Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Centrala wentylacyjna - cykl wykonywania procesu

McMarco 26 May 2014 20:27 3477 14
Ochrona Domu
  • #1
    McMarco
    Level 10  
    Witam! Nie znalazłem niczego podobnego na forum, w związku z tym piszę tutaj. Jest to bardzo błahe pytanie ale zawsze od czegoś trzeba zacząć. Chciałbym się nauczyć pisać programy dla prostych central wentylacyjnych. Dlatego, chciałbym wiedzieć co od czego uzależnić.
    Powiedzmy mamy centralę wentylacyjną (obojętnie jaką np. vts), do niej nagrzewnica, czujniki temperatury, siłowniki (przepustnice) oraz wentylator wywiewu oraz nawiewu. To jest tylko przykład. No i teraz chciałbym napisać program w języku np. drabinkowym LD (chyba że polecacie w blokowym?), aby ta centrala spełniała swoje zadanie. I teraz jak co po czym ma zadziałać po kolei to wszystko tworzyło zgrany proces? W jaki sposób aparatura kontrolno - pomiarowa ma wpływać na urządzenia wykonawcze? W jaki sposób jedno urządzenie od drugiego uzależnić programowo? Na jakich parametrach się skupić?

    Z góry dziękuję za każdą konstruktywną odpowiedź!
  • Ochrona Domu
  • Helpful post
    #2
    pafciowaw
    Automation specialist
    Dodaj do tego "frost" przy nagrzewnicy.
    Przy spadku temperatury poniżej 4 stopni (frost) - zamykasz przepustnicę (wlot), ewentualnie wyłączasz nawiew oraz włączasz na full przepływ gorącej wody. Daje to ochronę przed zamarznięciem i popękaniem nagrzewnicy.

    Dodano po 1 [minuty]:

    Presostaty różnicowe kontrolują stopień zabrudzenia filtrów.
  • Ochrona Domu
  • #3
    McMarco
    Level 10  
    pafciowaw wrote:
    Dodaj do tego "frost" przy nagrzewnicy.
    Przy spadku temperatury poniżej 4 stopni (frost) - zamykasz przepustnicę (wlot), ewentualnie wyłączasz nawiew oraz włączasz na full przepływ gorącej wody. Daje to ochronę przed zamarznięciem i popękaniem nagrzewnicy.


    A termostaty przeciwzamrożeniowe nie będą? (chyba że to jest coś o podobnym działaniu)

    No właśnie widzę tu szereg możliwości... ale pytanie jak to połączyć w jeden spójny program, żeby to działało, od czego zacząć?
    Po prostu żeby napisać program na sterownik (nie ważne jaki, najważniejsze dla mnie to złapać zasadę jak to się ma odbywać)
  • Helpful post
    #4
    pafciowaw
    Automation specialist
    Początek: temperatura zadana (na wyjściu nawiewu) najczęściej zależna od szybkości wymiany powietrza i temperatury zewnętrznej (krzywa grzejna)...reszta to już działanie 0-1.
    Jak już wiesz (z programu) w którym jesteś miejscu to odpowiednio sterujesz we/wy dla aparatów (z małym wyjątkiem ...0-10V 0-20 mA lub "krokowo" przepustnice)...
  • #5
    McMarco
    Level 10  
    A jeżeli chodzi o wentylatory, albo zacznijmy od początku, o falowniki? Jak jest ustawić w tryb ręczny lub automatyczny? Czy tylko steruje stykami pomocniczymi na stycznikach dla pracy automatycznej albo ręcznej, że jak jeden działa to drugi nie może się załączyć?
  • #6
    pafciowaw
    Automation specialist
    I jak dalsze przemyślenia?
    Wentylacja raczej chodzi tylko w AUTO?!
  • #7
    McMarco
    Level 10  
    Czasem motory potrzeba załączyć z trybu ręcznego, ale to tego dojdę jakoś.
    Trochę sobie pewnych rzeczy sam wykminiłem. W sumie to nie takie trudne. Siłowniki otwieram najpierw, opóźnienie i włączam nagrzewnicę, następne opóźnienie i włączam wentylator nawiewu, dlatego żeby było wstępnie ciepłe powietrze. kwestia tylko kiedy włączam obieg wody? No i kiedy wywiew jest potrzebny? Jakie warunki środowiskowe należy uwzględnić?
  • Helpful post
    #8
    Chris_W

