Category Archives: Готовые проекты

Система Климат-контроля загородного дома

Управление отоплением предполагает использование управления теплом с диапазоном поддержания точности регулировки температуры не превышающей 0,5ºС.

Управление микроклиматом осуществляется импульсными клапанами, управляющими расходом теплоносителя. Импульсные клапаны работают в дискретном режиме в диапазоне температуры, превышающей более чем 10ºС точку контроля. В диапазоне менее 10ºС от точки контроля клапан управляется импульсным режимом, который обеспечивает частичное изменение расхода теплоносителя и позволяет приблизить точность управления теплом к непрерывному регулированию.

Управление котлами и бойлерами осуществляется независимо с учетом параметров внешней и внутренней (Необходимо согласовать) температуры. С контроллеров снимается сигнал неисправности системы, для целей оповещения, и реализуется возможность внешнего (дистанционного) включения и выключения центральной системы отопления. Котлы и бойлеры работают как независимые саморегулирующие системы, в зависимости от изменения расхода теплоносителя и внешних параметров.

В каждом помещении, где установлен терморегулятор, реализуется функция контроля температуры размораживания и температуры перегрева, при которых формируются сигналы на принудительное включение котла или холодильной установки. В помещениях, не предназначенных для длительного постоянного пребывания людей, с целью удешевления рекомендуется устанавливать независимые терморегуляторы непосредственно на клапаны управления расходом прямой воды. Учитывая слабое влияние внешних факторов, влияющих на изменение температуры, таких как длительные сквозняки, солнечное излучение, температура в этих помещениях является практически постоянной и выставляется один раз.

Реализована подача теплоносителя в контур отопления жилого помещения для поддержания комфортной температуры в помещении. При этом на этажной панели должны отображаться следующие параметры системы:

— температура наружного воздуха;

— температура в помещениях (каждого жилого помещения на каждом этаже);

— уставка для задания комфортной температуры выбранного помещения;

— текущий режим зима/лето (в летний период сервоприводы закрыты, циркуляционные насосы выключены);

При отсутствии (не проживании) в данном помещении людей температура помещения должна поддерживается минимальной (значение температуры теплоносителя или температура помещения должны быть таким, чтобы не привести к аварийной ситуации «разморозке»).

Для этого на каждом этаже в нишах установлены узлы раздачи теплоносителя и сервоприводы управления отопительными контурами, так же циркуляционный насос.

Аналогичный узел для тёплых полов смонтирован на этажах в нишах. Управление им осуществляется по программе климат-контроля.

Рисунок 1 Схема системы управления
Рисунок 2 Кадр работы визуализации

Стенд «Управление микроклиматом»

Универсальная лабораторная установка соответствует ряду требований: она наглядно представляет технологический процесс и работу исполнительных механизмов и имеет относительно малые размеры. Функциональная схема установки представлена на рисунке.

 

Установка позволяет проводить лабораторные работы по изучению основных законов регулирования (П, ПИ, ПД, ПИД -законы и двухпозиционный релейный Т-закон), настройки и самонастройки, программирования регулятора при автоматическом управлении температурой и влажностью. Состав лабораторного стенда (рис.):

• физическую модель помещения (ФМП);

• микропроцессорный регулятор МПР51_Щ4;

• многофункциональный блок;

• блок питания БП12;

• персональный компьютер (ПК) с ОС Windows 98 (Owen Process Manager v.1.04);

• средства сопряжения регулятора с ПК (адаптер интерфейса АС2, LPT_кабель_программатор).

Физическая модель помещения реализована в виде частично изолированной от окружающей среды камеры небольшого объёма и включает в себя датчики (сухой (Тсух), влажный (Твлаж) термометр) и исполнительные механизмы (кипятильник-увлажнитель; нагреватель (резисторы типа ПЭВ); вентилятор-осушитель; вентилятор-охладитель). Датчики и исполнительные механизмы разнесены внутри физической модели таким образом, чтобы было обеспечено наименьшее взаимовлияние контуров управления при работе системы.

