1. Podstawowy skład układu automatyki stacji wymiany ciepła
Lokalny system automatycznego sterowania wymiennikiem ciepła składa się ze sterownika UW2100, interfejsu człowiek-maszyna (ekran dotykowy), zapory VPN, UPS, szafy sterowniczej i innego wyposażenia. Realizuje się głównie w zakresie gromadzenia różnych danych i kontroli urządzeń w stacji wymiany ciepła. W normalnych okolicznościach lokalny system automatycznego sterowania niezależnie steruje automatyczną pracą tej stacji wymiany ciepła. W przypadku połączenia sieciowego lokalny system automatycznego sterowania wymiennikiem ciepła może przyjmować do pracy polecenia systemu monitorowania sieci ciepłowniczej. Lokalny system automatycznego sterowania wymiennikiem ciepła może komunikować się za pośrednictwem sieci światłowodowej lub sieci bezprzewodowej GPRS, wykorzystując zaporę VPN i centrum monitorowania sieci ciepłowniczej w celu utworzenia sieci VPN, przesyłać dane procesowe do centrum monitorowania sieci ciepłowniczej w czasie rzeczywistym i zdalnie w czasie rzeczywistym poprzez centrum monitorowania sieci ciepłowniczej. Zwolnienie urządzeń do kontroli jakości i ustalania docelowych parametrów operacyjnych procesu.
1.1 Lokalny sterownik stacji wymiany ciepła
Uniwersalny inteligentny kontroler UW2100 wykorzystuje wbudowany mikrokontroler klasy przemysłowej o wysokiej wydajności i opiera się na wielozadaniowym mikrojądrze systemu operacyjnego czasu rzeczywistego. Zapewnia standardowy język programowania IEC61131-3FBD, obsługuje Modbus, GPRS i inne protokoły, a także posiada programy użytkownika, parametry konfiguracyjne i kluczowe dane. Funkcja podtrzymania elektrycznego.
Wprowadzenie do UW2100:
A. Wprowadzenie do funkcji:
1. Wbudowany system operacyjny, interpretacja i uruchomienie IEC61131-3FBD;
2. Zintegrowane 6 wejść modułowych, 2 wyjścia modułowe, 4 wejścia cyfrowe i 4 wyjścia cyfrowe
3. Obsługuje dwukierunkową komunikację RS485 i obsługuje protokół master-slave MODBUS-RTU;
4. Wbudowany zegar czasu rzeczywistego, obsługuje synchronizację magistrali;
5. Opcjonalna obsługa komunikacji bezprzewodowej Ethernet (100M) lub GPRS.
B. Wskaźniki techniczne:
1. Wejście analogowe: obsługuje wejście różnych sygnałów, takich jak 0 ~ 10 V, 0 ~ 20 mA, Pt1000, Pt100 itp., z dokładnością do 0,2% pełnej skali;
2. Wyjście analogowe: obsługuje wyjście 0 ~ 20 mA, dokładność 0,5% pełnej skali;
3. Wejście cyfrowe: obsługuje wejście sygnału licznika i poziomu;
4. Wyjście cyfrowe: obsługuje 4-kanałowe wyjście przekaźnikowe, obciążalność styków 1A/30VDC;
5. Minimalny cykl działania oprogramowania wynosi 80 ms;
6. Wymiary całkowite: 120 mm × 77 mm × 42 mm; waga: niecałe 250g;
7. Zakres temperatury pracy sterownika -20℃-70℃
Sterownik UW2100 może pracować samodzielnie i realizować następujące funkcje:
aZbieranie, przetwarzanie parametrów (w tym operacje cyfrowe, operacje logiczne, akumulacja przepływu itp.) i funkcje wyświetlania;
b Niezależnie kompletne funkcje sterowania w pętli zamkniętej na miejscu i sterowania z wewnętrzną blokadą;
c Całkowity niezależny monitoring na miejscu;
d Konfiguracja niezbędnego sprzętu i oprogramowania, interfejsu człowiek-maszyna itp. może umożliwić ustawienie i modyfikację odpowiednich parametrów na miejscu;
e funkcja alarmu;
fWyślij niezbędne dane do stacji inżynieryjnej i innych jednostek sterujących na miejscu;
gOdbieraj polecenia wysyłane przez stację operatorską i stację inżynierską w celu wykonania zadań kontrolnych;
h posiada funkcję analizy błędów.