    Level 38  
    McMarco wrote:
    Czasem motory potrzeba załączyć z trybu ręcznego, ale to tego dojdę jakoś.
    Trochę sobie pewnych rzeczy sam wykminiłem. W sumie to nie takie trudne. Siłowniki otwieram najpierw, opóźnienie i włączam nagrzewnicę, następne opóźnienie i włączam wentylator nawiewu, dlatego żeby było wstępnie ciepłe powietrze. kwestia tylko kiedy włączam obieg wody? No i kiedy wywiew jest potrzebny? Jakie warunki środowiskowe należy uwzględnić?


    Tryb ręczny fizycznie rzadko występuje - raczej stosowane są opcje do ręcznego ustawiania parametrów w aplikacji (np. "wentylator nawiewu - zał") tak aby dało się sprawdzić lub przetestować dany element. To takie pseudo-ręczne sterowanie, ale odbywa się z poziomu aplikacji.

    Nie jestem zwolennikiem startowania wentylatora przy otwartych przepustnicach, ale szkoły są różne. Ma to znaczenie przy dużych wentylatorach z paskami klinowymi załączanych stycznikami, załączenie wentylatora jest wtedy dużym obciążeniem dla pasków klinowych, dla silnika, dla termików, styczników itd. bo wentylator startuje pod większym obciążeniem. Również częściej występuje problem "zachłyśnięcia się" mroźnym powietrzem (wyatępuje zatrzymanie frostem).
    Optymalne wg mnie jest startowanie jednoczesne przepustnic i wentylatora. Otwieranie przepustnic trwa najczęsciej 5min zanim się ostatecznie otworzą, to silnik oraz przepływ powietrza zdąży odpowiednio się "rozbujać", regulator zdąży wysterować grzanie, przepływ powietrza "analogowo" rośnie. Oczywiście obecnie to prawie bez znaczenia, bo są falowniki na silnikach (z powodów oszczędnościowych, ale mają też dodatkowe zalety, jak rampa startu) - taki płynny rozruch lepiej wychodzi na falowniku.
    A więc start wygląda mniej więcej tak (też są różne szkoły) najpierw wentylator i przepustnice wywiewu (przy odzysku ciepła zawsze na początek wywiew), zwłoka na stabilizację wywiewu, potem start nawiewu - wentylator + przepustnice. Jeśli jest recyrkulacja powietrza to przepustnica recyrkulacji powinna być ustawiona na pełną recyrkulację (w stanie spoczynku). Jeśli wentylatory są bez falowników to powinny współpracowac z presostatami - a więc po pewnym czasie od startu automatyka powinna sprawdzić czy wentylatory wytwarzają ciśnienie, traktowane jako potwierdzenie ich pracy i zatrzymać system jak nie ma ciśnienia.
    Do tego dochodzi presostat filtru, jak spadek ciśnienia jest zbyt duży, to znaczy że filtr wymaga wymiany - to jako informacja-ostrzeżenia (nie alarm).
    Frost to kapilara termostatu rozciągnięta tuż przy nagrzewnicy, nastawia się różnie, ja najczęsciej na 6*C (bo wolę zapas bezpieczeństwa). Czasem to jest tylko czujnik temperatury nawiewu. Inną metodą jest pomiar temperatur zasilania i powrotu nagrzewnicy. Obowiązkowe zatrzymanie wentylatorów zamknięcie przepustnic oraz uruchomienie 100% grzania (łącznie z pompą), najlepiej zrobić bez udziału sterownika, sterownik tylko to przyjmuje do wiadomości i zgłasza alarm.
    Pompa nagrzewnicy włącza się jak tylko pojawi się sygnał grzania (z regulatora PID). Są dwa rodzaje podłączania nagrzewnicy wodnej do obiegu grzewczego, jakościowa i ilościowa.
    Nagrzewnice elektryczne lub sprężarki najczęsciej pracują jako on/off, może być kilka stopni grzania i chłodzenia. Czasem grzałki elektryczne mogą być regulowane fazowo (przez reg. tyrystorowe).
    Odzysk ciepła i jego wysterowanie (krzyżowy - siłownik bypassu, obrotowy -obroty wymiennika, recyrkulacja - siłownik przepustnicy recyrkulacji) należy potraktować jako jeden (najczęsciej pierwszy) ze stopni grzania (ale regulowanych analogowo).