Многофункциональный блок предназначен для защиты от короткого замыкания элементов системы, а также для предотвращения включения ТЭНа при недостатке воды в резервуаре увлажнителя. Блок также выполняет функции регулирования напряжения, подаваемого на осушитель и охладитель, и индикацию работы исполнительных механизмов.

Назначение основных узлов физической модели

• Регулятор осуществляет управление, используя принцип широтно-импульсной модуляции управляющего воздействия.

• В качестве нагревателей используются мощные керамические резисторы типа ПЭВ, а не ТЭНы или нагревательные нихромовые спирали. Это обусловлено высокой надёжностью и низкой стоимостью резисторов.

• В качестве охладителей и осушителей используются вентиляторы на базе двигателей постоянного тока. Система позволяет изменять их характеристики путём подачи различного по номиналу напряжения для изменения параметров объектов управления, что важно при исследованиях, проводимых в рамках лабораторных работ.

• Для регистрации и архивации значений контролируемых величин  используется Owen Process Manager v.1.04.

 

P.S. «Кивеннапа» — малоэтажный жилой комплекс, расположенный в Выборгском районе Ленинградской области. Вы можете приобрести в нем загородный дом с участком, секцию в дуплексе или таун-хаусе, а также квартиру в многоквартирном загородном доме. Если Вас интересует коттеджи в Ленинградской области, то коттеджный поселок «Кивеннапа» — это то, что вы искали.

 

    Дозирующее устройство на базе винтового насоса

    Дозирующее устройство на базе винтового насоса позволяет перекачивать жидкий продукт разной вязкости и химической активности (сливки, кисломолочные продукты, майонез, жидкий маргарин и др.) любыми заданными порциями. Дозирование продукта возможно как в ручном, так и в автоматическом режиме. Во избежание поломок насос автоматически отключается, когда продукт перестаёт поступать на вход и когда давление на выходе из насоса превышает допустимое значение.

    В схеме дозирующего устройства используются следующие приборы (рис. 1):

    • датчик температуры ОВЕН ДТС034;

    • измеритель_регулятор одноканальный ОВЕН ТРМ1 (регулирование входной величины, возможность управления трёхфазной нагрузкой, сохранение заданных параметров при отключении питания);

    • датчик давления со стандартным токовым выходом 4…20 мА;

    • микропроцессорное реле времени двухканальное ОВЕН УТ24, (измерение температуры или другой физической величины, имеет два независимо программируемых таймера, три входа, а также индикацию времени, числа циклов или числа шагов, оставшихся до конца программы);

    • счётчик импульсов ОВЕН СИ8 (три входа, прямой, обратный или реверсивный счёт импульсов, управление исполнительными механизмами, сохранение результатов счёта при отключённом питании, встроенный модуль интерфейса RS-485 по желанию заказчика).

    Работа дозатора должна быть безопасной и стабильной. Для предотвращения поломки насос автоматически отключается, если необходимое количество продукта не поступает в винтовой насос (например, закончился в ёмкости, из которой происходит перекачка). Продукт, проходящий через насос и трубопроводы, служит хладагентом для отвода тепла от нагревающихся элементов конструкции.

    Датчик температуры ОВЕН ДТС034 и измерительный прибор ОВЕН ТРМ1 контролируют температуру резиновой обоймы. В отсутствии продукта обойма нагревается, и приборы дают команду на отключение. Также отключение происходит, если на выходе из винтового насоса давление повышается до критического значения, это вызывает нерасчётный режим работы, чрезмерную нагрузку и может привести оборудование в негодность. Для контроля давления используется датчик со стандартным токовым выходом 4…20 мА. При превышении допустимого давления ОВЕН ТРМ1 даёт команду на отключение.

