Centrala nawiewno-wywiewna - problem z doborem algorytmu

Witam wszystkich!

Mam za zadanie napisanie programu na sterowniku PLC (TAC XENTA), sterującego pracą centrali wentylacyjnej nawiewno-wywiewnej z wymiennikiem krzyżowym w budynku mieszkalnym. Centrala ta posiada went. nawiewu i wywiewu, wymiennik nagrzewnicy wodnej (siłownik + czujnik temp. + pompa), chłodnica freonowa (zał./wył.) oraz czujniki temp: w pomieszczeniu, zewnętrzna, nawiew za centralą, wywiew za wymiennikiem krzyżowym. Planuję zrobić regulację kaskadową - sekwencyjną ale nie wiem jak się za to zabrać.

Sterowanie wentylatorami jest łatwe najgorzej że nie mogę wymyśleć algorytmu regulacji temperatury w pomieszczeniu. Spotkałem się w książce z dwóch regulatorów PI (kaskada). Jak dobiera się nastawy takiego regulatora?

Proszę kolegów o pomoc, może ktoś ma przykładowy schemat aplikacyjny tego typu regulacji, albo książke na ten temat.

Proszę chociaż o algorytm regulacji w takim przypadku sterowania. Nie musi być gotowy program liczy się pomysł.

Witam,

Chłodzenie/ogrzewanie realizuje się za pomocą połączenia histerezy z regulatorem typu P (chodzi o to żeby co chwila nie zmieniać położenia siłowników). W przypadku startu centrali powinny najpierw otworzyć się przepustnice (syg. startu dla siłowników) a dopiero po pewnym czasie wentylatory (tak, żeby startowały one już przy w pełni otwartych przepustnicach - czasy opóźnienia najlepiej skorygować podczas uruchomienia). Oddzielną sprawą jest sterowanie bypassem na wymienniku krzyżowym. Realizuje się to za pomocą presostatu lub czujki temp (B4 na zamieszonym schemacie). Bypass powinien się otwierać w momencie szronienia wymiennika. Z tego co widzę to na schemacie ideowym centrali niepotrzebne są temp. B5 i presostat P3 (bo jest przecież frost), a brakuje presostatów na wentylatorach.

W razie gdyby coś jeszcze nie było jasne proszę pytać, gdyż ja na codzień programuję i projektuje tego typu zabawki, także postaram się jakoś moją wiedzą podzielić.

Pozdrawiam

P3 to jest czujnik suchobiegu pompy (może źle go narysowałem). Nie ma presostatów wentylatorów.

Przepustnice wlotowe i wylotowe są otwierane, gdy załączone są wentylatory, to rozumiem.

Zamiast siłownika chłodnicy Y4 mam zamiar zastosować agregat sprężarkowy freonowy (zał./wył.).

Nie ma również siłownika by-passu wymiennika krzyżowego. A jak wykorzystać czujnik temp. za wymiennikiem?

Może pan rozjaśnić nieco regulację kaskadową regulacji temperatury i jak sterować siłownikiem nagrzewnicy i jak załączać sprężarkę?

Wszystko to planuje zrobić na sterowniku TAC XENTA 301 w którym mam różne bloki (PID, histereza, bloki funkcyjne i inne wykorzystywane w ciepłownictwe). A tam mam 6 wyjść przekaźnikowych, 12 wejść uniwersalnych i 2 wyjścia analogowe 0-10V.

Sterowanie dwoma wentylatorami 2 biegowymi (0,1,2), sterowanie pompą i agregatem, to już mam 6 wyjść zajętych.

Dodano po 44 [minuty]:

Dlaczego B5 jest zbędny?, przecież trzeba w pewien sposób kontrolować temperaturę w instalacji.

matrix1185 napisał:

P3 to jest czujnik suchobiegu pompy (może źle go narysowałem). Nie ma presostatów wentylatorów.
...
Sterowanie dwoma wentylatorami 2 biegowymi

To co Kolega zrobi jak zepsuje się jeden z wentylatorów? Wytworzy się pod- lub nadciśnienie w centrali. W związku z brakiem zastosowania falowników nie ma nawet możliwości wyciągnięcia sygnału z alarmu falownika.

matrix1185 napisał:

Przepustnice wlotowe i wylotowe są otwierane, gdy załączone są wentylatory, to rozumiem.

Ważne jest żeby wentylatory nie dmuchały w momencie, gdy przepustnice są zamknięte, dlatego najlepiej zastosować opóźnienie czasowe załączenia wentylatorów po starcie siłowników.

matrix1185 napisał:

Zamiast siłownika chłodnicy Y4 mam zamiar zastosować agregat sprężarkowy freonowy (zał./wył.).

