Автоматизация вентиляции

Виды систем отопления

Системы отопления классифицируются по следующим признакам.

По виду теплообмена между обогревателем и окружающей средой:

Конвективное отопление. В этом случае передача тепловой энергии происходит вместе с перемещением объемов горячего и холодного воздуха: тёплый воздушный поток устремляется вверх, холодный – опускается вниз. Из механизма передачи тепла, конвективное отопление невозможно через любые непроницаемые преграды, в т.ч. прозрачные.

Лучистое отопление. Это вид отопления, при котором тепло передается излучением. От Солнца – к Земле или от нагретой поверхности к наблюдателю.

Конвективно-лучистое отопление. Смешанный механизм. Большинство отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, теплые полы и стены) передают тепло именно этим способом, оптимальным считается вариант, когда имеет место примерно равное (50/50) соотношение конвективного и лучистого тепла.

По виду теплоносителя:

Водяное отопление. На сегодняшний день самый распространённый вид отопления, который бывает следующих видов:

Воздушное отопление. К воздушным относят системы, в которых теплоносителем выступает нагретый воздух. В приточной вентиляции такие системы бывают локальными и распределёнными.

В локальных системах нагревание и подача воздуха производится непосредственно в отапливаемом помещении при помощи отопительных и отопительно-вентиляционных приборов.

В распределённых системах воздух нагревается в воздухонагревательной установке и по каналам подается в помещения.

Кроме того, бывает огневоздушное отопление, при котором тепло поступает от печей и каминов. При таком виде отопления теплоноситель либо практически отсутствует, либо им являются горячие дымовые газы.

Системы отопления без теплоносителя.

• Электрические системы отопления. В таких системах электрическая энергия, преобразовываясь в тепловую, нагревает помещение, а не теплоноситель, например, электро-камины, ИК-электрические панели, электрические радиаторы или полы.
• Газовые системы. В таких системах тепло вырабатывается при сгорании газо-воздушной смеси. В качестве примера можно привести газовые камины. картинка галового подогрева

1 Основные понятия и определения

Автоматика– это отрасль
науки и техники об управлении различными
процессами и контроле их протекания,
осуществляемыми без непосредственного
участия человека.

Современное
производство – непрерывное и поточное
производство, с высокой скоростью
протекания процессов. Все это требует
быстродействия, точности и объективности
управления процессами, что для человека
становиться все более сложно. В ряде
отраслей появились процессы (радиоактивный
распад, электромагнитные излучения,
сверхнизкие и сверхвысокие температуры
и т.п.), т.е. вредные воздействия на
человека. Кроме этого, на производстве
еще достаточно много тяжелого ручного
труда, который надо заменить на более
легкий. Именно автоматизация технологических
процессов позволяет выполнить задачи
по защите человека и облегчения его
труда.

Надо
различать:

• механизация
  – замена ручного труда энергией машин,
  при этом функции управления этими
  машинами остаются за человеком;

• автоматизация
  – замена функций управления
  технологическими процессами и контроль
  за их протеканием без участия человека.

В зависимости от
характера и объема операций, выполняемых
автоматическими устройствами
(совокупностью устройств) различают
следующие виды автоматических систем:

• контроля;

• блокировки;

• защиты;

• сигнализации;

• регулирования;

• управлению.

Системы
контроля
служат для автоматического получения
и обработки информации о значениях
контролируемых параметров. Контроль
может быть непрерывным и дискретным.

Системы
блокировкислужат для
фиксации механизма или устройства в
определенном положении в процессе их
работы. Эти системы увеличивают
безопасность обслуживания и надежности
работы оборудования.

Системы
защитыпрекращают
технологический процесс при возникновении
отклонений контролируемых параметров
при перегрузках, коротких замыканиях
и т.п.

Системы
сигнализацииизвещают
персонал о ходе технологического
процесса при возможных допустимых
отклонениях контролируемых параметров
за допустимые пределы.

Системы
регулирования обеспечивают
поддержание значений регулируемой
величины (параметра) в заданных пределах
или по заданному закону.

Все эти системы
могут быть самостоятельными или являться
составной частью системы автоматического
управления.

Системы
управления
– это
автоматические системы, в которых
технологический процесс или какой –
либо объект управляются с помощью
управляющих сигналов.

Описание системы

САУ реализуется на базе комплексов технических средств (КТС) КСПА. Технические средства комплексов размещаются в приборных шкафах, имеющих степень защиты от внешних воздействий IP54. Основные типоразмеры шкафов — 1900х800х400 мм, 1200х800х300 мм и 1000х800х300 мм.

Управляющие контроллеры комплексов КСПА для САУ вентиляцией построены с применением технических средств WAGO I/O. Количество и состав комплексов определяется номенклатурой и объемом управляемого оборудования. Связь с системой диспетчеризации осуществляется по протоколу LonWorks (модификация КСПА-012-ХХ), либо по протоколу MODBUS RTU (модификация КСПА-014-ХХ).

В состав каждого КТС КСПА может входить местный пульт управления (МПУ). МПУ располагается на лицевой стороне приборного шкафа.

