Модернизация системы приточно-вытяжной вентиляции. Диплом готовый. Техническое задание
 Скачать 1.03 Mb.
|
2.2 Выбор алгоритмов управления АСУСистема автоматики выполняет следующие функции: защита; контроль; регулирование; измерение; управления. Защита двигателей. Большинство двигателей, используемых в промышленности, включаются и работают автоматически. Но в случае аварии страдает не столько сам двигатель, сколько весь производственный процесс. Длительные простои дорогостоящих линий, для нашего случая это остановка всей системы вентиляции и кондиционирования воздуха, влекут за собой потери намного большие, чем затраты на ремонт двигателя. Поэтому правильная защита двигателя – это задача не только чисто техническая, но и экономическая, заставляющая выбирать между затратами и конечной выгодой. Электродвигатель – это электромеханический преобразователь энергии, который берет из сети электрическую и отдает на валу механическую энергию. При этом неизбежно возникновение потерь, ведущих к перегреву двигателя (рисунок 2).  Рисунок 2 – Структура охлаждения P1 – потребляемая мощность; PD – мощность вращающего поля; P2 – мощность на валу; VСu1 – потери на статоре; VCu2 – потери на роторе; VFe – потери на железо; VR – потери на трение. Различают потери в меди на статоре и роторе, потери в железе на статоре и потери на трение. При этом, если потери в меди прямо пропорциональны квадрату нагрузки двигателя, то потери в железе и на трение не зависят от нагрузки. Основная задача устройств защиты двигателя состоит в том, чтобы предотвратить перегрев, как статора, так и ротора. Чем больше двигатель и чем выше его число оборотов, тем выше начальный пусковой ток, и тем более уязвимым будет ротор двигателя. После включения двигателя и затухания переходного процесса в двигателе устанавливается начальный пусковой ток. Величина начального пускового тока составляет от 4-х до 8-кратной величины тока, при номинальном режиме работы и не зависит от момента нагрузки; таким образом, работает ли двигатель на холостом ходу, или под нагрузкой – значения не имеет. В отличие от этого, время разгона находится в зависимости от характеристик рабочей машины. Причины тепловой перегрузки: из-за повышенного крутящего момента при работе под нагрузкой в продолжительном режиме; из-за слишком большой частоты включений; из-за слишком продолжительного относительного включения при повторно-кратковременном режиме; из-за слишком продолжительных процессов разгона и торможения; из-за блокирования ротора при включении или в процессе работы; при работе от вентильных преобразователей тока. Другими причинами тепловой перегрузки могут быть ошибочное подключение или коммутация, а также определенные качества сети, такие как: слишком большие отклонения частоты или напряжения в сети от номинальных значений; асимметрия сети и обрыв сетевого провода (выпадение фазы). А также на двигатель негативно сказывается недостаточное охлаждение вследствие: высокой температуры охлаждающей среды; повышенного уровня места установки (разряженный воздух при установке на высоте более 1000м над уровнем моря); нарушение потока охлаждения (засорение вентиляционной решетки). Самой важной задачей устройства защиты двигателя является своевременное срабатывание, прежде чем температура двигателя достигнет критического значения. Однако, устройства защиты не должны срабатывать, если двигатель: работает в продолжительном режиме работы при номинальной мощности; в течение допустимого времени разгона и торможения по двигателю проходит начальный пусковой ток; перегружен в течение 2 минут в разогретом состоянии 1,5-кратным номинальным током. Устройства защиты двигателя могут работать по принципу зависимости от тока, либо от температуры. Тепловые реле 3RU фирмы «Siemens» с токовой зависимостью и расцепитель перегрузки в силовых автоматах 3RV работают с биметаллическими пластинами и обмотками накала, которые нагреваются от тока двигателя. В расцепителях перегрузки биметаллические пластины освобождают защелку механизма блокировки, а в реле перегрузки срабатывает вспомогательный контакт, который разрывает контур тока в катушке контактора двигателя. Происходит остановка двигателя и система сигнализирует об аварии двигателя. При асимметрии сети, и особенно при отсутствии тока в одном из проводов, резко возрастает ток в двух других проводах, и потери в двигателе становятся в 1,5-2 раза выше, чем при номинальном режиме. Реле перегрузки, не имеющие чувствительных элементов к обрыву фазы, срабатывает при этом с запаздыванием. По нормам, предельный ток отключения может быть в этом случае на 10% выше, т.