Автоматика ECL-3R 361

В этом разделе приводится описание автоматики функциональных модулей ECL-3R A361 (СО1 / СО2, Подпитка 1 / Подпитка 2, Узел Ввода). Рассматриваемые технологические параметры доступны для просмотра и, в случае уставочных параметров, изменения значений – как с интерфейса контроллера (раздел Интерфейс), так и через систему диспетчеризации (Приложение №2. Модбас параметры). Названия и организация параметров по группам в описании соответствуют обозначениям в таблице Модбас параметров. Доступ к уставочным параметрам с интерфейса контроллера возможен только после ввода пароля.

Отопление- СО1/СО2

 Рис.2. Схема и параметры СО.

В контроллере ECL3R A361 поддерживаются два контура отопления — СО1 и СО2, каждый со своим набором настроек. Принципы регулирования и функциональные возможности обоих контуров одинаковые, поэтому далее рассматривается обобщенный случай одного контура СО (Рис.2). Обязательными элементами системы отопления являются датчик температуры подачи Тпод_СО и датчик температуры наружного воздуха Тнв. Основной задачей погодозависимой автоматики СО является поддержание требуемой температуры Тпод_СО за счет изменения расхода теплоносителя через регулирующий клапан в сетевом контуре Клап.СО. Циркуляция воды по контуру СО в здании обеспечивается насосной группой, в состав которой может входить до 2-х насосов (Н1_СО и Н2_СО), опционально оснащенных общим реле перепада давления PDS_Н_СО. Система СО может дополнительно комплектоваться датчиками давления на подаче и обратке (Pпод_СО и Pобр_СО), реле сухого хода PS_СО и датчиком температуры обратки теплосети Тобр.тс_СО. Датчики давления Pпод_СО и Pобр_СО могут быть функционально задействованы вместо реле сухого хода PS_СО и реле перепада давления PDS_Н_СО.

Принципы регулирования

Рис.3. Два варианта задания отопительного графика: график по точкам (a) и через угол наклона (b).

В основе погодозависимого регулирования лежит отопительный график – заданная зависимость между температурой наружного воздуха Тнв и температурой теплоносителя во внутреннем контуре отопления Тпод_СО. Каждой температуре наружного воздуха Тнв соответствует требуемая температура подачи Тпод_СО для обеспечения в здании расчетной температуры 20 °С.

Предусмотрено два варианта задания отопительного графика (Способ задания (ГРАФ/УГОЛ)) – по точкам в виде последовательно соединенных линейных отрезков (Рис.3-a), и в виде прямой линии, задаваемой через угол наклона (Рис.3-b). Количество конфигурируемых точек в первом варианте (ГРАФ) выбирается пользователем и может быть от двух до шести (Количество точек). Для каждой точки N настраивается пара значений – Точка N.Тнв и Точка N. Заданная Тпод_СО. В случае выбора настройки по прямой линии (УГОЛ), отопительный график имеет вид прямой линии, проходящей через точку (Тнв=20°С, Тпод_СО=25°С) с углом наклона равным требуемому повышению Тпод_СО при уменьшении Тнв на один градус. При задании отопительного графика через угол наклона, все 6 точек параметрического представления кривой пересчитываются под соответствующую прямую линию.

В случае поломки датчика наружного воздуха Тнв, будет выдано предупреждение А33 Авария датчика температуры наружного воздуха, система отопления продолжит работу, исходя из значения параметра Авар. значение Тнв в настройках группы Узел Ввода. В случае поломки датчика температуры подачи Тпод_СО1/Тпод_СО2 будет выдано предупреждение А4 Авария датчика температуры подачи СО1 / А15 Авария датчика температуры подачи СО2, система отопления продолжит работу с положением регулирующего клапана зафиксированным на момент аварии.

Режимы работы модуля СО

Описание пяти режимов работы СО приводится в табл.4.

Табл.4. Режимы работы СО.

Ограничения и влияния

Рис.4. Иллюстрация ограничений и влияний для отопительного графика.

В контроллере ECL-3R A361 предусмотрен ряд ограничений и влияний, которые могут приводить к корректировке отопительного графика (Рис.4):

• Настраиваемые предельные значения для уставки температуры отопления
• Снижение температуры отопления для компенсации завышенной температуры обратки теплосети
• Ограничение температуры отопления по температуре подачи теплосети

Ограничение температуры отопления по минимальному и максимальному значениям

В целях безопасности, задание температуры теплоносителя Тпод_СО ограничено коридором от минимального значения Мин.Тпод_СО до максимального Макс.Тпод_СО (группа Основные настройки). Если одна из двух крайних точек отопительного графика попадает в границы разрешенного коридора значений Тпод_СО, то предшествующий прямой отрезок отопительного графика продлевается до предельного значения, дальше делается срезка. Если одна или несколько точек отопительного графика выходят за границы допустимого коридора, срезка делается раньше.