В состав МПУ входят лампы, сигнализирующие состояние механизмов, кнопки прямого управления и селекторные переключатели режима работы механизмов. Опционально на лицевой стороне шкафа может устанавливаться сенсорная панель для отображения работы установки и задания различных настроек «по месту».

На рисунке 1 представлена функциональная схема приточно-вытяжной вентиляционной установки. Данная установка использована как пример объекта контроля и управления в приведенной на рисунке 2 структурной схеме САУ.

Рисунок 1. Структурная схема вентиляционной установки

Рисунок 2. Структурная схема САУ вентиляцией

Основные элементы автоматизации ИТП

Оборудование автоматизации индивидуальных тепловых пунктов аналогично оборудованию автоматизации других систем управления климатом (отопления или вентиляции), она осуществляется с помощью применения следующих элементов:

Контроллеры. С их помощью которых осуществляется управление всей системой, на этапе пуско-наладочных работ, они программируются на исполнение алгоритма, разработанного технологами. Контроллеры получают данные с датчиков ИТП, формируют управляющие сигналы для циркуляционных насосов, приводов клапанов, иных элементов. Контроллеры системы могут быть с жестко прошитым ПО – для типовых решения или свободно программируемые – для индивидуальных решений, которые более предпочтительны с точки зрения экономической эффективности – об этом ниже. Контроллеры как правило имеют различные возможности для регулирования параметров, в т.ч. и ПИД-регулирование, программное обеспечение контроллеров известных фирм, имеет встроенные функции по адаптации и оптимизации алгоритмов для различного оборудования;

Датчики температуры, давления, расхода, применяемые в ИТП как правило наиболее дорогостоящие и имеющие с высокую степень надёжности показаний и отказоустойчивости

Важно, чтобы используемые для автоматизации ИТП датчики обладали малой инерционностью, т.е. быстротой реакции на изменения параметров

Оптимальный вариант – использование датчиков с постоянной времени менее 4 с. В контурах ГВС с циркуляцией рекомендуют также передавать в систему показания датчика температуры холодной воды, который предварительно информирует контроллер о параметрах воды подмеса, и позволяет внести корректировку в алгоритм управления;

Регулирующие клапаны и их приводы это – исполнительные устройства системы автоматизации. Могут быть со ступенчатой или плавной регулировкой, двух- или трех-ходовые. В зависимости от типа устройства и от задач, управление осуществляется либо цифровыми, либо аналоговым сигналами. Важные характеристики — диапазон управления клапана, время срабатывания привода, количество часов наработки на отказ привода, который за время работы испытывает большое количество переключений. Качество выполнения самого клапана и его привода в значительной степени влияет на качество всей системы автоматизации;

Циркуляционные насосы с частотными преобразователями. Применение частотного преобразователя позволяет регулировать мощность циркуляционного насоса, в зависимости от потребностей системы. При регулировании с помощью задвижки, насос работает всегда с одним расходом, а изменение расхода теплоносителя в системе осуществляется изменением сечения трубопровода (управление скоростью автомобиля с помощью педали тормоза, при полностью выжатой педали газа). При частотном регулировании, изменение расхода теплоносителя осуществляется изменением скорости вращения лопастей в циркуляционном насосе.

Монтаж вентиляционных систем

Перед монтажом вентиляционных систем с автоматическими составляющими требуется грамотное составление проекта. Для этого нужно обладать определенными инженерными навыками, поэтому проведение таких работ лучше всего доверить профессионалам.

Нынешние технологии дают возможность конструировать довольно сложные системы автоматического управления вентиляционных систем. По этой причине их установка и последующая наладка, даже при наличии грамотно составленного проекта, должны осуществлять только опытные специалисты. Своими руками проводить такие работы не рекомендуется, особенно если речь идет об очень сложной схеме. Любые недочеты и ошибки, допущенные по ходу монтажа, могут спровоцировать серьезное нарушение воздушного обмена, из-за чего в имеющемся пространстве будут иметь место условия, невозможные для пребывания людей.

Не менее важным этапом в проведении таких работ станет пуско-наладка. В этот момент проверяется работа собранной вентиляционной системы в целом, а также приводятся все необходимые показатели в соответствии с разработанным заранее проектом.

Автоматизация систем водоотведения канализации

Автоматизация системы водоотведения предполагает контроль выполнения относительно небольшого количества процессов, связанных с контролем работы за насосами, и заполнения дренажных приямков. В большинстве случаев, алгоритм работы системы универсален – при заполнении приямка, включить насос, при отсутствии воды в приямке, выключить насос. Дополнительно на пост диспетчера передается информация о работоспособности оборудования. Основные задачи системы автоматизации канализации:

• Управление в автоматическом режиме и отображение состояния (ВКЛ-ВЫКЛ-АВАРИЯ) двигателей КНС и очистных сооружений;
• Визуализация показаний датчиков уровня жидкости в дренажных приямках;
• Возможность ручной блокировки отдельного насоса на время проведения технического обслуживания или в автоматическом режиме в случае аварийной ситуации;
• Автоматический запуск насосной станции после аварийных ситуаций при восстановлении питающего напряжения или подачи стоков;
• Поэтапный запуск насосов и снижение пиковых электрических и механических нагрузок на систему.