е. составляет максимально 1,32-кратную величину тока уставки. Продолжительная работа в условиях такой нагрузки может привести к преждевременному выходу двигателя из строя. Для того, чтобы в условиях асимметрии сети и однофазного режима работы обеспечить надежную защиту двигателя, реле перегрузки и расцепители дополнительно оснащают дифференциальной защитой и толкателем, который выполняет более раннее отключение. Тепловые реле защиты с токовременной зависимостью и силовые автоматы обеспечивают высокую степень защиты при низкой стоимости. При их использовании возможна экономическая защита двигателя, особенно в нижнем диапазоне мощностей. Так же в двигателях присутствует встроенная защита от перегрева (термостат). При возрастании температуры на двигателе релейный контакт термостат даст сигнал в щит управления об аварии двигателя. В зимний период работы системы вентиляции нагрев воздуха осуществляется водой в теплообменнике. Он изготовлен из металлических трубочек с алюминиевым оребрением. В случае замерзания воды в этих трубках происходит их разрыв, что приводит к вытеканию воды из системы, и в дальнейшем требует ремонта или замены теплообменника. Для защиты от замерзания воды необходимо предусмотреть комплекс мероприятий: обеспечить скорость протекания воды не ниже минимально допустимой; установить защиту по температуре воздуха и обратной воды; в случаи срабатывания защиты обеспечить отключение вентилятора, закрытие воздушного клапана и открытие регулирующего вентиля. Для обеспечения скорости протекания жидкости устанавливаем циркуляционный насос. Для защиты по воздуху устанавливает капиллярный термостат. Капилляр устанавливается за теплообменником, перекрывая все сечение воздуховода. Термостат срабатывает при температуре воздуха 5°С, замыкая релейный контакт выдает сигнал в щит управления. Для защиты по воде на выходе трубопровода с обратной водой устанавливается накладной термостат. Термостат срабатывает при температуре воды 20°С, замыкая релейный контакт выдает сигнал в щит управления. Для очистки воздуха от мелких предметов и от пыли на входе воздуха в систему установлен фильтр. Со временем фильтр засоряется, что приводит к увеличению нагрузки на двигателе. Для контроля засорения фильтра устанавливают реле давления, которое измеряет перепад давления до и после фильтра. В случае срабатывания реле, его контакт передает сигнал в щит управления. Для контроля работы двигателя устанавливают реле давления, которое меряет наличие перепада давления до и после двигателя. Во время работы двигателя контакт датчика реле давления находится в замкнутом состоянии. В случае остановки двигателя (пропадания напряжения на двигателе и других возможных аварий) контакт датчика реле давления размыкается, и сигнал передается в щит управления. В дежурном режиме воздушный клапан закрыт, вентилятор выключены. Регулирование осуществляется по температуре Тобр, которая поддерживается равной Тобр.зад. При превышении температуры Тобр над заданным значением контроллер переключается на ее регулирование с целью недопущения перегрева воды, возвращаемой в тепловую сеть. Контроль превышения Тобр активизируется с задержкой после включения вентилятора. При снижении температуры Тобр ниже значения Тзмр система переключается в режим прогрева с целью предотвращения замораживания калорифера. Во время работы системы температура приточного воздуха Tпр.в поддерживается равной заданной 22°С. Сигнал с датчика температуры приточного воздуха поступает на вход ПИ регулятора контроллера, который вырабатывает управляющий сигнал на открытие или закрытия клапана. В зимний период работы, подогревая воздух, а в летний охлаждая. Регулирование температуры осуществляется с помощью регулирующего клапана. Система автоматики обрабатывает сигналы, поступающие на вход (Тн.в., Тпр.в., Тобр) по заданной программе и формирует сигналы управления и регулирования, а также отображая значение температуры. Управление системой осуществляется в ручном режиме с помощью кнопок и переключателей, расположенных на панели управления за дверцей щита и в автоматическом режиме. Управление запуском насосов и двигателей происходит с контроллера при благоприятных параметрах системы. На функциональной схеме показан принцип автоматизированного управления приточной и вытяжной вентиляции, чертеж ДП АТ061 К897 Э2. Во время работы системы наружный воздух, через воздухозаборную решетку, поступает в приточную установку, проходит через открытый воздушный клапан, затем через шумоглушитель проходит в секцию карманного фильтра. После этого очищенный воздух проходит через секцию нагрева и в зимний режим работы подогревается до температуры 22°С. Затем воздух проходит через камеру охлаждения и в летнем режиме работы охлаждается. Дальше воздух попадает в секцию вентилятора, где создается напор и после секции шумоглушителя по воздуховодам попадает в обслуживаемые помещения. Температура приточного воздуха измеряется датчиком (16а). Измеренная температура передается в щит управления, и контроллер вырабатывает сигнал на запорно-регулирующие клапана (8а, 11а). В системе предусмотрен контроль засорения фильтра. Когда перепад давления до и после фильтра превысит 100Па датчик (4а) замкнет свои контакты и этот сигнал включит световую сигнализацию и если в течение 72 часов фильтр не почистит или не заменят, остановит систему. В системе предусмотрена защита калориферов от замерзания. Когда температура воды в обратном трубопроводе снижается ниже 20°С, сигнал от датчика (5а) поступает в щит управления. Также предусмотрена защита по температуре воздуха после калорифер. Датчик (9а) выработает сигнал при температуре 5°С который поступит в щит управления. При поступлении одного из сигналов происходит остановка вентилятора, закрывается сблокированный с ним клапан наружного воздуха и полностью открывается трехходовой клапан (8а) для максимального увеличения расхода теплоносителя. Таким образом, движение холодного воздуха прекращается, а циркуляция теплоносителя через калорифер продолжается. Вследствие отсутствия теплосъема, температура охлажденного теплоносителя начинает повышаться. При достижении температуры теплоносителя 50°С вентилятор включается, клапан наружного воздуха открывается, и работа воздухонагревателя возобновляется. По датчику температуры наружного воздуха (1а) происходит переключение режимов работы зимний или летний. В зависимости от режима работы воздух либо нагревается или охлаждается. Для регулирования температуры приточного воздуха применяют узел управления подачей теплоносителя в воздухонагреватель. Схема узла управления УУ1 показана на рисунке 3.  