Ограничение температуры отопления по температуре обратного теплоносителя в сети

Рис.5. Ограничение обратной температуры в теплосети от температуры наружного воздуха.

В соответствии с действующими нормами, ограничение для максимально допустимых значений температуры обратного теплоносителя в сети Тобр.тс_СО от температуры наружного воздуха Тнв задается в виде обратной криволинейной зависимости (Рис.5). Число точек графика задается параметром Количество точек (2-6). Каждая точка N определяется парой значений – Точка N.Тнв и Точка N.Заданная Тобр.тс_СО.

Рис.6. Схема алгоритма ограничения Тпод_СО по обратной температуре теплосети.

В случае превышения обратной температуры сети, задание для отопления корректируется в сторону уменьшения (Рис.6). Коррекция регулируется параметрами Коэффициент влияния и Время реагирован. При нулевом значении Коэффициента влияния данная корректирующая функция отключается. Максимальное отклонение скорректированной температуры отопления ограничено параметром Огранич. Влияния. Если функция ограничения температуры отопления по температуре обратного теплоносителя в сети активирована, но датчик Тобр.тс_СО не выбран, на модуле СО будет выведено аварийное предупреждение А11 Датчик Тобр.тс_СО1 не подключен (А22 Датчик Тобр.тс_СО2 не подключен).

Рассмотренные параметры настройки ограничения температуры отопления по температуре обратного теплоносителя в сети приведены в группе параметров Ограничение по Тобр.тс_СО.

Ограничение температуры отопления по температуре подачи теплосети

Рис.7 Ограничение температуры подачи в системе отопления от температуры подачи теплосети.

В соответствии с действующими нормами, ограничение для максимально допустимых значений температуры подачи в системе отопления Тпод_СО от температуры подачи теплосети Тпод.тс задается в виде криволинейной зависимости (Рис.7). Число точек графика задается параметром Количество точек (2-6). Каждая точка N определяется парой значений – Точка N. Тпод.тс и Точка N.Заданная Тпод_СО.

Рис.8. Схема алгоритма ограничения Тпод_СО по температуре подачи теплосети Тпод.тс

В случае превышения рассчитанного по отопительному графику задания Тпод_СО над текущим максимально допустимым значением Тпод_СО по графику ограничения от температуры теплосети, задание для температуры отопления ограничивается (Рис.8). Функция ограничения Тпод_СО по Тпод.тс включается через параметр Активировать. Если функция ограничения температуры отопления по температуре подачи теплосети активирована, но датчик Тпод.тс на модуле УВ не выбран, на модуле СО будет выведено аварийное предупреждение А36 Датчик температуры подачи теплосети не подключен.

Рассмотренные параметры настройки ограничения температуры отопления по температуре подачи теплосети приведены в группе параметров Ограничение по Тпод.тс.

Управление клапаном СО

Рис.9. Схема алгоритма ПИ-регулирования с нейтральной зоной.

В модуле СО предусмотрено управление импульсным приводом рег. клапана (подаются сигналы на открытие и закрытие). Общая схема алгоритма регулирования температуры подачи отопления показана на Рис.9. Она включает в себя понятие нейтральной зоны, отцентрированной вокруг задания. При приближении фактической температуры отопления к заданию и вхождению в нейтральную зону (параметр Нейтральная зона), движение регулирующего клапана замораживается до момента, пока фактическая температура не выйдет за пределы нейтральной зоны. Реакция клапана на разницу между фактической температурой подачи и заданной температурой подачи регулируется двумя регулируемыми коэффициентами алгоритма управления PI [Пропорционально-Интегральный], П-коэффициент и И-коэффициент.

Уменьшение значений обоих коэффициентов приводит к более быстрой обратной связи, но при слишком низких значениях могут возникнуть нестабильности в виде колебаний температуры. Заводские настройки ПИ регулятора:

П-коэффициент = 80
И-коэффициент = 30

Особенностью регулирования клапана с импульсным приводом является необходимость точного задания параметров Длина штока и Скорость, соответствующих длине полного перемещения и скорости перемещения штока клапана, потому как абсолютное положение штока клапана с точностью неизвестно, и оно рассчитывается с использованием данных параметров.