    Для автоматического порционного дозирования используется реле времени двухканальное ОВЕН УТ24, которое управляет отсечным клапаном. При ручном дозировании используется счётчик импульсов ОВЕН СИ8. Когда электродвигатель включается в ручном режиме, расходомер подаёт на вход счётчика импульсы. По числу поступивших импульсов на вход СИ8 определяется количество прокаченного продукта.

    Схема дозирующего устройства на базе винтового насоса

     

     

    P.S. Одна из главных задач современного строительства — автоматизация зданий и сооружений. Системы автоматизации зданий с каждым днем совершенствуются. Со страниц научной фантастики в реальный мир уже перекочевали интеллектуальные здания, управляемые десятком интегрированных инженерных систем. Примеры автоматизации зданий в Москве не уступают лучшим зарубежным образцам высоких технологий.

     

      Система мониторинга параметров водоканала

      Для эффективной работы предприятия руководство водоканала посчитало необходимым реализовать систему централизованного мониторинга рабочих параметров на всех трёх водопроводных станциях, а также их регистрацию и хранение для последующего анализа и экономических расчётов.

      Поиск оптимального решения при организации автоматизированных комплексов на обширных территориях обнаружил целый ряд проблем. Одна из них –организация надёжной связи между удалёнными объектами и пунктами сбора и анализа информации. Из_за разнесённости станций по территории предприятия и сложности прокладки кабельных коммуникаций было принято решение использовать радиомодемы совместно с универсальными восьмиканальными измерителями-регуляторами ОВЕН ТРМ138 и системой мониторинга и регистрации Master SCADA фирмы ИнСат.

      Работа водопроводной станции

      Станции являются центральным звеном в распределении чистой воды по всему городу. Вода от станции первого подъёма и предварительной фильтрации по сети трубопроводов попадает на станцию очистки. Затем очищенная вода поступает в резервуары трёх водопроводных станций, и далее происходит непосредственное распределение воды по различным районам города. При помощи соответствующих датчиков и преобразователей измеряются расход и давление, кроме этого осуществляется контроль уровня воды в резервуарах. Каждая водопроводная станция имеет свой номер и отвечает за водоснабжение определённых районов города.

      Описание системы мониторинга

      На каждой из трёх водопроводных станций регистрируются несколько параметров: расход, давление (для каждого направления) и уровень воды в резервуарах. Первичные преобразователи (датчики давления, уровня, расходомеры) преобразуют реальные физические величины в унифицированные сигналы: 0…5 мА для расхода воды, давление и уровень в сигнал 4…20 мА. Затем унифицированные сигналы поступают на  входы регулятора ТРМ138. Наличие у прибора универсальных аналоговых входов позволяет подключать к нему датчики различного типа в произвольной последовательности.

      При помощи встроенного интерфейса RS_485 регулятор ТРМ138 передаёт данных на радиомодем, который в свою очередь отправляет эту информацию на модем-приёмник, установленный в диспетчерском пункте. Приём информации происходит одновременно от трёх радиомодемов, а передача полученных данных осуществляется посредством интерфейса RS_232 на персональный компьютер с установленной системой Master SCADA, которая обеспечивает мониторинг и регистрацию 22 параметров от 3 водопроводных станций. Схема системы мониторинга приведена на рис. 1.

       

       

        СДКУ системами вентиляции и теплоснабжением(конец)

        Кондиционирование.

        Кондиционирование серверной. реализовано на прецизионных кондиционерах.

        Назначение систем кондиционирования — это поддержание заданного микроклимата (во всем здании, отдельном блоке или отдельном помещении). Системы кондиционирования воздуха предназначены для охлаждения/нагрева и частичного осушения/увлажнения воздуха при создании комфортных условий для людей, находящихся в посещениях и стабильной работы серверов.

        Система работает по сигналам с датчиков температуры, устанавливаемых в помещениях.