Рисунок 3 – Схема узла управления УУ1 1 – Накладной термостат защиты калорифера от замерзания по воде. 2 – Циркуляционный насос. 3 – Показывающий стрелочный манометр. 4 – Показывающий стрелочный термометр. 5 – Фильтр. 6 – Накладной датчик температуры обратной воды. 7 – Балансировочный клапан. 8 – Отсечной шаровой кран. 9 – Трехходовой клапан с электроприводом. Вода из теплосети проходит через балансировочный клапан и фильтр и поступает в теплообменник, отдает часть тепла и возвращается в теплосеть. Циркуляционный насос создает подмешивание воды приточной с обратной водой, которая поступает в приточный трубопровод в зависимости от положения регулирующего клапана. Регулирующий клапан увеличивает или уменьшает поступление обратной воды в теплообменник в зависимости от температуры приточного воздуха или температуры обратной воды, которую измеряет накладной датчик температуры. Накладной термостат обеспечивает защиту теплообменника от замерзания теплоносителя. Если температура воды будет ниже 0°С, то произойдет замерзание теплоносителя и приводит к разрыву трубок теплообменника, который ремонту не подлежит, а замен дорогостоящий. В летнем режиме работы регулированием подачей холодоносителя применяется узел управления подачей холодоносителя в воздухоохладитель. Узел управления подачей холодоносителя в воздухоохладитель УУ2 показан на рисунке 4.  Рисунок 4 – Подача хладоносителя в воздухоохладитель УУ2 2 – Циркуляционный насос. 3 – Показывающий стрелочный манометр. 4 – Показывающий стрелочный термометр. 5 – Фильтр. 7 – Балансировочный клапан. 8 – Отсечной шаровой кран. 9 – Трехходовой клапан с электроприводом. Вода из холодильной машины проходит через балансировочный клапан и фильтр и поступает в секцию охлаждения, нагревается и возвращается в теплосеть. Циркуляционный насос создает подмешивание воды приточной с обратной водой которая поступает в приточный трубопровод в зависимости от положения регулирующего клапана. Регулирующий клапан увеличивает или уменьшает поступление обратной воды в теплообменник в зависимости от температуры приточного воздуха. На принципиальной схеме изображаются все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.п.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи, чертеж ДП АТ061 К897 Э3. Система имеет два режима работы зимний и летний. В зимний период работы системы воздух перед подачей в обслуживаемое помещение подогревается, а в зимний охлаждается. Тепло и хладоносителем в нашей системе является вода. Переключение происходит автоматически либо вручную. Автоматический переход происходит по датчику температуры наружного воздуха с гистерезисом. Переход с зимнего на летний при температуре 12°С, а с летнего на зимний при температуре 8°С. В ручном режиме с помощью переключателей (SA1, SA2). Рассмотрим по отдельности эти режимы. В дежурном режиме воздушные клапаны закрыты, вентиляторы приточной и вытяжной установки выключены, на щите лампы «СЕТЬ» (HL1), «ЗИМНИЙ РЕЖИМ» (HL5), «ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ЗАКРЫТ» (HL4) и «СТОП» (HL3) находятся во включенном состоянии. Циркуляционный насос в узле регулирования подачей теплоносителя работает, регулирование осуществляется по температуре Тобр., которая поддерживается равной Тобр.зад. Переход из дежурного режима в режим вентиляции возможен только после прогрева калорифера. Для запуска системы необходимо нажать кнопку «ПУСК» (SB1), расположенную на лицевой панели за дверцей щита. При этом лампа «СТОП» (HL3) выключится и включится лампа «ПУСК» (HL2) и система перейдет в режим прогрева. В режиме прогрева воздушные клапана закрыты, вентиляторы выключены. Регулирование осуществляется по температуре Тобр., которая доводится до значения Тпуск, после чего на клапан подается дополнительный «упреждающий» импульс на открытие, и после заданной задержки, система перейдет в режим вентиляции. При подаче напряжения на двигатель вентилятора одновременно подается сигнал на открытие воздушного клапана и в течение 10 секунд должен поступить сигнал об открытии клапана и выключится лампа «ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ЗАКРЫТ». В режиме вентиляции регулирование осуществляется по температуре приточного воздуха Тпрв, которая поддерживается равной Тпрв.