Рассмотренные параметры управления клапаном отопления приведены в группе параметров Клапан.

Циркуляционные насосы

Рис. 10. Схема ротации циркуляционных насосов СО: Режимы переключения «по дням» (a) и «по часам» (b). Настройки в примере (a): Период = 3 дня, время переключения = 3:00.

В модуле СО предусмотрена возможность управления одним или двумя циркуляционными насосами (Количество (НЕТ/1/2)). Если управление насосной группой СО не предусмотрено, то следует выбрать опцию «НЕТ». Для системы с двумя циркуляционными насосами может быть настроена ротация в соответствии с заданным расписанием (Рис.10). Предусмотрено два режима переключения насосов – «по дням» и «по часам» (Режим переключения (ЧАСЫ/ДНИ)). Для режима «по дням» задается число суток, соответствующих периоду непрерывной работы дежурного насоса, Период работы, д, а также время дня, когда будет проведена смена насосов, Время переключ., ч и Время переключ., мин. Режим «по часам» отличается тем, что в нем длительность периода задается в часах, Период работы, ч, и смена насосов не приурочена к определенному времени дня. В обоих режимах предусмотрена пауза между переключениями насосов Пауза переключ., сек.

При аварии активного насоса переключение на второй насос происходит принудительно. Предусмотрен контроль за временем наработки насосов. Для сброса наработок служат параметры Сброс.наработку Н1 и Сброс.наработку Н2. Рассмотренные параметры управления циркуляционными насосами СО приведены в группе параметров Клапан и Насосы.

Мониторинг

Через дисплей контроллера или в системе диспетчеризации можно ознакомиться с текущим статусом основных параметров СО в группе Текущие параметры. В этой же группе приведен индикатор запуска модуля СО, Модуль СО запущен, и сводный регистр Активные события СО. В целях диагностики, в группу – События на IO собраны параметры, привязанные к статусам входов-выходов контроллера.

Аварии

В модуле СО предусмотрено большое количество настраиваемых аварийных событий и сообщений, часть которых носит информационный характер. Основной аварией СО является А4 Авария датчика Тпод_СО1 (А15 Авария датчика Тпод_ СО2). В случае этой аварии система СО продолжит работу с фиксированным на момент аварии положением регулирующего клапана.

В случае поломки датчика наружного воздуха Тнв будет выдано предупреждение A33 Авария датчика температуры наружного воздуха, система отопления продолжит работу, исходя из значения параметра Авар. значение Тнв в группе параметров Узла Ввода. Для других аналоговых датчиков СО (Тобр.тс_СО, Pпод_СО, Pобр_СО) могут быть активированы аналогичные аварии выхода за пределы с отработкой в виде аварийных оповещений.

Для отслеживания качества поддержания заданной температуры может быть активирован анализ аварии А8 Аварийное отклонение текущего значения Тпод_СО1 от заданного (А19 Аварийное отклонение текущего значения Тпод_СО2 от заданного), которая регистрируется в случае, если температура подачи отклоняется от задания более чем на Макс.откл.Тпод_СО1 (СО2), °C в течение периода более чем Авар.откл.Тпод_СО1 (СО2), сек. Уведомления А9 Перегрев Тпод_СО1 (А20 Перегрев Тпод_СО2) и А10 Недогрев Тпод_СО1 (А21 Недогрев Тпод_СО2) показывают выход температуры подачи за пределы Макс.Тпод_СО1 (СО2), °C и Мин.Тпод_СО1 (СО2), °C, соответственно.

Для насосов СО предусмотрен анализ аварий отсутствия перепада давления на работающем насосе (А1,A2 для Н1,Н2 СО1 и A12,A13 для Н1,Н2 СО2) . Срабатывание этих аварий приводит к остановке насоса и выводу аварийного сообщения вида «Отсут. PDS_Н_СО». Авария насоса из-за отсутствия перепада давления может активироваться от реле перепада давления PDS_Н_СО, либо от разницы показаний датчиков давления на подаче и обратке (Pпод_СО – Pобр_СО) (Отсут. PDS_Н_СО1 (СО2) = АНЛГ/ДИСК). В последнем случае авария срабатывает при недостижении значения Мин. PDS Н_СО1 (СО2), бар.

Также предусмотрена А3 Авария по сухому ходу СО1 (А14 Авария по сухому ходу СО2), срабатывание которой приводит к остановке дежурного насоса. Авария по сухому ходу СО может активироваться от реле сухого хода PS_СО, либо от аналогового датчика давления Pобр_СО ( Авария по сухому ходу СО1 (СО2) = АНЛГ/ДИСК). В случае аналогового датчика авария срабатывает при снижении Pобр_СО ниже Мин. PS Н_СО1 (СО2), бар и сбрасывается при возврате давления на уровень Мин. PS Н_СО1 (СО2), бар + Дифференциал СО1 (СО2), бар.