Tutaj nie ma problemu, tylko naturalnie standard chłodzenia będzie niższy (nawiewane będzie bardzo zimne powietrze).

matrix1185 napisał:

Nie ma również siłownika by-passu wymiennika krzyżowego. A jak wykorzystać czujnik temp. za wymiennikiem?

Czy mógłby Kolega bardziej sprecyzować, bo jeżeli nie ma siłownika bypassu to albo przepustnica będzie zamknięta i w przypadku szronienia dojdzie do uszkodzenia centrali, albo będzie cały czas otwarta i de facto wymiennik krzyżowy nie będzie spełniał swojej funkcji, gdyż powietrze będzie szło bypassem, w związku z czym częściej będzie pracować nagrzewnica, co się przełoży na zwiększone koszta eksploatacji centrali.

matrix1185 napisał:

Może pan rozjaśnić nieco regulację kaskadową regulacji temperatury i jak sterować siłownikiem nagrzewnicy i jak załączać sprężarkę?

Z tego co wynika ze schematu ideowego to mamy tutaj do działania z zaworem trójdrożnym (umożliwiającym płynna regulację) i pompą ciepła. W przypadku potrzeby grzania pompa powinna dostać sygnał startu a zawór trójdrożny się stopniowo otwierać (np. co 10%), aż wartość temp. pomieszczenia nie dojdzie do wartości sumy temp. zadanej + histerezy. W przypadku osiągnięcia tego punktu sterownik powinien zacząć domykać zawór do momentu aż temperatura dojdzie do wart. zadanej. W przypadku spadku temp. pomieszczenia do wartości różnicy temp. zadanej i histerezy sterownik powinien zacząć otwierać zawór.

matrix1185 napisał:

Dlaczego B5 jest zbędny?, przecież trzeba w pewien sposób kontrolować temperaturę w instalacji.

Ponieważ z punktu widzenia sterowania nie ma on żadnego wpływu na pracę centrali. Zakładam, że czynnik dostarczany jest z zewnątrz, na co pewnie Kolega nie ma wpływu. Temperatura B5 (woda zasilanie) może służyć jedynie celem informacji, czy czynnik doprowadzany z zewnątrz ma odpowiednią temperaturę (przynajmniej 65 stopni Celsjusza), gdyż w przypadku problemów z ogrzewaniem winę można zrzucić na ciepłownię, gdy warunek ten nie będzie spełniony.

Pozdrawiam

Wentylatory mają zabezpieczenie termiczne jeśli jeden z nich się uszkodzi wyłączy centralę.

Centrala jest firmy VTS typ Ventus VS15 tam nie ma obejścia wymiennika krzyżowego oraz presostatów wentylatorów. Myślałem że jeśli będzie następowało zamarzanie wymiennika krzyżowego to sterownik zamknie przepustnicę nawiewu i wyłączy wentylator nawiewny. Po ustalonym czasie nastąpi załączenie wentylatora nawiewu i otwarcie przepustnicy nawiewnej.

Dodano po 26 [minuty]:

Dla jasności są to wentylatory 1 fazowe 230V 2 biegowe
posiadają tylko styk termiczny. Producent nie przewidział dla tego typu centrali presostatów wentylatorów.

matrix1185 napisał:

Wentylatory mają zabezpieczenie termiczne jeśli jeden z nich się uszkodzi wyłączy centralę.

Chodzi o zabezpieczenie termiczne nadprądowe (popularny termik np. seria ZB Moellera), czy zabezpieczenie termiczne w rozumieniu styku, który reaguje na sygnał z czujnika temperatury PTC w momencie, gdy silnik pracuje w zbyt wysokiej temperaturze niż wynika to ze środowiska do którego został przeznaczony?

Zastosowanie tych rozwiązań w rzeczywistości nie daje 100% pewności wykrycia awarii wentylatora przez sterownik. Dlatego zgodnie ze sztuką daje się presostaty.

Styk termiczny się nie zewrze jak wybije termik nadprądowy (bo temp. nie zostanie przekroczona), a spowoduje to zatrzymanie się wentylatora.

matrix1185 napisał:

Centrala jest firmy VTS typ Ventus VS15 tam nie ma obejścia wymiennika krzyżowego oraz presostatów wentylatorów. Myślałem że jeśli będzie następowało zamarzanie wymiennika krzyżowego to sterownik zamknie przepustnicę nawiewu i wyłączy wentylator nawiewny. Po ustalonym czasie nastąpi załączenie wentylatora nawiewu i otwarcie przepustnicy nawiewnej.