зад. При превышении температуры Тобр над заданным значением контроллер переключается на ее регулирование с целью недопущения перегрева воды, возвращаемой в тепловую сеть. Контроль превышения Тобр активизируется с задержкой после включения вентилятора. Опасность замерзания калорифера. При срабатывании контактных датчиков защиты по воде или по воздуху система переходит в дежурный режим и загорается лампа «ОПАСНОСТЬ ЗАМЕРЗАНИЯ». После пропадания сигнала система переходит в режим прогрева и заново запускается. Авария двигателя При срабатывании контактного датчика воздушного потока или термостата перегрева двигателя в режиме вентиляции система переходит в дежурный режим и включается лампа «АВАРИЯ ДВИГАТЕЛЯ». Сброс сброса аварии осуществляется нажатием кнопки «СТОП». Засорение фильтра При срабатывании контактного датчика воздушного потока загорается лампа «ФИЛЬТР ЗАСОРЕН». И если в течение 72 часов систему не остановят и не почистят фильтр, переведет систему в дежурный режим. Воздушный клапан не открылся После подачи сигнала открытия на привод воздушного в течение 10 секунд сигнал о закрытии клапана поступает, то система переходит в дежурный режим, а лампа ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ЗАКРЫТ» включается и выключается с интервалом 1 секунда. В дежурном режиме воздушные клапаны закрыты, вентиляторы приточной и вытяжной установки выключены, на щите лампы «СЕТЬ» (HL1), «ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ЗАКРЫТ» (HL4) и «СТОП» (HL3) находятся во включенном состоянии. Циркуляционный насос работает. Регулирование не осуществляется. Для запуска системы необходимо нажать кнопку «ПУСК» (SB1), расположенную на лицевой панели за дверцей щита. При этом лампа «СТОП» (HL3) выключится и включится лампа «ПУСК» (HL2) и система перейдет в режим вентиляции. При подаче напряжения на двигатель вентилятора одновременно подается сигнал на открытие воздушного клапана и в течение 10 секунд должен поступить сигнал об открытии клапана и выключится лампа «ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ЗАКРЫТ» (HL4). В режиме вентиляции регулирование осуществляется по температуре приточного воздуха Тпрв, которая поддерживается равной Тпрв.зад. Авария двигателя. При срабатывании контактного датчика воздушного потока или термостата перегрева двигателя в режиме вентиляции система переходит в дежурный режим и включается лампа «АВАРИЯ ДВИГАТЕЛЯ» (HL8). Сброс сброса аварии осуществляется нажатием кнопки «СТОП» (SB2). Засорение фильтра. При срабатывании контактного датчика воздушного потока загорается лампа «ФИЛЬТР ЗАСОРЕН» (HL6). И если в течение 72 часов систему не остановят и не почистят фильтр, переведет систему в дежурный режим. Воздушный клапан не открылся. После подачи сигнала открытия на привод воздушного клапана в течение 10 секунд сигнал о закрытии клапана поступает, то система переходит в дежурный режим, а лампа «ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ЗАКРЫТ» (HL4) включается и выключается с интервалом 1 секунда. При поступлении сигнала с пульта пожарной охраны система переключится в дежурный режим без автоматического перезапуска при пропадании сигнала. Значения уставок системы указаны в таблице 1. Таблица 1 – значение уставок системы
На схеме соединений изображены все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.п.), а также соединения между этими устройствами и элементами. На схеме показано соединение всех датчиков, исполнительных механизмов, двигателей, питающих кабелей к щиту управления, а также передача этих сигналов на микроконтроллер. Дискретные датчики и исполнительные механизмы подсоединяются к щиту контрольным кабелем КВВГ, а аналоговые датчики подключаются экранированным кабелем МКЭШ. При подключении к щиту управления экраны кабелей соединяются между собой на шине заземления. Щиты управления и агрегаты систем должны быть заземлены согласно требованиям ПУЭ. Все подключенные кабели и провода должны быть отмаркированны согласно проекту. В данном проекте используется значительное количество различных датчиков, приводов, контроллеров и другого оборудования систем автоматики. Однако особое внимание уделяется свободно программируемому контроллеру LOGO фирмы «Siemens», т.к. он является основой всей системы автоматики. На остальные изделия будет дана лишь ознакомительная информация. Логические модули LOGO! являются компактными функционально законченными универсальными изделиями, предназначенными для построения простейших устройств автоматики с логической обработкой информации. Внешний вид изделия приведён на рисунок 5.  Рисунок 5 – внешний вид контроллера Алгоритм функционирования модулей задается программой, составленной из набора встроенных функций. Программирование модулей LOGO!Basic может производиться с их клавиатуры без использования дополнительного программного обеспечения. Стоимостные показатели модулей настолько низки, что их применение может оказаться экономически целесообразным даже в случае замены устройств, включающих в свой состав 2 многофункциональных реле времени или 2 таймера и 3-4 промежуточных реле. LOGO! включает в себя: устройство управления; панель управления и индикации с фоновой подсветкой; блок питания; интерфейс для модулей расширения; интерфейс для программного модуля (платы) и кабеля PC; стандартные готовые функции, часто используемые на практике, например, функции задержки включения и выключения, импульсное реле и программный выключатель; часовой выключатель; цифровые и аналоговые флаги; входы и выходы в соответствии с типом устройства. LOGO! предлагает решения различных технических задач, в том числе в электрооборудовании жилых помещений (например, освещение лестничных клеток, внешнее освещение, шторы, жалюзи, освещение витрин магазинов и т.