    Grzanie wstępne zrealizuj jako warunkowe poniżej pewnej temp. zewn - wtedy na starcie uruchamiasz grzanie zanim ruszą wentylatory, ta częśc procesu to najczęściej "partaczona" sprawa we wszelkich algorytmach.

    Regulator temperatury najlepiej jakby był kaskadą dwóch PIDów, wtedy jeden reguluje temperaturę pomieszczenia (lub wywiewu, bo to adekwatne pomiary), a drugi reguluje temperaturę nawiewu (dzięki temu uzyskujemy kolejne zabezpieczenie temperatury w kanale nawiewu).
  • #9
    McMarco
    Level 10  
    Dziękuję bardzo za kompleksową odpowiedź ba moje pytanie. Dokładnie o to mi chodziło. Teraz pytanie czysto wykonawcze - w jakim języku programowac? LD, ST czy blokowym? Dotychczas moja nauka programowania plc opierała się o twincata. Podstawy zostały przeze mnie opanowane. Na czym polecilibyście pracować?
  • Helpful post
    #10
    Marek K
    Level 13  
    Ja robiłem regulator klap nawiewowych (chłodzenie powietrzem z zewnątrz)
    Składało się to z tremometru, siłownika sterownego napięciem analogowym oraz regulatora PID
    Projekt na sterowniku Siemens S7-300 (rozbudowałem istniejący sterownik, więc koszty nie były wielkie).
    http://wikimarek.referata.com/wiki/Siemens_S7 (podrozdział regulator PID)
  • Helpful post
    #11
    macos87
    Level 13  
    Co do działania central to ogólnikowo. Jeśli jest zima to wygrzej nagrzewnicą i dopiero załącz went, latem raczej jest to nie potrzebne. Ale najpierw klapy -> falowniki -> zawory (który potrzebujesz).

    A w czym programować?
    W tym co znasz i umiesz. Ja lubię ST.
  • Helpful post
    #12
    kpelc
    Level 10  
    Kilka wytycznych :

    1. Praca centrali jest uzależniona o jej funkcji !!!!

    2. Praca wentylacji tylko automatyczna, z wyjątkiem wentylacji procesowej - wynika to z przepisów - rozporządzenie ministra infrastruktury

    3. Regulator temperatury zależny od - patrz punkt 1.
    Gdy centrala jest tylko nawiewna lub nawiewno - wywiewna wentylacyjna - regulujemy tylko temperaturą nawiewu - regulacja bezpośrednia

    Gdy centrala jest grzewczo - wentylacyjna, lub również chłodzi - regulacja pośrednia - regulator 1 stopnia oblicza temperaturę nawiewu, regulator 2 stopnia utrzymuje tą temperaturę

    Ograniczenia temperatury nawiewu - min 12oC, max 40oC jeżeli nawiew w strefę przebywania ludzi

    Wyróżniam 2 poziomy zabezpieczenia zamrożeniowego zależnego od temperatury nawiewu:
    12oC - jeżeli centrala ma recyrkulację - otwieram ją na 100% - ostrzeżenie
    10oC - wentylatory stop, zawór dwudrożny nagrzewnicy 100% otwarcia - alarm

