Контроллер гвс и теплоснабжения
Контроллеры для системы обогрева и гвс
Автоматизация отопительных систем и ГВС нужна для непрерывного поддержания установленной температуры носителя тепла и воды без непосредственного участия человека.
Плюсы применения системы автоматизации
- Контроллеры отопительных систем и ГВС дают возможность регулировать режим температур в отопительном контуре согласно отопительному графику, который зависит от температуры окружающей среды или от температуры прямой воды из магистрали;
- автоматика для водообеспечения поддерживает температуру горячего водообеспечения на указанном уровне;
- Контроллеры для отопительных систем и ГВС помогают поддерживать необходимую температуру отопительных систем и ГВС и менять ее соответственно с заданным расписанием: дневной/Режим для ночи, рабочие/выходные дни и по индивидуальному расписанию, заданному клиентом;
- Контроллер системы обогрева способствует поддерживать режим температур в обратном трубопроводе согласно заданному графику, во избежание штрафов за его превышение;
- Автоматизируется подпитка отопительного контура по показаниям датчика давления в системе теплопроводов;
- Может быть настроен автоматичный перевод системы обогрева между сезонами «Зима/Лето», с периодической автоматической прокруткой циркулярных насосов;
- Исключаются перетопы во время оттепели, происходит экономия энергоносителей;
- Уменьшается износ насосов за счёт оптимизации метода работы системы;
- Настраиваются сигналы аварийного извещения соответственно с показаниями термопреобразователей и давления в сетях, хода в холостую, электрозащиты и т.д.
Контроллеры КОНТАР для отопительных систем и ГВС
Контроллеры отопительных систем и ГВС «Контар» — это свободно программируемые контроллеры, которые соединяются в единую сеть по интерфейсу RS485, что их делает комфортными для создания обширной территориально распределенной сети. Для программирования контроллеров применяется среда проектирования «Конграф», в которой создается метод на языке FBD, который легко постичь любому инженеру, не являющемуся программистом. Программы для визуализации процессов в отопительной системе и ГВС разрешают следить за параметрами в настоящем времени, локально или при помощи интернета.
Установка контроллеров теплоснабжения и ГВС на 30% уменьшают расход энергоносителей благодаря оптимизации функционирования систем по персонально разработанному методу.
Контроллеры «Контар» подойдут для автоматизации проектов разной сложности и масштаба от малых сооружений до комплексов высотных зданий. Для увеличения системы не потребуется останавливать уже работающие контроллеры. Системы обогрева и ГВС также интегрируются с другими системами строений: системы предоставления безопасности, учета расхода энергоносителей и т.д.
В линейке программируемых контроллеров «Контар» для автоматизации тепловых пунктов и отопительных систем и водообеспечения рекомендовано следующие приборы:
- Программируемые контроллеры — MС8, MС12,
- Модуль увеличения (модуль ввода-вывода) — MА8.
Разработка проектов автоматизации отопительных систем и ГВС
Для тепловых пунктов МЗТА предлагает библиотеку методов. Если в ней отсутствуют подходящие методы, то их можно создать своими силами. Разработка методов выполняется в специализированной обстановке КОНГРАФ, а потом при помощи программного инструмента КОНСОЛЬ загружаются в программируемый контроллер.
Стандартные проекты автоматизации тепловых пунктов
Стандартной контур управления тепловым пунктом на базе программируемого контроллера в большинстве случаев в себя включает следующие практические детали управления:
- датчики: температуры, давления, неразрешенного доступа (опционально);
- органы управления для подачи команд в ручном режиме;
- средства визуализации рабочих режимов объекта;
- исполнительные устройства:
- маломощные (приводы клапанов);
- мощные (насосы).
Правильность использования программируемого контроллера MС8, MС12, или их конфигурации, и/или дополнения модулями увеличения MА8 зависит от:
- практических компонентов управления, используемых в техническом решении;
- свойств объекта теплоснабжения:
- обогреваемой площади,
- этажности,
- пространственной формы расположения трубо-проводов и отопительных приборов в отопительной системе объекта;
- наличия специализированных зон со специальными тепловыми режимами.