д.), в коммутационных шкафах, в управлении машинами и аппаратами (например, системы управления воротами, вентиляционные системы или насосы для хозяйственной воды и многое другое). LOGO! можно использовать также для специальных систем управления в оранжереях и теплицах, для предварительной обработки сигналов управления и, при подключении коммуникационного модуля (напр., AS Interface), для децентрализованного управления машинами и процессами на месте. Все встроенные входы модулей могут использоваться для ввода дискретных сигналов. Напряжение питания входных цепей соответствует напряжению питания модуля. В некоторых моделях 2 из 8 входов имеют универсальное назначение. Они могут использоваться для ввода дискретных сигналов или аналоговых сигналов 0…10В. Модули LOGO! Contact предназначены для бесшумной коммутации трехфазных цепей переменного тока напряжением до 400В с активной нагрузкой до 20А или короткозамкнутыми асинхронными двигателями мощностью до 4кВт. Модули выпускаются в двух модификациях, отличающихся напряжением питания обмотки управления: =24В или 230В. Модули не подключаются к внутренней шине LOGO! Для управления их обмотками необходимо использовать соответствующие дискретных выходы модулей LOGO! или DM8/DM16. Блоки питания LOGO! Power преобразуют сетевые напряжения 115/230В в выходное напряжение =12В или =24В с различными значениями тока нагрузки. Модули обеспечивают защиту нагрузки от коротких замыканий. Для долговременного хранения резервной копии, защиты от несанкционированного доступа и копирования программы, а также переноса программ с одного логического модуля на другой может использоваться универсальный модуль памяти. Программирование модулей LOGO!Basic может выполняться с клавиатуры с отображением информации на встроенном дисплее. Процесс программирования сводится к последовательному соединению встроенных функциональных блоков и заданию параметров настройки (задержек включения / выключения, значений счетчиков и т.д.). Для выполнения всех этих операций используется система встроенных меню. Готовая программа может быть переписана в модуль памяти, вставленный в интерфейс модуля LOGO! Все встроенные функции хранятся в памяти логического модуля в виде двух библиотек. Библиотека GF содержит набор функций, выполняющих все основные логические операции. В библиотеку SF собраны специальные функции: триггеры, счетчики, таймеры, импульсные реле, компараторы, генераторы импульсов и т.д. Пакет LOGO!Soft Comfort позволяет производить разработку и отладку программ для LOGO! на компьютере, документировать программы и эмулировать работу разрабатываемого устройства. Поддерживается программирование в виде функциональных блоков и релейно-контактных схем. Пакет может работать под управлением операционных систем Windows 95/98/NT/ME/2000/XP, Linux, MAC OS-X. Готовая программа может загружаться в память логического модуля через кабель ПК или записываться в модуль памяти через специальное устройство LOGO!Prom. Максимальная надежность устройств и компонентов LOGO! достигается реализацией широкомасштабных и влияющих на величину издержек мероприятий при разработке и изготовлении. Сюда относятся: использование высококачественных компонентов; проектирование всех цепей в расчете на наихудшие условия; систематическое автоматизированное тестирование всех компонентов; тренировка всех схем высокой интеграции (напр., процессоров, памяти и т.д.); меры по предотвращению статического разряда при работе с интегральными МОП-схемами; визуальный контроль на различных этапах изготовления; испытание на нагрев при длительной работе при повышенной температуре окружающей среды в течение нескольких дней; тщательные окончательные приемочные испытания под управление компьютера; статистический анализ всех возвращенных систем и компонентов для немедленного проведения корректирующих мероприятий; контроль важнейших компонентов устройства управления с использованием онлайнового тестирования (циклическое прерывание для CPU и т.д.). Различные модели модулей оснащены транзисторными или релейными выходами. Транзисторные выходы способны коммутировать токи до 0.3А в цепях напряжением =24В и оснащены электронной защитой от короткого замыкания. Релейные выходы способны коммутировать токи до 10А (активная нагрузка) или до 3А (индуктивная нагрузка) в цепях напряжением =12/24В, 24В или /= 115/240В. Для увеличения количества обслуживаемых входов-выходов и максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи к каждому логическому модулю LOGO! могут подключаться модули расширения. Модули DM8 имеют 8-, модули DM16 – 16 канальную структуру (4 входа/4 выхода или 8 входов/8 выходов). Релейные выходы модулей при активной нагрузке способны коммутировать токи до 5А. Внутренняя шина модулей DM8/DM16 может быть подключена только к модулю с таким же уровнем напряжения питания. Коммуникационные модули позволяют производить подключение логических модулей к сетям AS-Interface, EIB и LON. В сети AS-Interface модули LOGO! способны выполнять функции интеллектуальных ведомых устройств, в сетях EIB и LON – функции ведущих устройств. Коммуникационные модули рекомендуется устанавливать последними в линейке расширения. По внутренней шине они могут подключаться к модулям с любым напряжением питания.  Рисунок 6 – LOGO 24Rc  Рисунок 7 – DM16 Таблица 2 – расшифровка позиций