Wydaje mi się, że ten algorytm nie zawsze zadziała - wystarczy, że wewnątrz pomieszczenia będzie też temperatura ujemna - spowoduje to dalsze zamarzanie wymiennika; mało tego nie będzie możliwości ogrzania pomieszczenia. Wiem, że to sytuacja ekstremalna, aczkolwiek zawsze wychodzę z założenia, że jak się coś może zepsuć to na pewno się zepsuje

Jutro w pracy porozmawiam z technologiem jak się tego typu problemy rozwiązuje i postaram się dać odpowiedź, gdyż dotychczas u mnie wszędzie był stosowany bypass w przypadku korzystania z wymiennika krzyżowego.

Tak jeszcze pomyślałem, że może warto by się skontaktować z producentem, co oni proponują, bo prawdę mówiąc mam wizję uruchomienia centrali np. w okresie zimowym, przy nieskończonej budowie, gdzie nie ma wstawionych nawet okien. Sterownik przejdzie w tryb odmrażania wymiennika i z niego nie wyjdzie, bo będzie potrzebował temp. za wymiennikiem przynajmniej 6 stopni, a klient nie podpisze odbioru. Tak jeszcze nawiasem mówiąc centrala powinna wchodzić w ten tryb pracy przy temperaturze +4 stopnie lub niższej.

Przepraszam, że nie podałem jakiego typu zabezpieczenie termiczne.
Oczywiście chodzi o styk termobimetaliczny w silniku. Wiem, że to nie daje 100% gwarancji że wentylator działa ale co ja na to poradzę skoro producent nie przewidział presostatów sprężu wentylatorów.

Jeszcze napiszę pismo do VTS w tej sprawie.

Cytat:

Tak jeszcze pomyślałem, że może warto by się skontaktować z producentem, co oni proponują, bo prawdę mówiąc mam wizję uruchomienia centrali np. w okresie zimowym, przy nieskończonej budowie, gdzie nie ma wstawionych nawet okien. Sterownik przejdzie w tryb odmrażania wymiennika i z niego nie wyjdzie, bo będzie potrzebował temp. za wymiennikiem przynajmniej 6 stopni, a klient nie podpisze odbioru. Tak jeszcze nawiasem mówiąc centrala powinna wchodzić w ten tryb pracy przy temperaturze +4 stopnie lub niższej.

Tak ekstremalnych warunków użytkowania nie przewiduje...

Po za tym w sterowniku jest program czasowy i bloki alarmowe które w wypadku nieprawidłowości wyłączą centralę.

Pracuje pan w firmie, która zajmuje się wentylacją i klimatyzacją?

matrix1185 napisał:

Pracuje pan w firmie, która zajmuje się wentylacją i klimatyzacją?

Tak jakoś wyszło Jestem tam automatykiem - głównie projekt elektryczny, soft na PLC i uruchomienie na obiekcie.

Propos tej centrali to ja bym się tylko dowiedział, jaka jest ich propozycja do defrostu wymiennika, bo reszta algorytmu jest poprawna, a jak nie ma presostatów to wiadomo - człowiek się ratuje jak może

Witam serdecznie!

Dzwoniłem do doradcy handlowego VTS. Mają niezły bałagan w tym katalogu... Okazało się że jest obejście wymiennika krzyżowego, można zamontować siłownik by-passu ale nie ma presostatu oblodzenia tegoż wymiennika.

Panie Kubai jak sterownik ma kontrolować szronienie wymiennika krzyżowego? Podobno można wykorzystać czujnik temp. za odzyskiem po stronie wywiewnej.

Nie bardzo rozumiem te rozwiązanie.

Oczywiście jeśli temp. na zewnątrz będzie poniżej 3 stopni celsjusza to logiczne jest że może wystąpić zjawisko szronienia.

Proszę o pomoc i wyjaśnienie

Ponadto okazało się że również są możliwe do zamontowania presostaty sprężu wentylatorów.... Ehh nie lubie nie źle opisanych katalogów...

Pozdrawiam

Zaczynając od bypassu, to wystarcza siłownik sterowany cyfrowo (0, 1) bez sprężyny powrotnej, bo w przypadku zaniku napięcia i tak czerpnia i wyrzutnia się zamkną a po powrocie napięcia sterownik wysteruje siłownik.
Idea sterowania zaworem bypassu na załączonym rysunku 'bypass.' Temperatura za wymiennikiem to temperatura B4 na schemacie ideowym. Należy zwrócic uwagę, że wykres osi Y odwróciłem i 0 jest do góry (bypass jest zamknięty) a 1 na dole (bypass otwarty).

Pozdrawiam

temperatura po stronie wywiewnej B4 ma tak niską wartość??

Dobrze ale teraz może nieco inne pytanie. Spotkałem się kiedyś ze schematem elektrycznym, na którym nie było pomiaru temp. za wymiennikiem. Był natomiast presostat oblodzenia wymiennika przed i za wymiennikiem po stronie wywiewnej.
To byłoby w sumie prostsze do sterowania tak mi się wydaje.

