STRUČNO USAVRŠAVANJE
OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA
XVII. tečaj 14. i 15. studenog 2014.
TEMA:
" SREDIŠNJI NADZORNI I UPRAVLJAČKI SUSTAVI U GRAĐEVINI
S PRIMJERIMA PRIMJENE "
Autori:
Prof. dr. sc. Petar Donjerković, dipl.ing.strojDonProjekt, Zagrebmr.sc. IVAN CETINIIĆ, dipl.ing.strojArhitektonski fakultet, ZagrebZDENKO VAŠATKO, dipl.ing.strojArhitektonski fakultet, Zagreb
Središnji nadzorni i upravljački sustavi u grañevini s primjerima
primjeneprimjene
Prof. dr. sc. Petar Donjerković
Uvod
• Predavanje se odnosi na mikroprocesorskeregulatore koji se koriste u komercijalnim grañevinama. Ti regulatori mjere signale iz osjetnika, provode upravljačke algoritme u programima (softveru) i poduzimaju samoispravljajuće djelovanje u obliku izlaznih signala prema izvršnim članovima. Budući da su programi i obradba u digitalnom obliku, ovaj tip regulacije poznat je i pod imenom digitalna regulacija. poznat je i pod imenom digitalna regulacija. Mikroprocesorski regulatori mogu se koristiti kao pojedinačni regulatori ili mogu biti uključeni u hijerarhijski sustav upravljanja grañevinom koji koristi minikompjutor ili osobno računalo (PC) kao nadreñeno, a koje omogućuje dodatne funkcije. Pojedinačni regulator može biti u nekoliko oblika. Najjednostavniji od njih upravlja samo jednom regulacijskom petljom, dok složeniji mogu upravljati s više petlji. Što sustavi postaju složeniji, obuhvaćaju više mogućnosti u programiranju i više funkcija.
• Predavanjem sa razmatraju regulatori kao zasebnejedinice, te primjena regulatora u sustavima upravljanja termotehničkim postrojenjima,sustavima zaštite i nadzora u grañevinama. Predavanje treba omogućiti bolje i lakše sporazumijevanje inženjera termotehnike s sporazumijevanje inženjera termotehnike s inženjerom automatike u zajedničkom radu rješavanja problema automatskog upravljanja i nadzora postrojenja termotehnike, energetike općenito, zaštite i nadzora grañevine, te voñenja tehnoloških procesa u grañevini općenito. Osim ovog predavanja postoji opširna literatura koja ovu problematiku obrañuje.
• Regulatorski program (software)– Operativni program koji upravlja osnovnim djelovanjem regulatora,
– Primjenjivi program koji se odnosi na posebite, naročite zahtjeve glederegulacije u konkretnim slučajevima primjene.
• Sustavni program• Sustavni program
• Primijenjeni program (software)
• Program za digitalnu regulaciju
Tipični upravljački operatori
• Sekvenca• Reverziranje• Omjer• Proporcionalno, integralno i derivabilno• Analogno upravljan digitalni izlaz• Analogno upravljan digitalni izlaz• Digitalno upravljan analogni izlaz• Analogno upravljan analogni izlaz• Maksimalni ulaz• Minimalni ulaz• Kašnjenje
Primjer naredbodavnog i rezidualnog prioriteta
Vrijeme Djelovanje programa regulacije
Vrijednost reguliranog prioriteta
Regulacijski izlaz
(žaluzine za miješanje zraka)
t0
Program za digitalnu regulaciju upravlja žaluzinama za vanjski i optočni zrak radi održavanja stal-ne temperature izmiješanog zra-ka (prema suhom
6
žaluzine se postavljaju u položaj da održavaju temperaturu miješanog zraka
zra-ka (prema suhom termometru)
t1
Aktivira se program za entalpiju (naredbodavni prioritet 15, rezi-dual-ni prioritet 15) 15
žaluzine se pokreću u položaj za minimalnu količinu vanjskog zraka
tn
Program za entalpiju vraća se na lokalnu regulaciju (naredbodavni prioritet 15, rezidualni prioritet 6) 6
žaluzine ostaju u položaju za minimalnu količinu vanjskog zraka
tn+1
Program za digitalnu regulaciju preuzima regulaciju (naredbodavni prioritet 6, rezidualni prioritet 6)
6
žaluzine se postavljaju u položaj da održavaju temperaturu izmiješanog zraka prema suhom
termometru
Sažeti prikaz programa za gospodarenje energijom koji se može
integrirati u mikroprocesorski regulator, a prikazan je primjerima od A do I
• A) Optimalno pokretanje (start)
• D) Program noćnog provjetravanja (ventiliranja) prostora
a)Vanjski zrak iznad točke promjene pogona ljeto-zima - približno 10°C
b) Vanjska temperatura je ispod temperature prostora za prethodno odreñenu
razliku
c) Rosište vanjskog zraka je niže od 15°C
d) Temperatura (unutarnjeg) prostora je za neku minimalnu vrije-dnost iznad d) Temperatura (unutarnjeg) prostora je za neku minimalnu vrije-dnost iznad
temperature za noćno provjetravanje - približno 26°C.