В Таблице 1 указаны выходы программируемых контроллеров, которые применяются для управления исполнительными устройствами в контуре управления теплового пункта.
Таблица 1 Выходы программируемых контроллеров для управления исполнительными устройствами
До 3 А перем. тока
Вспомогательные элементы искрогасящих цепей, которые предназначены для установки на подключаемой нагрузке, входят в набор укладки поставляемых программируемых контроллеров «Контар».
В зависимости от свойств определенного решения, управляющие сигналы на исполнительные устройства могут подаваться через:
- аналоговый выход 0 В – 10 В;
- дискретный выход:
- подключаемый прямо к исполнительному устройству;
- подключаемый к силовому ключу, который со своей стороны управляет силовым устройством;
Управляющие влияния, которые могут применяться при разработке методов управления тепловым пунктом:
- установленное в планировщике настоящего времени (вмонтирован в программируемый контроллер),
- сигналы ручного управления (установленные или подключаемые тумблеры, кнопки),
- сигналы датчика логические (измеритель присутствия, температуры),
- сигналы датчика аналоговые (температуры, давления),
- команда от диспетчерского пункта,
- команда от Master-контроллера.
Type
Порты и входы программируемых контроллеров, которые могут быть использованы в методах управления тепловым пунктом, показаны в Таблице 2.
Таблица 2. Порты и входы программируемых контроллеров с целью решения задач управления тепловым пунктом
* При комплектации контроллера встроенной (MD8.102) или подсоединении выносной (MD8.3) панели управления.
Дискретные входы программируемых контроллеров и модулей увеличения рассчитаны на подключение к ним датчиков с дискретными выходами в виде ключа (реле, открытый коллектор, оптронный симистор и т.п.). Это решение дает возможность облегчить согласование входов программаторов с большинством типов датчиков, которые передают информацию об измеряемом параметре в дискретной форме.
Дискретные входы гальванически отделены от цепей контроллеров/модулей увеличения.
Измерительная функция, заложенная в программируемые контроллеры MC8/MC12 и модули увеличения MA8, позволяет мерить аналоговый сигнал в зависимости от типа датчика/сигнала:
Для корректного подсоединения датчика к аналоговому входу программируемого контроллера или модуля увеличения на каждом входе предполагается конфигуратор в виде контактной группы, на которую монтируются перемычки. Размещается конфигуратор под крышкой корпуса прибора. Места и кол-во устанавливаемых перемычек определяются типом датчика и его работающими от электричества свойствами. Перемычки входят в набор поставки.
Управление отопительными системами и ГВС
В зависимости от масштаба задачи автоматизации управления тепловым пунктом может быть реализовано:
- Локальное управление тепловым пунктом в конфигурациях:
- Независимый контроллер (на базе MC8 или МС12).
- Сеть контроллеров: Master (MC8 или МС12 ) — Slave (МС12; MC8, MА8).
Для организационных работ стационарного локального управления отопительными системами и ГВС используются специализированные панели управления, оборудованные индикаторами, кнопками управления и жидкокристаллическим монитором:
- MD8.102 – встроенная, ставится на корпус программируемого контроллера MC8/MC12.
- MD8.3 – выносная, в большинстве случаев ставится на дверку шкафа автоматики
Самая комфортная организация локального управления отопительными системами и ГВС может быть воплощена на базе внешнего пульта оператора. Для установки рекомендовано наружные пульты WEINTEK.
Если корректировки в методы вносятся нечасто, а обслуживающие профессионалы малы, то от использования внешних панелей управления можно вполне отказаться. Их роль способен создать носимый ноутбук, планшетный компьютер или смартфон, подключенный к контроллеру конкретно на месте расположения теплового пункта через точку доступа или по проводному интерфейсу (USB, Ethernet, RS232). Для обеспечения подобной возможности есть специализированные субмодули.
Диспетчеризация, или удаленный доступ к объекту, может быть организована как на базе проводных решений (Ehternet, Internet), так и на базе беспроводных технологий связи, к примеру, через GSM-модем.