Oprócz niezależnej realizacji powyższych funkcji automatycznego monitorowania, jednostka sterująca posiada również funkcje zdalne i zdalne, to znaczy ustawianie parametrów lokalnej jednostki sterującej i sterowanie urządzeniami można wykonać w centrum monitorowania sieci ciepłowniczej.
1.2 Zalety sterownika UW2100
(1) Zwarta konstrukcja, odpowiednia do automatycznego systemu sterowania ogrzewaniem. Jest podłączony do przyrządów obiektowych poprzez kanały we/wy, wejściowe wielkości cyfrowe i analogowe, wyjście analogowe i wyjście cyfrowe, a numery we/wy mogą być kaskadowane przez sterownik w celu spełnienia wymagań inżynieryjnych.
(2) Oprogramowanie konfiguracyjne aplikacji zawiera wiele specjalnych bloków funkcyjnych, a program można pobrać do sterownika poprzez interfejs komunikacyjny 485. Język programowania jest zgodny z normą IEC61131-3. Posiada graficzne narzędzie do edycji z programowaniem obiektowym.
(3) Sterownik posiada wbudowany element komunikacyjny. Interfejs RS-485 obsługuje tryb Modbus RTU i umożliwia komunikację z centrum monitorowania sieci ciepłowniczej poprzez szerokopasmową sieć VPN.
(4) Kontroler może być obsługiwany na miejscu za pośrednictwem interfejsu człowiek-maszyna, można przesyłać dane, a stacja termiczna może działać całkowicie bez nadzoru.
(5) Ma dobrą skalowalność i można go łączyć kaskadowo z wieloma sterownikami, aby spełnić wymagania kontrolne.
(6) Z funkcją zdalnej konserwacji.
2. Plan sterowania węzłem wymiany ciepła
1. Gromadzenie danych: Utwórz bazę danych za pomocą oprogramowania aplikacyjnego do inżynierii sterowania UWinTechPro, odczytaj dane sterownika i wyświetl parametry pracy na interfejsie człowiek-maszyna (ekran dotykowy); i przesłać go do centrum monitorowania sieci ciepłowniczej za pomocą protokołu komunikacji bezprzewodowej GPRS lub Ethernet, aby uzyskać zdalne sterowanie Monitoringiem; gromadzone informacje obejmują między innymi:
Ciśnienie (różnica ciśnień): ciśnienie zasilania z sieci pierwotnej i ciśnienie wody powrotnej, ciśnienie wody z sieci wtórnej i ciśnienie wody powrotnej, różnica ciśnień przed i za filtrem zasilania wodą z sieci pierwotnej, różnica ciśnień przed i za filtrem wody powrotnej z sieci wtórnej, wylot z sieci wtórnej różnica ciśnień wody powrotnej.
Temperatura: temperatura wody zasilającej i powrotnej z sieci pierwotnej, temperatura wody zasilającej i powrotnej z sieci wtórnej, temperatura zewnętrzna;
Pozycja zaworu: Pozycja zaworu elektrycznego zaworu regulacyjnego sieci pierwotnej
Poziom cieczy: poziom cieczy w zbiorniku wody
Częstotliwość robocza silnika o zmiennej częstotliwości: częstotliwość sprzężenia zwrotnego falownika pompy obiegowej, częstotliwość sprzężenia zwrotnego falownika pompy uzupełniania wody
Stan pracy: uruchomienie pompy obiegowej, stan zatrzymania, stan usterki; uruchomienie pompy uzupełniania wody, stan zatrzymania, stan usterki;
Sytuacja alarmowa: Alarm może zostać wydany w zależności od ustawionej sytuacji.
2. Pętla regulacji temperatury:
Podstawową strategią sterowania wymiennikiem ciepła jest zapewnienie stałej temperatury i ciśnienia na wylocie wody wtórnej oraz zapewnienie stałej temperatury poprzez sterowanie elektrycznym zaworem regulacyjnym wlotu wody pierwotnej.
