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)

• B) Optimalna obustava

• C) Program noćnog ciklusa

• 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.

• E) Program entalpije

• F) Program područja nulte energije

• G) Program sniženja opterećenja postrojenja grijanja ili hlañenja

• H) Program za ciklički rad

• I) Program za razdiobu potrošnje električne energije

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

Analiza regulacijske primjene

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

Jednostavna regulacijska petlja

• 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

SUSTAVI KLIMATIZACIJE

Mikroprocesorska regulacija standardne klima komore

Prikaz položaja regulacijskih zaklopki u funkciji vanjske temperature

Prikaz položaja regulacijskih ventila grijača i hladnjaka u ovisnosti o

temperaturi vanjskog zraka

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

Hvala na pažnji !

Središnji nadzorni i upravljački sustavi u grañevini s primjerima primjene

Prof. dr. sc. Petar Donjerković