Программируемые контроллеры MC8/MC12 соответственно с заданным перечнем критических показателей и событий передают необходимые данные в систему диспетчеризации и/или хранят их в собственной внутренней памяти.
Контроллеры для отопительных систем и ГВС: схемы использования и тенденции развития
Слово «controller» если перевести с английского значит «регулятор» или «управляющее устройство». Согласно теории управления, данное устройство, которое контролирует и управляет техническими системами и формирует для них сигналы управления. Регуляторы отслеживают изменения показателей в инженерных системах объекта и реагируют на это изменение при помощи набора методов управления и соответствующих настроек.
В Украине 10–15 лет тому назад данные устройства использовались, в основном, в тепловых пунктах и иногда в теплогенерирующих установках. Их функции были лимитированны, другими словами сводились, к примеру, к управлению одним смесительным клапаном или индивидуальным элементом системы. При этом отключение/включение котлов или насосов осуществлялось ручным способом. Да и сами схемы выбирались под те методы работы контроллера, которые не имели возможности полностью охватить все системы теплового пункта или котельной установке. Благодаря этому разными частями системы управляли некоторые контроллеры – управление теплоснабжением, ГВС, насосами, сигнализацией о поломках или тревогах и т.д. Все приспособления для управления помещались в довольно большие силовые распределительные шкафы.
К реальному времени ситуация радикально поменялась. В настоящий момент мастер имеет возможность создать почти что любую схему управления, в которой может быть применен контроллер. Объем ПО может быть довольно большим, так как современные устройства разрешают сохранять в памяти практически неограниченные объемы информации. Существенно увеличена и скорость отделки данных.
Огромную популярность получили говоря иначе «stand alone» контроллеры, т.е. предпрограммированные контроллеры. Данные устройства предназначаются для управления местными тепловыми пунктами централизованного отопления или децентрализованными системами. В самых новых моделях контроллеров заложены уже не одна–две схемы управления, как до этого времени, а 20 и более. И управлять они могут одновременно котлами на самых разных видах топлива, насосами для отопления, гелиосистемами, водонагревателями электрическими накопительными ГВС, аккумулирующими ёмкостями и др.
Устройства такого типа поставляют на рынок Украины разные компании, к примеру, Danfoss (Дания), Kromschroder (Германия), Honeywell (Соединённых Штатов).
Требуемая температура котла вычисляется контроллером на основании запроса на тепло от управляемых контуров отопительных систем и ГВС. Каждое устройство будет работать без посторонней помощи либо в местной сети, в которой может быть несколько контроллеров одновременно. Все параметры, а еще временные программы, имеют первичные настройки для любого контура управления и допускают индивидуальную адаптацию к системе обогрева и требованиям ее клиента.
К примеру, в контроллеры Smile (Honeywell) (рис. 1) заложено порядка 20 программ, которые дают возможность применять их для 30–40 схем. Устройства используются локально (при этом каждый одиночный контроллер управляет одним–тремя отопительными контурами), а еще объединяться в одну систему (до пяти устройств). Контроллеры имеют по три свободных входа и по два свободных выхода для доп. функций управления. Варианты отопительных систем задаются на шаге ввода системы в эксплуатирование.
Рис. 1. Контроллер Smile
Изменения рабочих параметров разрешают добиться конкретного уровня эластичности в управлении системами отопления. Хотя эти контроллеры и имеют жёсткие методы работы, их можно приспособить под конкретную схему. Допустим, контроллер управляет смесительным контуром, состоящим из клапана, насоса и 2-ух датчиков на подающем и обратном трубопроводах. При изменении конкретных параметров, которые отвечают за смесительный клапан, можно присоединить к контроллеру насос циркуляционный системы горячего водообеспечения, температурные датчики уместить в трубный змеевик – и контроллер уже не управляет контуром системы обогрева, а полностью контролирует работу системы ГВС. Другими словами одинаковый выход можно применять для разных элементов схемы. Подобная гибкость важна при реконструкции помещений с оборудованием добавочных отопительных контуров, к примеру, частичной заменой радиаторного теплоснабжения на «пол с подогревом» или расширении системы ГВС. При этом один контроллер будет управлять и системой «пол с подогревом», отоплением при помощи радиаторов, котлом и системой горячего водообеспечения.