Zadana temperatura jest używana jako podana wartość, zmierzona temperatura jest używana jako wartość sprzężenia zwrotnego, a otwarcie zaworu jest wyprowadzane poprzez obliczenia PID, aby zapewnić stałą temperaturę wtórnego zasilania wodą. Temperatura zadana wyliczana jest na podstawie różnicy pomiędzy temperaturą zewnętrzną a wartością podaną przez centrum monitorowania sieci ciepłowniczej. Ta wartość zadana może się zmieniać wraz ze zmianami temperatury zewnętrznej i daną wartością stacji grzewczej.
Sterownik steruje pracą zaworu regulacyjnego poprzez analogowy sygnał wyjściowy, istnieje możliwość wyboru ręcznego sterowania automatycznego; w przypadku automatycznym obliczenia PID są wykonywane na podstawie wartości sprzężenia zwrotnego temperatury zasilania wtórnego i wartości zadanej, a otwarcie zaworu regulacyjnego jest kontrolowane automatycznie i w sposób ciągły; w przypadku ręcznym należy ręcznie ustawić otwarcie zaworu regulacyjnego.
3. Sterowanie uzupełnianiem wody (sterowanie pompą uzupełniania wody)
Sterownik steruje załączeniem i zatrzymaniem pompy uzupełniania wody poprzez przetwornicę częstotliwości oraz reguluje prędkość pompy uzupełniania wody. Można wybrać dwa tryby sterowania ręcznego i automatycznego. W przypadku automatycznym oceny dotyczące uruchomienia i zatrzymania dokonywane są na podstawie ustawionej wartości wtórnego przeciwciśnienia. Jeżeli wartość przeciwciśnienia wtórnego będzie niższa niż wartość przeciwciśnienia wtórnego, pompa uzupełniająca wodę zostanie uruchomiona, a jeśli wartość przeciwciśnienia wtórnego będzie wyższa niż wartość przeciwciśnienia wtórnego, pompa uzupełniająca wodę zostanie zatrzymana. W przypadku ręcznym pompa uzupełniania wody będzie uruchamiana i wyłączana ręcznie. Sterowanie częstotliwością pompy uzupełniającej wodę może być również kontrolowane ręcznie. W przypadku automatycznym obliczenia PID są wykonywane na podstawie różnicy pomiędzy wartością sprzężenia zwrotnego wtórnego ciśnienia zwrotnego a wartością ustawioną, a częstotliwość pompy uzupełniającej wodę jest kontrolowana automatycznie i w sposób ciągły. W trybie ręcznym można ręcznie zmienić bezpośrednio częstotliwość pompy uzupełniania wody.
4. Sterowanie pompą obiegową
4.1 Sterowanie uruchamianiem i zatrzymywaniem pompy: Istnieją dwa tryby sterowania ręcznego i automatycznego. W przypadku automatycznym określenie uruchomienia i zatrzymania opiera się na różnicy ciśnień zasilania wtórnego i powrotu. Gdy będzie ona niższa od wartości zadanej, załączy się pompa obiegowa. W przypadku awarii pompa obiegowa zostaje automatycznie zatrzymana; w przypadku ręcznym pompa obiegowa jest uruchamiana i zatrzymywana ręcznie.
4.2 Sterowanie częstotliwością pompy: Można wybrać dwa tryby sterowania ręcznego i automatycznego. W przypadku automatycznym obliczenia PID są wykonywane w oparciu o wartość sprzężenia zwrotnego różnicy ciśnień zasilania i powrotu po stronie wtórnej oraz różnicę wartości zadanej, aby automatycznie i w sposób ciągły sterować częstotliwością pompy obiegowej. W przypadku ręcznym, ręcznym. Bezpośrednio ustaw częstotliwość pompy obiegowej.
