дискретной;
• режим функционирования точки «авто» или «ручной».

Для изменения состояния точек, необходимо войти в пункт меню «авто» и стрелками поменять значение на «ручной», после чего закрепить сделанное изменение кнопкой ввода. После этого стрелками выделить позицию со значением точки, при этом значение начнет мигать. Изменив значение точки при помощи кнопок плюс или минус, необходимо закрепить изменение нажатием на клавишу ввод.

Просмотр аварийных сообщений

Для просмотра аварийных сообщений в главном меню выбирается пункт тревоги, после чего появляется меню для выбора различных способов доступа к списку тревог.

• буфер тревог – появляется полный список аварийных ситуация случившихся за последнее время, с указанием адреса пользователя точки состояние которой было аварийным и времени;
• все точки в тревоге – появляется список точек контроллера, находящихся в данный момент, в тревоге, если таковые имеются.

Просмотр и изменение временных программ

Для просмотра и корректировки временных программ, в главном меню выбирается пункт «врем. программы». Войдя в меню «Временные программы» получаем меню, для просмотра и корректировки временных программ.

Дневная программа - в результате выбора этого пункта на верхней строке дисплея показывается выбранная временная программа. На остальных строках перечисляются функции каждодневной программы. Для изменения суточного графика выбираем пункт «изменить». На дисплее появляется список доступных суточных графиков. Нажмите клавиши верхней и нижней стрелки для высвечивания желаемого суточного графика.

Затем нажмите клавишу ввода для завершения выбора. Для выбранного суточного графика на дисплее появляется список точек переключения, с указанием времени переключения. При выборе одной из строк списка, появляется возможность изменения времени переключения. Для чего на дисплее стрелками выделяется позиция, в которой прописано время и клавишей ввод инициируется мигание поля, после чего клавишами плюс и минус данное значение может быть изменено. Закрепляются сделанные изменения клавишей ввод.

• Назад
• Вперёд