Есть возможность подсоединения удалённых модулей с термопреобразователями внутреннего воздуха в помещениях. Подсоединяемые модули имеют ручку изменения настройки и тумблер режимов «Экономный/По расписанию/Уютный», цифровой монитор, и дублируют кнопки настройки контроллера, обеспечивая режим полного доступа и дистанционного управления. Возможно персональное управление индивидуальным контуром системы обогрева из одного помещения. Чтобы это сделать нужно встроить в отопительную систему настенный модуль оптимальной модели.
Технические свойства контроллеров Smile: электропотребление – 5,8 ВА, работают от бытовой сети электрического тока. Защитная степень IP 30. Размеры (Ш?В?Г) – 144?96?75 мм. Корпус сделан из ABS-пластика с противостатическим покрытием. Самая большая длина шины – 100 м. Устройство ставится на поверхность стены с помощью соединительных коробок.
Современные контроллеры подойдут как для создания погодозависимых систем температурного регулирования потока носителя тепла (к примеру, радиаторных, конвекторных), так же и для систем, где нужно поддерживать стабильную температуру носителя тепла (к примеру, системы типа «пол с подогревом», либо для бассейнов) при помощи смесительных контуров, включая гелиосистемы.
Используя несколько «stand alone» контроллеров, можно сделать довольно большую и непростую систему управления, пригодную даже для крупного общественного строения.
В собственном строительстве контроллеры разрешают организовывать системы, в которых возможно использовать разные теплогенераторы, плюс к этому использующие экологически чистые источники энергии.
Без контроллеров создавать подобные системы как правило невозможно. Ведь у всех их элементов разные методы и рабочие режимы. Электрокотел разумно включать ночью, когда доступнее тариф на электрическую энергию (при многотарифном учете). Либо одновременно применять насос для отопления. Днем включаются коллекторы гелиосистемы, а при пиковых нагрузках на ГВС вечером и утром вряд ли можно обойтись без газового водогрея. Естественно возможно выключить электрокотел днем. При этом все тепловые источники работают на бакаккумулятор, температуру в котором также нужно контролировать и, соответственно с ней, уравновешивать работу всей системы. При этом закладывается рабочий график по времени суток и дням недели.
Одним из современных считается применение в одной системе вместе газового и электрического котлов или газового водогрея и твердотопливного котла (первого – в качестве основополагающего, второго – добавочного) (рис. 2).
Рис. 2. Схема с совместным применением электрического и газового котлов: AF, WF1, WF2, VF1, RLF1, SF – температурные датчики (воздуха снаружи, котлов, носителя тепла на подающем и обратном трубопроводах, бака-аккумулятора ГВС); MK1 – трехходовой смесительный клапан с электроприводом; Tmax – накладной терморегулятор; P1, SLP, ZKP – насосы
При этом в первом варианте, так как электрокотел разумно включать ночью, когда тариф на электрическую энергию меньше, применяется таймер с дневным, недельным расписанием и программой выходных дней. В другом варианте при отсутствии газа, твердотопливный котел обеспечит поддержание работы отопительных систем и ГВС на нужном уровне. Также тепловые источники на самых разных видах топлива разрешают гарантировать надежность работы системы при иных некоторых непредвиденных обстоятельствах.
В этом случае контроллер обеспечивает управление котлами, ограничение самой большой температуры на выходе из котлов, бесступенчатое (плавное) управление котлом работающим на газе с хорошей нагрузкой на него. Возможна организация управления работы с учетом температуры окружающей среды в помещении и погодная коррекция. Доступные функции оберегания от замораживания, автоматической защиты от легионеллы, а еще приоритета горячей воды.
Подключение насоса для отопления дает прекрасную возможность создавать системы, в которых альтернативная энергия считается базисной чтобы нагреть воду в буферной емкости (рис. 3).