        Система комплексной автоматизации и диспетчеризации кондиционирования обеспечивает управление установкой по заданному алгоритму:

        • с АРМ оператора инженерных систем;
        • с локальных панелей управления;
        • по заданной временной программе установки.

        Система комплексной автоматизации и диспетчеризации обеспечивает:

        • индикацию параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;
        • извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;
        • оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуациях;
        • регулирование температуры воздуха, проникающего в помещения;
        • перевод системы в режим энергосбережения по сигналам сдатчиков;
        • отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения кондиционирующих установок.

        Контроллерный уровень управления выполнен на контроллере Carel mAC (производства Италия) и адаптере snmp/http Web-Gate™. Встроенная функция Web-сервера с использованием стандартного HTTP-протокола дает возможность получать информацию через Web-интерфейс посредством Web-браузера с любого компьютера локальной (или глобальной) вычислительной сети, а связь с SCADA системой TRACE MODE не осуществляется. На рисунке, который приведён ниже, отображена страница оператора.

        Страница оператора системы кондиционирования

        Страница оператора системы кондиционирования

        Адаптер Web-Gate является малогабаритным микропроцессорным устройством, предназначенным для интеграции климатического оборудования, управляемого встроенными контроллерами Carel, в стандартные вычислительные сети Ethernet, использующие протокол TCP/IP.

        Так же отображён экран оператора с экраном-мнемосхемой, на котором отображена воздушная завеса, её работа и показания, которые доступны оператору.

        Экран оператора «Воздушная завеса»

        Экран оператора «Воздушная завеса»

         

        СДКУ системами вентиляции и теплоснабжением (продолжение)

        Диспетчеризация вентиляции.

        Системы вентиляции предназначены для притока свежего воздуха и удале­ния вредных примесей, образующихся в закрытом помещении (углекислого газа, пыли и т.п.). Помимо этого, системы вентиляции осуществляют очистку, подогрев, охлаждение или увлажнение приточного воздуха.

        Кадр мнемосхемы системы управления вентиляцией

        Кадр мнемосхемы системы управления вентиляцией

        Автоматика системы вентиляции осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков температуры. Зачастую подобные уст­ройства монтируются в помещениях и воздуховодах. В совокупности представ­ленные датчики позволяют отслеживать состояние, ресурс, а также аварийные режимы работы оборудования.

        Система комплексной автоматизации и диспетчеризации вентиляции обеспечи­вает управление установкой по заданному алгоритму:

        • с АРМ оператора инженерных систем;
        • со щита локальной автоматики;
        • по заданной временной программе установки.

        Среди функций диспетчеризации вентиляции и кондиционирования следует отме­тить следующие:

        • индикация параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;
        • извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;
        • оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуа­циях;
        • запуск аварийной вентиляции при пожаре для удаления дыма (осуществляется в случае срабатывания пожарной сигнализации);
        • поддержание параметров воздуха в соответствии санитарным нормам;
        • защита установки от замораживания в холодный период года;
        • регулирование температуры воздуха, проникающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;
        • перевод систем как приточной, так и вытяжной вентиляции в режим энергосбе­режения в часы пониженных нагрузок;
        • отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения вентиляционно-вытяжных установок.

        В системе вентиляции обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

        • состояние приточно-вытяжных вентсистем;
        • состояние вытяжных вентиляторов;
        • авария вентсистемы;
        • засорение фильтра;
        • заморозка системы;
        • температура уличного воздуха;
        • температура приточного воздуха на выходе системы приточной вентиляции;
        • температура теплоносителя после калорифера;
        • степень открытия регулировочного клапана;
        • дистанционное управление вентиляторами с пульта оператора.

        Контроллерный уровень выполнен на контроллере ТРМ 133 (производство фирмы ОВЕН). Связь между ТРМ 133 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер по RS-485.

        Диспетчеризация системы освещения.

        В системе освещения обеспечивается контроль следующих параметров:

        • контроль освещения лестничных пролётов;
        • контроль освещения по этажно;
        • контроль за дежурном освещением;
        • контроль освещения фасада.