На рисунке 6-7 приведено механическое устройство модулей контроллера «LOGO!», а в таблице 2 расшифровка позиций. В таблице 3 указаны технические характеристики контроллера. Таблица 3 – технические характеристики контроллера
Наружные датчики предназначены для измерения наружной температуры и, в меньшей степени - уровня солнечной радиации, влияния ветра и температуры стены здания. Внешний вид датчика приведён на рисунке 8.  Рисунок 8 – внешний вид QAC2010 Датчик может использоваться в качестве: контрольного датчика для управления температурой, подающей в зависимости от погодных условий; измерительного датчика в целях оптимизации. Наружный датчик с чувствительным элементом Pt 100 Ом при 0 °С. Датчик помещен в пластмассовый корпус со снимающейся крышкой. Чувствительный элемент залит синтетической резиной. Доступ к клеммам для подключения датчика обеспечивается после снятия крышки. Кабель подключается либо с тыльной стороны (скрытая проводка), либо с нижней стороны (открытая проводка). В нижнюю часть корпуса может вкручиваться уплотнитель кабельного ввода Рk11. Технические характеристики: диапазон измерения: -50...+70 0С; чувствительный элемент Pt 100 Ом при 0 °С; допустимые отклонения: ±1 0С при -10...+20 °С; постоянная времени: 10 мин.; допустимая влажность: 5…100%; степень защиты корпуса: IP43; вес: 0,120 кг. В зависимости от цели использования, датчик может устанавливаться: Для контроля: На стене дома или здания, на которой имеются окна, выходящие из жилых помещений. При этом на датчик не должны падать солнечные утренние лучи. Если это не гарантируется, его лучше установить на стене с северной или с северо-западной стороны. Для оптимизации: Во всех случаях - на самой холодной стене дома или здания (обычно на стене с северной стороны). Попадание на датчик солнечных утренних лучей не допускается. Высота установки: Предпочтительно посередине стены дома или здания, или зоны обогрева, но не ниже 2,5 м от уровня земли. Не допускается крепление датчика в следующих местах: Над окнами, дверьми, вентиляционными решетками и другими источниками тепла; Под балконами или козырьками крыш. Во избежание ошибок измерения, вызванных циркуляцией воздуха, кабельный ввод датчика необходимо закрыть уплотнителем. Покраска корпуса датчика не допускается. Используется для контроля перепада давления, а также для контроля за пониженным и повышенным давлением в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Внешний вид датчика приведён на рисунок 9.  Рисунок 9 – внешний вид QBM81.5 Применяется для контроля: засорения фильтра; аварийной остановки двигателя. Принцип действия: перепад давления между обоими соединениями деформирует пружинную диафрагму. Он пригоден для крепления на воздуховодах или стенах. Рекомендуемая ориентация - вертикальная, хотя в принципе приемлемо любое местоположение. Соединительные трубки могут иметь произвольную длину, однако если они длиннее 2-х метров, время реакции на перепад давления увеличивается. Датчик должен устанавливаться таким образом, чтобы он находился сверху от точек соединения. Для того чтобы избежать конденсации, трубопроводы должны прокладываться так, чтобы от точек соединения их с датчиком-реле трубопроводный участок имел уклон (без образования петли). Диапазон измерения 50…500Па. Производитель фирма «Siemens». Внешний вид датчика приведён на рисунке 10.  Рисунок 10 – внешний вид RAK-TW.5000 Термостат осуществляет контроль защиты от замерзания по температуре воды в обратном трубопроводе, снабжен однополюсным перекидным микропереключателем. Установленная пороговая температура отображается в окошке на корпусе термостата. При достижении температуры уставки при понижении температуры (функция защиты), перекидной контакт выработает сигнал и передаст его в щит управления. Диапазон измерения 5…65°С. Производитель фирма «Siemens». Накладной датчик температуры предназначен для измерения температуры в трубопроводе. Измерение температуры в трубопроводе производится для контроля или ограничения температуры потока, ограничение температуры воды обратного трубопровода, контроля горячей воды. Внешний вид датчика приведён на рисунке 11.  Рисунок 11 – внешний вид QAC 21 Чувствительный элемент Pt100 снимает показания температуры трубопровода. Сопротивление чувствительного элемента изменяется в зависимости от температуры среды. Диапазон измерения -30…+130°С. Производитель фирма «Siemens». Термостат контролирует температуру воздуха после теплообменника в системе вентиляции и кондиционирования тем самым, защищая его от замерзания и последующего разрушения теплообменника. Внешний вид датчика приведён на рисунок 12.  Рисунок 12 – внешний вид QAF81.3 Газонаполненный капилляр, соединенный с диафрагмированной камерой, представляет собой измерительный элемент, который механически связан с микропереключателем. Термостат чувствителен к падению температуры ниже установленного порога на длине участка капилляра 30 см. При превышении температуры выше порога происходит автоматический сброс термостата. Капилляр термостата должен быть установлен непосредственно после калорифера по потоку воздуха (до калорифера – в случае охлаждающего теплообменника). Его необходимо уложить петлями в плоскости, параллельной теплообменнику, на расстоянии от теплообменника около 5 см на специальных кронштейнах. Капилляр термостата должен перекрывать все сечение воздуховода после калорифера. Диапазон измерения -5…+15°C. Производитель фирма «Siemens». Внешний вид датчика приведён на рисунке 13.  