    Zadziałanie frosta - to ostateczność - działanie takie jak dla 10oC - alarm

    Przy normalnej pracy recyrkulacja max 90% - wynika to z przepisów - rozporządzenie ministra infrastruktury

    4. Ciśnienia pracy
    - spadki ciśnienia na filtrach - presostaty on/off na DI, lub coś co używam - przetworniki różnicy ciśnień na AI - wówczas pełna kontrola z programu
    - regulacja sprężu centrali - pomiar z przetwornika ciśnienia na AI

    5. Praca ze stałą prędkością lub zmienną - znowu patrz punkt 1 :)

    6. Regulacja pozostałych parametrów - znowu patrz punkt 1 :)

    ( wilgotność, CO2, jakość powietrza, inne )

    Napisz jaką masz konfigurację centrali - to odpiszę jak bym to zrealizował


    7. Praca pompy - dzisiaj nie stosuje się już pomp on/off, więc pompa z elektroniczną regulacją włączona cały czas oraz zawór 2 drożny regulacyjny ( albo analog albo 3 punktowy)

    8. Od falowników powoli się odchodzi - pozostały przy dużych mocach
    do 7,5 kW zaczynają być stosowane silniki EC z zadawaniem prędkości poprzez analog
    0-10V lub np. MODBUS

    9. Co do języka programowania - ja preferuję ST (SCL), ale kod można łączyć - niektóre rzeczy łatwiej napisać w LAD, a czasami nie ma innej możliwości.

    10. Do sterowania centralami używam sterowniki 3 producentów: Siemens (S7-1200), LSiS (XEC) oraz FRISKO(MR65, 210)
    jako rozszerzeń używam moduły MODBUS firmy SFAR i FRISKO
    Panele LSiS oraz Weintek

    W tym zakresie mogę pomóc

    pozdrawiam
  • #13
    McMarco
    Level 10  
    Panowie! Na początek bardzo dziękuję za każdą odpowiedź i zainteresowanie tematem!
    Ja co do nauki programowanie używam oprogramowania TwinCat firmy Beckhoff.
    Miałem już wcześniej z nim styczność, więc będę kontynuował naukę na tym sofcie.

    Przykładowo (nie mam konkretnie fizycznego obiektu na myśli) mamy centralkę nawiewno-wywiewną dla ułatwienia z nagrzewnicą elektryczną, mamy czujniki nawiew, wyciąg i zewnętrzny, 2 presostaty na wywiewie i nawiewie różnica ciśnienia za i przed filtrem. Następnie mamy 2 siłowniki (przepustnice) - nawiew i wywiew - bez krzyżowego ale żeby było ciekawiej to otwierane i zamykane napięciem 0-10 V a nie sprężynowo. Wiadomo, 2 motory, 2 falowniki. No i jak powiedzmy w Lad to zrealizować? Tzn wiem jak to wszystko działa, tylko po prostu drabinkowo jeszcze tego nie umiem zrealizować, nawet początek, zeby to załapać to potem pójdzie już jakoś. Mówie, to nie jest żaden fizyczny projekt, tylko chwilowo wytwór mojej wyobraźni :) Raz jeszcze dziękuję za wszelaką pomoc :)!
  • #14
    janeczekkk
    Level 22  
    Jeżeli chodzi o Beckhoffa to polecam język CFC z elementami ST.
  • #15
    ser1983
    Level 12  
    Realizacja automatyki centrali w LAD to raczej trudne zadanie. Polecam raczej CFC, co najwyżej poszczególne bloki zrobisz sobie w ST czy LAD. Beckhoff dodatkowo ma bibliotekę do automatyki budynkowej (w tym central wentylacyjnych) nazywa się HVAC, niestety nie jest darmowa, bez szkolenia też raczej trudno ją wdrożyć. Ale generalnie posiada wszystkie potrzebne do realizacji bloki. Wracając do samego algorytmu sterowania to polecam książkę Barnard Zawada- Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji. Niestety trudno dostępna. W niej opisane są procedury startu, zatrzymania, regulacji itp. dla wielu konfiguracji.