5. Sterowanie elektrozaworem spustowym
Elektrozawór spustowy może wybrać dwa tryby sterowania ręcznego i automatycznego. W trybie ręcznym elektrozawór można otwierać i zamykać bezpośrednio za pomocą ekranu dotykowego lub górnego systemu monitorowania; w trybie automatycznym, gdy ciśnienie zasilania wtórnego przekroczy ustawioną wartość bezpieczeństwa, przed otwarciem zaworu bezpieczeństwa, otwórz elektromagnetyczny zawór spustowy, aby spuścić wodę, zmniejszyć ciśnienie w rurociągu i chronić bezpieczeństwo pracy rurociągu. Kiedy ciśnienie zasilania wtórnego powróci do normalnej wartości, zamknij elektromagnetyczny zawór spustowy.
6. Sterowanie elektrozaworem uzupełniania zbiornika wody
Elektrozawór uzupełniania zbiornika wody może być sterowany w dwóch trybach: ręcznym i automatycznym. W trybie ręcznym elektrozawór można otwierać i zamykać bezpośrednio za pomocą ekranu dotykowego lub górnego systemu monitorowania; w trybie automatycznym, gdy poziom cieczy w zbiorniku spadnie poniżej bezpiecznej wartości zadanej, otwiera się elektrozawór uzupełniania wody w celu zasilenia zbiornika wodą. Aby uzupełnić wodę, gdy poziom cieczy w zbiorniku osiągnie normalną wartość, zamknij elektrozawór uzupełniania wody.
7. Zabezpieczenie blokady systemu
1) Blokada pompy i zaworu: Gdy pompa obiegowa przestaje działać, w celu ochrony sprzętu, główny zawór regulacyjny zostaje automatycznie zamknięty, aby zapobiec przegrzaniu, odparowaniu i uszkodzeniu wymiennika ciepła wtórnej wody o wysokiej temperaturze;
2) Górny i górny limit temperatury powrotu po stronie pierwotnej: Ustaw górny i górny limit temperatury powrotu po stronie pierwotnej. Gdy temperatura powrotu po stronie pierwotnej przekroczy górny i górny limit, uruchomi się alarm i automatycznie zamknie główny zawór regulacyjny;
3) Górny limit zasilania temperaturą wtórną: Ustaw górny limit zasilania temperaturą wtórną. Gdy temperatura zasilania wtórnego przekroczy górny limit, uruchomi się alarm i automatycznie zatrzyma pompę obiegową, aby chronić użytkownika końcowego;
4) Górny limit ciśnienia zasilania wtórnego: Ustaw górny limit ciśnienia zasilania wtórnego. Gdy ciśnienie zasilania wtórnego osiągnie górną granicę, uruchomi się alarm i automatycznie zatrzyma pracę pompy obiegowej, aby zapobiec nadmiernemu ciśnieniu w rurociągu;
5) Dolne i dolne limity wtórnego przeciwciśnienia: Ustaw dolne i dolne limity wtórnego przeciwciśnienia. Kiedy wtórne ciśnienie wsteczne osiągnie dolną granicę, uruchom pompę uzupełniania wody, aby uzupełnić wodę. Kiedy wtórne ciśnienie wsteczne osiągnie dolną i dolną granicę, uruchomi się alarm i automatycznie zatrzyma pompę obiegową, aby zapobiec uruchomieniu rurociągu. Pusty, pompa obiegowa pracuje na biegu jałowym i jest uszkodzona;
6) Dolny limit poziomu cieczy w zbiorniku wody: Ustaw dolny i dolny limit poziomu cieczy w zbiorniku wody. Gdy poziom cieczy w zbiorniku wody osiągnie dolną i dolną granicę, uruchomi się alarm i zatrzyma pompę uzupełniania wody, aby zapobiec opróżnieniu rurociągu i uszkodzeniu pompy uzupełniania wody na biegu jałowym;
7) Alarm braku zasilania: Kiedy sterownik wykryje sygnał przerwy w zasilaniu z przekaźnika znajdującego się przed UPS-em, zainicjuje alarm braku zasilania i zamknie główny zawór regulacyjny.
8. Funkcja komunikacji
Komunikacja z ekranem dotykowym: za pomocą protokołu Modbus
Komunikacja z ciepłomierzem: przy pomocy protokołu Modbus
Komunikacja z centrum monitorowania sieci ciepłowniczej: za pomocą protokołu transmisji bezprzewodowej Ethernet TCP/IP lub GPRS