Рисунок 13 – Внешний вид QAM2110.040 Канальный датчик температуры используется в установках кондиционирования воздуха в качестве: датчика температуры входящего или выходящего воздуха; датчика-ограничителя (например, ограничение по минимуму) в приточном канале; управляющего датчика, как например, для регулирования температуры помещения по наружной температуре; датчика точки росы; измерительного датчика, как например, для индикации измеряемых величин или подачи данных измерении централизованной системы контроля. Технические характеристики: рабочий диапазон: -50 +80°С; измерительный элемент: Pt100 Ом/0°C; постоянная времени: 30 с. Место установки: в установках кондиционирования воздуха после воздуходувки, если она является последней конструктивной единицей, в ином случае после последней конструктивной единицы на расстояние не менее 0,5 м. в вытяжном канале всегда до вытяжного вентилятора; в качестве ограничителя температуры входящего воздуха по возможности ближе к помещению; при регулировании влажности воздуха по методу точки росы непосредственно после каплеуловителя увлажнителя; чувствительный элемент не должен касаться стенок канала. Диапазон измерения -30…+120°C. Производитель фирма «Siemens». Внешний вид электропривода приведён на рисунке 14.  Рисунок 14 – внешний вид GMA126.1E Электропривод воздушного клапана со встроенной пружиной возврата предназначен для открытия и закрытия клапана. Воздушный клапан перекрывает поступление воздуха в помещение и из него через воздуховоды системы вентиляции. Двухпозиционный привод имеет угол поворота 90°. У него имеется встроенный дополнительные контакты, настроенные на срабатывание на угле 5°…90°. Производитель фирма «Siemens». Внешний вид насоса показан на рисунке 15.  Рисунок 15 – внешний вид UPS 25-20 В системах кондиционирования воздуха насосы являются ответственным элементом систем тепло- и холодоснабжения аппаратов для изменения параметров воздуха. От надежной работы насосов зависит стабильная и надежная работа системы кондиционирования воздуха. В России и других странах мира широкое применение получили насосы фирмы «Grundfos». Для работы насосов в составе систем кондиционирования воздуха и систем тепло- и холодоснабжения характерны два основных режима: при постоянном расходе жидкости; при переменном расходе жидкости. При постоянном расходе жидкости рекомендуется применение насосов с постоянной частотой вращения ротора приводного электродвигателя рабочего колеса насосов. Фирма «Grundfos» для постоянных расходов воды в системах кондиционирования воздуха производит насосы типа UPS, которые монтируются на трубопроводах без фундаментов. Для ручного регулирования производительности систем по жидкости конструкции насосов имеет ручное переключение на три частоты вращения. Циркуляционный насос в контуре нагрева создает циркуляцию воды в контуре узла регулирования подачей теплоносителя в воздухонагреватель, чем снижает вероятность замерзания воды в калорифере. Внешний вид устройства показан на рисунке 16.  Рисунок 16 – внешний вид SSB61U Электромеханические приводы предназначены для использования в системах с фанкойлами и охлаждаемыми потолками для управления клапанами нагрева и охлаждения. Привод имеет пропорциональный сигнал управления 0…10В, это сигнал приводит в действие шток привода, воздействующий на шток клапана. Клапан открывается пропорционально напряжению на выходе Y. Электромеханические приводы предназначены для использования совместно с 3-х ходовыми клапанами с номинальным ходом штока 5,5 мм типа VXP45. Производитель фирма «Siemens». Клапан применяется в системах вентиляции и кондиционирования для управления протоком по системам замкнутого контура, с фанкойлами, с калориферами и вторичными охладителями, для использования в 2-х трубных системах с одним теплообменником для нагрева и охлаждения (летний – зимний период). Внешний вид клапана показан на рисунке 17.  Рисунок 17 – внешний вид VXP45.20-4 Основной характеристикой регулирующего клапана является kvs – номинальный расход воды (м3/ч) через полностью открытый клапан (ход штока 100%) при перепаде давления в 1 бар и температуре воды 20°С. Для выбора значения kvs регулирующего клапана воспользуемся графиком объемного расхода (рисунок 18).  