Рис. 3. Применение газового водогрея, насоса для отопления и буферной емкости: AF, WF, VF1, KSPF, VE1, SF – температурные датчики воздуха снаружи, котла, носителя тепла на подающем трубопроводе, при входе и выходе воды из буферной емкости, бака-аккумулятора ГВС; KVLF – термопреобразователь воды; MK1, VA1– трехходовые клапаны с электроприводом; P1 – насос смесительного контура системы обогрева; VA2 – насос загрузки буферной емкости от насоса для отопления
При этом автоматика обеспечит управление водной температурой на выходе из насоса для отопления и оптимизацию процессов работы оборудования. В данной схеме базисным тепловым источником считается насос для отопления, а котел на газу покроет максимальные нагрузки системы. Значительную свободу выбора топлива может предъявить схема с использованием котла на твердотопливных элементах и гелиоколлектора (рис. 4).
Рис. 4. Схема с использованием котла на твердотопливных элементах, солнечного коллектора и буферной емкости: AF, WF1, VF1, VE1, SF, VE2, KSPF, KRLF, KVLF – температурные датчики воздуха снаружи, котла, носителя тепла на подающем трубопроводе, на выходе воды из буферной емкости, бака-аккумулятора ГВС, воды при входе в бак-аккумулятор ГВС от солнечного коллектора, при входе воды в буферную емкость, при входе воды в солнечный коллектор, воды в солнечном коллекторе; MK1, MK2, U1 – трехходовые смесительные клапаны с электроприводом (контур системы обогрева, для поддержки установленной температуры при входе в котел на твердом топливе, клапан между буферной емкостью и солнечным коллектором); P1 – насос смесительного контура системы обогрева
При этом обеспечивается поддержание установленной температуры при входе и выходе из котла, контроль температуры воды в солнечном коллекторе, переключение водных потоков, поступающей в солнечный коллектор от бачка ГВС и буферной емкости. Возможна параллельная погодозависимая работа со смесительным отопительным контуром.
Для создания больших систем отопления очень часто нужно подключение котлов в каскад, с чем также справляются контроллеры (рис. 5). При этом обеспечиваются хорошие параметры и учет рабочих часов каждого водогрейного котла.
Рис. 5. Подключение котлов работающих на газу в каскад: AF, WF1, WF2, VF1, VF2, VF3, SF, RLF1, RLF2 – температурные датчики воздуха снаружи, котла, носителя тепла на подающем трубопроводе, бака-аккумулятора ГВС, воды на обратном трубопроводе; MK1, MK2, MK3, R1, R2 – трехходовые смесительные клапаны с электроприводом
Во всяком случае для определенных условий можно подобрать наиболее необходимую им схему, которых производственники устройств управления рекомендуют десятки.
Перспектива –многофункциональный контроллер
На данный момент видна направленность к усложнению систем климатизации строений. Подобающим образом под этот тренд подстраиваются и изготовители контролеров.
Эти устройства уже разрешают отправлять информацию о работе систем по сотовой связи или при помощи интернет сети. К примеру, в Америке масштабное распространение получили тачскринмониторы с возможностью интеграции с операционными системами смартфонов типа Android. Аналогичным образом, возможно на расстоянии управлять рабочими параметрами систем климата, которые могут включать не только теплоснабжение, но и вентиляционные системы, кондиционирование, охранные и пожарные системы.
Так как неодинаковые производственники защищали собственные продукты разными протоколами передачи данных, то на данный момент возникли контроллеры, которые дают возможность применять все имеющиеся протоколы (к примеру, CentraLine (Honeywell)). Это очень важно в случае установки регуляторов на модернизируемых объектах.
Но, с все большим усложнением систем, появляется вопрос создания своего рода многофункционального контроллера. Это на данный момент главная перспектива и задача для разработчиков. Единый контроллер, в зависимости от заложенного в него ПО может использоваться для управления разными техническими системами строения. Это как бы маленькой компьютер, для которого необходимо только установить «софт» под определенные задачи и под конкретный объект его настроить.
Сложность внедрения свободно программируемых контроллеров заключается, в первую очередь, в дороговизне ПО. Более того, важным считается вопрос соответствия уровня подготовки клиента, наличие квалифицированного персонала и исключения неразрешенного вмешательства в работу управляющих устройств.