Program za upravljanje grañevinama
• Modul isključenosti alarma
• Modul nadzora alarma
• Komunikacijski modul
• Modul globalne (zajedničke) točke• Modul globalne (zajedničke) točke
• Modul za vrijeme aktivnosti
• Modul za vremenske i dogañajne
programe
Programiranje regulatora
• Kategorije programiranja
– Programiranje konfiguracije
– Programiranje inicijalizacije/uvoñenja sustava u rad
– Programiranje datoteka
– Programiranje korisniku prilagoñene regulacije
Podjela na regulacijske petlje
• Tipični središnji sustav klimatizacije može zahtijevati nekoliko regulacijskih petlji koje obuhvaćaju različite kombinacije:
– regulaciju temperature u odsisnom sustavu
– regulaciju temperature miješanja struja svježeg i povratnog zraka
– regulaciju temperature grijane zone– regulaciju temperature grijane zone
– regulaciju temperature hlañene zone
– regulaciju vlažnosti ili rosišta
– regulaciju statičkog tlaka dobavnog ventilatora
– regulaciju protoka zraka odsisnog ventilatora
• Odreñivanje ulaza i izlaza
• Osnivanje, pisanje i kompilacija programa
• Viši programski jezik
• Problemski usmjeren programski jezik
• Assemblerski programski jezik
• Ispravljanje, instaliranje, unošenje datoteka iprovjeravanje
Računalom programirana regulacijaPrimjer 1.: Mikroprocesorska regulacija toplinske stanice s priključkom na magistralni
vrelovodni toplinski izvor - neizravni priključak (sl. V-20)
Toplovodne Kotlovnice
• Postrojenje je s potpuno automatskim pogonom, programski upravljano i voñeno preko mikroprocesorske podstanice u kojoj su sadržani programi:- program zaštite kotla od niske temperature u napojnom vodu- program stalne vrijednosti temperature vode na izlazu iz kotla- program održavanja temperature polaznog voda sustava
toplovodnog grijanja u ovisnosti o vanjskoj tempareturi- program održavanja stalne temperature u akumulatoru
potrošne tople vode- program ekonomičnog rada crpnih agregata u ovisnosti o
potrošnji topline sustava u cjelini- program dijagnostike i nadzor ispravnosti rada sustava u
cijelosti uz mogućnost praćenja i promjene parametara fizikalnih veličina
- program zaštite od pojave legionele u akumulacijskom spremniku potrošne tople vode zagrijavanjem vode na 80°C u vremenski programiranim razmacima.
Funkcionalna shema mikroprocesorske regulacije kotlovskog postrojenja s jednim
sustavom potrošača toplovodnog grijanja i sustavom potrošne tople vode s akumulatorom
tople vode
Opis i prikaz regulacije klima-komore sa sustavom povrata energije iz otpadnog
zraka i procesom miješanja struja zraka
Opis i prikaz mikroprocesorske regulacije klima-komore s kombiniranim
povratom energije - povrat energije iz otpadnog zraka i povrat energije
procesom miješanja
Mikroprocesorska podstanica u kojoj su programski sadržane sve funkcije za optimalanrad, kontrolu i upravljanje postrojenja, obuhvaća slijedeće:
1. Regulaciju i nadzor rada ventilatora s programom pojedinačnog uključivanja ventilatorskih jedinica
2. Nadzor začepljenosti filtara3. Upravljanje radom cirkulacijskih crpki, funkciju zaštite i blokiranja4. Godišnji, tjedni i dnevni programi uključivanja za zadane vrijednosti i brojeve
okretaja ventilatoraokretaja ventilatora5. Optimalna zaštita od smrzavanja koja obuhvaća:
- početno uključivanje protusmrzavajuće zaštite- klizni regulator protusmrzavajuće zaštite na strani vode- povrat topline sa zaštitom od smrzavanja
6. Upravljanje sa zaklopkama za miješanje, što obuhvaća:- mogućnost izbora minimalnog udjela vanjskog zraka- prekapčanje na ljetni odnosno zimski režim rada- noćno hlañenje (ljeti)- slobodno hlañenje vanjskim zrakom
7. Sekvencijalna regulacija temperature koja programom meñusobno povezuje grijač, hladnjak, povrat energije i sustav zaklopki
8. Regulacija temperature- izravna regulacija temperature prostora (odsisnog zraka)- regulacija temperature ubacivanog zraka- kaskadna regulacija
Opis i prikaz mikroprocesorske regulacije klima-komore s kombiniranim
povratom energije - povrat energije iz otpadnog zraka i povrat energije
procesom miješanja
- kaskadna regulacija- regulacija dogrijača- ljetna kompenzacija (prema vanjskoj temperaturi)
9. Regulacija vlažnosti- konstantna regulacija točke rosišta- kaskada vlažnosti / temperatura prostora- klizna ragulacija vlaženja / odvlaživanje