Рисунок 18 – график объемного расхода Для теплообменника нашей системы при значениях: v100 = 0,33 л/с ΔPv100 = 7,1 кПа Получим необходимое значение kvs=4 м3/ч. Для секции охлаждения: v100 = 0,36 л/с ΔPv100 = 6,8 кПа Получим необходимое значение kvs=6,3 м3/ч. Для защиты двигателей от перегрева устанавливаются токоограничивающие силовые автоматические выключатели типа 3RV1 фирмы Siemens. Характеристики расцепления силовых выключателей рассчитаны главным образом для защиты трехфазных двигателей. Расчетный ток защищаемого двигателя устанавливается на настроечной шкале. Расцепитель тока короткого замыкания настроен на заводе на 13-кратную величину расчетного тока. Этим обеспечивается нормальный пуск и надежная защита двигателя. Чувствительность выключателя к выпадению фазы гарантирует, что выключатель своевременно сработает при выпадении фазы и при вызванными этими обстоятельствами сверхтоках в других фазах. Силовые автоматические выключатели также обеспечивают защиту линии. Для двигателей мощностью 1кВт из таблицы данных каталога Siemens выберем автоматический выключатель типа 3RV10 11-1DA1. Выключатель имеет следующие характеристики: токовый расцепитель перегрузки 2,2-3,2А; максимальный расцепитель тока без выдержки времени 42А; отключающая способность при коротком замыкании при 400В 100кА; типоразмер S00. Для программирования контроллера воспользуемся программой LOGO! Soft Comfort. Программное обеспечение LOGO! Soft Comfort предоставляет наиболее широкие возможности по разработке, отладке и документированию программ логических модулей LOGO! Разработка программы может выполняться на языках LAD (Ladder Diagram) или FBD. Допускается использование символьных имен для переменных и функций, а также необходимых комментариев. В отличие от программирования с клавиатуры обеспечивается наглядное представление всей программы, поддерживается множество сервисных функций, повышающих удобство разработки и редактирования программы. Разработка, отладка и полное тестирование работы программы может осуществляться в автономном режиме без наличия реального модуля LOGO! Готовая программа может загружаться в логический модуль или записываться в модуль памяти, а также сохраняться на жестком диске компьютера. LOGO! будет распознавать, считывать и включать входы и выходы всех модулей расширения независимо от их типа. Входы и выходы представлены в той же последовательности, в которой расположены модули. Для программирования имеются в распоряжении следующие входы, выходы и флаги: от I1 до I24, от AI1 до AI8, от Q1 до Q16, AQ1 и AQ2, от M1 до M24 и от AM1 до AM6. Кроме того, имеются биты регистра сдвига от S1 до S8, 4 клавиши управления курсором C▲, C►, C▼ и C◄ и 16 свободных выходов от X1 до X16. В LOGO! 12/24… и LOGO! 24/24o для входов I7 и I8 имеет силу следующее: если I7 или I8 используется в коммутационной программе, то сигнал, прилагаемый к соединительному элементу, интерпретируется как цифровой; если используется AI1 или AI2, то сигнал интерпретируется как аналоговый. Значительно более мощными являются специальные функции: Импульсное реле; Реверсивный счетчик; Задержка включения; Программный выключатель. На рисунке 19 показано окно среды программирования LOGO! Soft Comfort. В левом диалоговом окне имеется выбор элементов, разделенных на подкатегории. Справа отображается непосредственно программа.  Рисунок 19 – Окно среды программирования LOGO! Soft Comfort Алгоритм программы работы контроллера приведен в приложении А. При поступлении на вход I1 логической единицы сигнал поступает на RS-триггер. С RS-триггера сигнал пуска поступает на выход Q1, а также поступает на блоки для запуска системы в летнем режиме и для перевода системы в холодное период в режим прогрева. С задержкой времени, которую формирует B024, сигнал подается на Q3 и Q4. После поступления сигнала на Q3 включается задержка включения на вход I5, сигнал пропадет после открытия воздушной заслонки, если сигнал поступает через 10 секунд, то контроллер остановит систему, и на выход Q5 будут поступать сигналы с периодичностью 1 секунда, которую формирует блок B029. Для сброса данного положения надо подать сигнал на вход I2. Во время работы при поступлении сигнала на вход I6 на выход Q7 поступит сигнал и через 72 часа, если сигнал продолжает поступать остановит систему. Для сброса данного положения надо подать сигнал на вход I2. При поступлении сигналов на I7 или I8 поступает сигнал на выход Q8, и система переходит в режим прогрева и после пропадания сигнала на этих входах система перезапуститься. Контроль входов I9, I10, I11 и I12 включается с задержкой времени 10 секунд после появления сигнала на выходах Q3 и Q4. Если после этогосигнал поступает или поступил, подается на остановку системы и на выход Q9. Для сброса данного положения надо подать сигнал на вход I2. Для формирования режима работы в ручном режиме на входы I4 и I5 должны поступить сигналы. Для формирования сигнала режима работы в автоматическом режиме установлен аналоговой триггер B006. В зависимости от сигнала, поступающего с AI1 триггер вырабатывает сигнал для переключения режимов работы. В зимний период работы в дежурном режиме работы сигнал 0…10В на выходе AQ1 формируется в зависимости от поступающей информации на аналоговый вход AI3. В зимний период работы во время работы сигнал 0…10В на выходе AQ1 формируется в зависимости от поступающей информации на аналоговый вход AI2 на регуляторе B009. В случае превышения сигнала на входе AI3 над установленным значением 45°С срабатывает триггер B016, который переключит формирование сигнала от регулятора B010. После снижения сигнала AI3 формирование опять переходит от регулятора B009. Данные переключения осуществляет аналоговый мультиплексор B013. В летний период работы во время работы сигнал 0…10В на выходе AQ1 формируется в зависимости от поступающей информации на аналоговый вход AI2 на регуляторе B009. При поступлении сигнала на вход I13 контроллер переведет систему в режим остановки без возможности автоматического перезапуска. |