Подпитка

Рис.11. Схема и параметры модуля Подпитки.

В контроллере ECL3R A361 предусмотрены две системы подпитки — Подпитка 1 и Подпитка 2 — с общими насосами (Н1_ПОДП, Н2_ПОДП) и индивидуальным запуском для СО1 и СО2, что обеспечивается наличием для каждого контура отопления отдельного клапана открытия с дискретным управлением (Клап.ПОДП1, Клап.ПОДП2) и датчиков включения подпитки по давлению (аналоговые датчики Pобр_СО1/Pобр_СО2 или реле давления PS_ПОДП1/PS_ПОДП2), Рис.11. Количество насосов подпитки может быть от нуля до двух. Для каждого из них предусмотрен индивидуальный опциональный датчик перепада давления, PDS_Н1_ПОДП, PDS_Н2_ПОДП. Настройки подпиток приводятся в разделах Подпитка 1 и Подпитка 2 меню СО1 и СО2. Общие настройки дублируются. На время запуска подпитки в одном из двух контуров отопления, включение подпитки в другом контуре заблокировано.

Рис.12. Алгоритм работы системы подпитки.

Алгоритм работы системы подпитки показан на Рис.12. Выбор контрольного датчика – Pобр_СО или PS_ПОДП – задается параметром Выбор датчика (ДИСК/АНЛГ). Если выбранный тип датчика не сконфигурирован, будет выдано предупреждение А27 Реле PS_ПОДП1 не подключено (А31 Реле PS_ПОДП2 не подключено) или А28 Датчик Pобр_СО1 не подключен (А32 Датчик Pобр_СО2 не подключен). При использовании аналогового датчика давления Pобр_СО задается Уставка давления (бар) и Нейтральная зона (бар), отцентрированная вокруг Уставки давления. Нижняя и верхняя границы нейтральной зоны становится триггерами для, соответственно, запуска и остановки подпитки. При использовании реле давления PS_ПОДП, управляющим сигналом для включения подпитки является разомкнутое состояние реле. Границы срабатывания по давлению выставляются на самом реле.

При включении подпитки запускается дежурный циркуляционный насос (при наличии) и, через настраиваемую Задержку открытия клапана, подается команда на открытие клапана. При достижении целевого верхнего давления, останавливается насос и закрывается клапан. При следующем включении подпитки предусмотрена смена дежурного насоса на другой (при наличии). Предусмотрена фиксация количества включений подпитки и наработки насосов в часах.

Специальной функцией является опция автоматического заполнения контура отопления при первом включении (Заполнять при старте). При активации этой функции, первая подпитка после последующего запуска контроллера (параметр Старт в группе Общее. Активация и запуск) включается без ограничения по времени.

Рассмотренные параметры настройки системы подпитки приведены в группах параметров Основные настройки.

Мониторинг

Через дисплей контроллера или в системе диспетчеризации можно ознакомиться с текущим статусом основных параметров Подпитки в группе Текущие параметры. В этой же группе приведен индикатор запуска модуля Подпитки, Модуль ПОДП запущен. В целях диагностики, в группу События на IO собраны параметры, привязанные к статусам входов-выходов контроллера.

Аварии

Основной аварией подпитки является недостижение заданного давления в течение непрерывного времени включения подпитки больше, чем настраиваемый предел по времени Авария ПОДП, мин. В этом случае подпитка принудительно завершается с оповещением об аварии А25 Авария подпитки 1 (А29 Авария подпитки 2). Другой критической аварией подпитки является А26 Частое включение подпитки 1 (А30 Частое включение подпитки 2), которая определяется как превышение максимального числа включений подпитки Макс.количество ВКЛ за заданный период времени Авария част. ВКЛ, дни. Для Подпитки 1 и Подпитки 2 используются отдельные настройки.

Для общих насосов подпитки предусмотрен анализ отсутствия перепада давления на работающем насосе (А23,А24). Срабатывание этой аварии приводит к остановке насоса и выводу аварийного сообщения вида «Отсут. PDS_H_ПОДП».

Узел ввода

В группы параметров Узел Ввода вынесены настройки и текущие значения по двум датчикам – температуре наружного воздуха (Тнв) и температуре подачи теплосети (Тпод.тс).