Aha jeszcze jedno bo już zwątpiłem w przypadku by-passu wymiennika krzyżowego gdzie jest kierowane powietrze omijające wymiennik?

Pytanie może być proste ale nigdzie nie mogę znaleźć odpowiedzi w necie.

Dodano po 2 [minuty]:

Oraz czy należy wyłączyć wentylator nawiewu?

matrix1185 napisał:

temperatura po stronie wywiewnej B4 ma tak niską wartość??

Wg ogólnych zasad fizyki woda zamarza w temp. poniżej 0 stopni, stąd prewencja przy 4.

matrix1185 napisał:

Dobrze ale teraz może nieco inne pytanie. Spotkałem się kiedyś ze schematem elektrycznym, na którym nie było pomiaru temp. za wymiennikiem. Był natomiast presostat oblodzenia wymiennika przed i za wymiennikiem po stronie wywiewnej.
To byłoby w sumie prostsze do sterowania tak mi się wydaje.

Lepiej zastosowac presostat, a taniej czujnik NTC.

matrix1185 napisał:

Aha jeszcze jedno bo już zwątpiłem w przypadku by-passu wymiennika krzyżowego gdzie jest kierowane powietrze omijające wymiennik?

Pytanie może być proste ale nigdzie nie mogę znaleźć odpowiedzi w necie.

Wlaśnie na bypass Jest to nic innego jak inna droga dla powietrza, jednak układ wykorzystując tą drogę nie wymienia ciepła, przez co zwiększa się koszt eksploatacji centrali.

matrix1185 napisał:

Oraz czy należy wyłączyć wentylator nawiewu?

Nie - po to jest bypass, żeby powietrze swobodnie płynęło, a wymiennik się podgrzeje powietrzem wywiewanym, które go odszroni.

Pozdrawiam

Cytat:

Wg ogólnych zasad fizyki woda zamarza w temp. poniżej 0 stopni, stąd prewencja przy 4.

Wiadomo, że woda zamarza przy takiej temp..... i nie chodzę do sklepu MM

Może moje pytanie jest bez sensu ale po prostu dorwałem wczoraj aplikacje od sterowania centrali nawiewno-wywiewnej z wymiennikiem krzyżowym. Chcę sprawdzić czy ktoś ją dobrze napisał.

W tej aplikacji jest przepustnica obejściowa wym. krzyżowego, dodatkowo presostat oblodzenia tegoż wymiennika po stronie wywiewnej.
Logika działania zabezpieczenia przed szronieniem jest taka, że jeżeli jest potwierdzenie pracy wentylatora wywiewnego i styk od presostatu oblodzenia jest załączony to wentylator nawiewu jest wyłączany max. na 20 min.

Po tym czasie albo jeżeli wcześniej wymiennik zostanie odszroniony następuje ponowne załączenie wentylatora nawiewnego.

Teraz moje pytanie jest takie:

Czy są jeszcze inne rodzaje przepustnic obejściowych, które po prostu kierują powietrze wlotowe bezpośrednio do wylotowego a powietrze wywiewane z pomieszczenia jest kierowane z powrotem do pomieszczenia jednocześnie przepływając przez wymiennik ogrzewając go.

Inaczej sobie tego nie wyobrażam...

Proszę o pomoc

W sumie na oczy jeszcze nie widziałem tej centrali i nie mam okazji zobaczyć jak wygląda wewnątrz.

Dodano po 12 [minuty]:

w tej aplikacji jest zastosowany regulator PI jako "Sekwencyjna regulacja ogrzewania i odzysku"

Małe sprostowanie spowodowane prawdopodobnie wczorajszą ładną pogodą

W tej aplikacji w przypadku spadku ciśnienia i potwierdzenia pracy went. wywiewu zostaje wyłączony wentylator nawiewu po okresie 20 min. jeżeli wymiennik nie zostanie odblokowany. Proces rozmrażania jest realizowany poprzez stopniowe otwieranie przepustnicy obejściowej wymiennika.

Przepraszam mój błąd nie zauważyłem jednej tak wiele znaczącej kreski

Takie jeszcze pytanie mam co do realizacji włączenia agregatu chłodniczego.

Rozumiem, że musi on być włączony jeżeli temp. na zewnątrz jest załóżmy powyżej 28 stopni ponadto jest sygnał zadziałania wentylatora nawiewu oraz temp. w pomieszczeniu wynosi powiedzmy 25 stopni.

Czy coś brakuje w tym algorytmie?

Problem rozwiązany wszystko działa jak należy zamykam temat.