        Контроль за освещением может, осуществляется как с операторского места, так и в помещении дежурного электрика посредством панели оператора серии Delta DOP — АЕ (производство фирмы Delta).

        Контроллерный уровень выполнен на контроллере ПЛК 154 и дискретного модуля вывода МВУ (производство фирмы ОВЕН). Связь между ПЛК 154 и МВУ осуществляется по RS-485, с панелью оператора по RS-232 интерфейсу. Связь между ПЛК 154 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер СоDeSys по производственной сети Ethernet.

         

        СДКУ системами вентиляции и теплоснабжением(начало)

        Автоматизированная система диспетчерского контроля и управления (СДКУ) системами вентиляции и теплоснабжением.

        Введение.

        При создании систем диспетчеризации возникает естественный вопрос: «На оборудовании, каких фирм реализовать данную систему? Какое программное обеспечение пульта оператора выбрать?». Можно конечно воспользоваться уже зарекомендовавшими себя в Европе известными брендами для автоматизации зданий со своими SCADA- системами на основе протоколов Lon Works или Вас Net.

        Но как показывает практика, этот подход не всегда работает в условиях России по ряду причин: высокая цена, наличие у конкретного производителя автоматики только некоторых систем и нежелание заказчика отдавать весь объём инженерных систем в одни руки. Вот и получается, что чаще всего мы имеем здание с инженерными системами, имеющими локальную автоматику различных производителей ни как не взаимодействующих между собой. Для объединения этих подсистем с помощью программного обеспечения использовалось в качестве центра системы Интеллектуальное здание SCADA система TRACE MODE, связывающая различное оборудование и протоколы

        Объём автоматизации.

        Разработанный проект диспетчеризации систем теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования и освещения был выполнен на SCADA TRACE MODE профессиональная версия. Проектом предусмотрено диспетчеризация следующего оборудования:

        • ИТП (горячее водоснабжение, отопление и ХВС);
        • учёт потребления тепло ресурсов;
        • освещение дежурное;
        • система вентиляции;
        • системы кондиционирования.

         

        Основные функции системы.

        Основные управляющие функции:

        • Представление информации, о ходе технологического процесса контролируемого объекта на цветных экранах мониторов в реальном масштабе времени в графическом виде, с использованием мнемосхем и анимации;
        • дистанционное управление, поддержание режимов работы технологического оборудования инженерных систем;
        • управление инженерными системами в случае возникновения пожара;
        • контроль и регистрация действий оператора;
        • диагностирования подсистем второго и третьего уровней (контроллеров и датчиков);
        • конфигурирование и настройки контроллеров, сети передачи данных, каналов измерений;
        • автоматизированной подготовки установленных отчётных документов. Основные информационные функции:
        • централизованный контроль и изменение технологических параметров;
        • визуализация технологических процессов в виде экранных форм (мнемосхема);
        • контроль состояния и режимов работы оборудования;
        • ведение баз данных технологических параметров и состояния оборудования, действий диспетчера с возможностью вывода исторической информации, отчёта тревог;
        • предупредительная звуковая (речевая) сигнализация состояния оборудования, нештатных ситуаций;
        • администрирование пользователей по ограничению доступа по работе с системой.

        АРМ оператора разработан на базе TRACE MODE 6 Док МРВ+ фирмы Adаstra Research Group, Ltd. Создан удобный операторский интерфейс в графическом редакторе Инструментальной среды разработки TRACE MODE 6. Рабочее место представляет собой ПК с ЖК — монитором.

        Для каждой из подсистем СДКУ систем теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, имеется отдельный экран-мнемосхема. Кроме того, в проекте созданы экраны графиков, всплывающие экраны тревог и звуковая сигнализация аварийных и предупредительных ситуаций.

        Общее описание и функции системы.

        В качестве ПО верхнего уровня СДКУ используется SCADA система TRACE MODE. В состав СДКУ входят следующие составные части:

        • первичные датчики, приборы учёта для сбора и передачи информации, ис­полнительные механизмы с электроприводами, коммутационные элементы для управления;
        • шкафы управления, обеспечивающие обработку информации, управление и интерфейсную связь с диспетчерским пунктом;
        • автоматизированная рабочая станция (АРС) диспетчерского управления на базе персонального компьютера для централизованного контроля и управления инженерными системами с установленным программным комплексом на базе SCADA- системы TRACE MODE.

        Диспетчеризация горячего водоснабжения и отопления.

        В ИТП обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

        • состояние циркуляционных насосов;
        • авария циркуляционных насосов;
        • режим работы насосов;
        • температура сетевой воды;
        • давление сетевой воды;
        • расход сетевой воды;
        • расход подпиточной воды;
        • температура сетевой воды на входе и выходе подогревателей;
        • давление сетевой воды на входе и выходе подогревателей;
        • температура в контуре ГВС;
        • давление в системе ГВС;
        • температура в контуре отопления;
        • давление в контуре отопления;
        • опрос счётчика тепло энергии.

        Основным источником тепла, поступающего в ИТП, является городская теплосеть. На входе в ИТП находятся два преобразователя расхода, которые подключены к коммерческому счётчику тепла Вист. Обмен данными между теплосчетчиком и АРМ оператора производится по протоколу MODBUS RTU. На АРМ также выводится информация о состояниях насосов ГВС и ЦО посредством снятия с них унифицированных сигналов через ECL Comfort 301 — электронный регулятор  температуры, который регулирует подачу теплоносителя через теплообменник в системы ГВС и ЦО. Обмен данными между электронным регулятором температуры и АРМ оператора производится по интерфейсу RS-485 по протоколу MODBUS RTU. На рисунке показана схема, которая является принципиальной, поэтому не может содержать всех элементов, необходимых для систем отопления.

        Принципиальная схема системы ГВС

        Так же на прямом и обратном трубопроводе установлены унифицированные датчики давления, которые заведены на модуль аналогового ввода МВА (производства фирмы ОВЕН). Далее по интерфейсу RS-485 по протоколу ОВЕН опрашивается контроллером ПЛК 100 (производства фирмы ОВЕН), и выводится на панель оператора в помещении ремонтного персонала. Обмен данными между АРМ оператора и контроллером осуществляется через ОРС-сервер СоdeSys по производственной сети Ethernet.

         

        Проект «Водонапорная башня»

        Объект регулирования — накопительная емкость (группа емкостей).

        Измерительный элемент датчик уровня с выходом 4-20мА.

        Исполнительные механизмы четыре скважных насоса, управление дискретное (пуск-стоп).

        Требуемый алгоритм работы:

        • 80% уровня — пуск  насоса №1  90% уровня стоп  насоса №1
        • 75% уровня  пуск  насоса №2   85% уровня стоп насоса №2
        • 70% уровня пуск  насоса №3   80% уровня стоп  насоса №3
        • 65% уровня пуск насоса №4    75% уровня стоп насоса №4

        Уровни могут быть скорректированы по результатам эксплуатации с ПЛК или панели.

        Нумерация насосов меняется в зависимости от времени наработки, наивысшую нумерацию имеет насос с наибольшей наработкой.

        Как альтернативный вариант смена нумерации насосов происходит циклично, через заданный временной интервал.

        Схема управления задачи

        ПЛК63, использованный в задаче

        Система реализована на ОВЕН ПЛК 63 в программной среде CoDeSys.

         

         

        Возможности расширения функционала схемы управления: Подключение резервного датчика уровня, индикация работы насосов. сигнализация аварийного состояния , блокировки, защиты, плавное управление насосами с помощью частотных преобразователей и т.д.

        Контакты разработчика: sbor_shitov@mail.ru