Устройство и назначение ЩАУ щиты автоматики от компании ПетроВентКомплект

Наибольший интерес представляют модули управления на базе контроллеров, которые позволяют создавать комплексы управления для любого уровня задач в системах вентиляции и защиты. Кроме этого, гибкая программируемость контроллеров позволяет сопрягать вентиляционные системы различных производителей (Веза, Арктос, Lennox, Clivet, VTS Clima и др.) в единую систему.

ШАУ ВУ-Optima и ВУ- Optima Base

Линейка щитов Optima комплектуется контроллерами Optigo OP5 (Regin), которые позволяют реализовать следующие функции:

• Согласование работы исполнительных механизмов по заданному алгоритму.
• Регулирование производительности климатической установки по заданному температурному режиму.

• Индикация (режим работы, аварийное состояние, состояние воздушного фильтра, текущее значение температуры).
• Защита оборудования от перегрузок и токов КЗ.
• Переключение режима зима-лето.

При использовании водяных воздухонагревателей эта линейка щитов автоматики позволяет реализовать систему защиты от размораживания.

Щиты для обслуживания оборудования мощностью до 7,5 кВт имеют пластмассовый корпус со степенью защиты IP65. Металлический корпус используется со степенью защиты IP54 для обслуживания оборудования мощностью двигателя свыше 7,5 кВт (до 1000об/мин).

ЩАУ ВУ-Controllo

В линейке щитов Controllo применяются контроллеры Allen Bradley, Carel и контроллеры семейства Кантар фирмы М3ТА, которые позволяют реализовать широкий круг задач организации вентиляции и кондиционирования помещений любого объема. Щиты выпускаются в металлическом корпусе со степенью защиты IP54 с габаритами, необходимыми для размещения управляющего, защитного и коммутационного оборудования. Для мониторинга работы оборудования используются 4-х и 8-ми строчные дисплеи.

1. Задачи и принципы автоматизации

Система
централизованного теплоснабжения — это
комплекс генератора тепла (ТЭЦ или
котельная) и тепловых сетей, предназначенный
для снабжения теплотой потребителей —
систем отопления, вентиляции,
кондиционирования воздуха и горячего
водоснабжения.

Надежное
и экономичное снабжение теплотой всех
категорий потребителей достигается
путем управления работой централизованного
теплоснабжения. Цель управления –
обеспечение потребителей необходимым
расходом теплоносителя с заданной
температурой , т.е. обеспечение
требуемого гидравлического и теплового
режимов сети в ее динамическом и
статическом состояниях. Эта цель
достигается поддержанием заданных
величин давления, перепада давления,
температуры в различных точках системы.
Основную роль в реше­нии этих задач
играют устройства автоматического
регулирования и защиты.

Известно,
что только центральный метод регулирования
на ТЭЦ или в котельной не может обеспечить
заданные гидравлические и тепловые
режимы у многочисленных потребителей
теплоты. Поэтому дополнительно к
центральному методу регулирования
вводят групповое регулирование на
центральных тепловых пунктах (ЦТП),
местное общее или позонное в индивидуальных
тепловых пунктах (ИТП), а также
индивидуальное регулирование
непосредственно в месте потребления
теплоты.

Наиболее важными
задачами тепловых сетей являются:

1. Дистанционное
   и автоматическое управление сетевыми
   насосами ТЭЦ и насосных перекачивающих
   подстанций.

2. Регулирование
   давления и температуры сетевой воды
   на ТЭЦ, ЦТП, перепада давления на ЦТП
   или ИТП.

3. Автоматическая
   защита тепловых сетей от опорожнения
   и от чрезмерного повышения давления
   при аварийной остановке основных
   сетевых насосов.

4. Автоматизация
   насосных конденсатных подстанций и
   устройств для откачки дренажных вод.

Советы профессионалов

Автоматика необходима вентиляционным системам не только из-за удобства применения и высокой эффективности, но и из-за возможности самостоятельного регулирования оператором тех или иных процессов, с которыми без труда справляется нынешняя техника. Именно поэтому пренебрегать установкой подобного оснащения не стоит. Обращайтесь к таким компаниям, которые не только предлагают автоматические системы, но и оказывают все сопроводительные услуги: занимаются проектированием, монтажом, настройкой и ремонтом оборудования.

Нельзя забывать о том, что каждый прибор, присутствующий в вентиляционной автоматической системе, должен иметь свой набор необходимых документов: паспорт, инструкцию и схему подключения. Обязательно убедитесь в наличии всех перечисленных элементов. Автоматика вентиляционной системы – прекрасное решение не только для частных домов, но и для коммерческих организаций. Это обусловлено тем, что для работы с подобными устройствами понадобится не более 1-2 операторов (целого отдела с персоналом просто не потребуется). Благодаря данному факту, можно серьезно сэкономить на персонале.

О том, как настроить автоматические вентияляционные системы, смотрите в следующем видео.

Щиты автоматизации

Щиты автоматизации отопления служат для управления отопительной системой. С их помощью управляют циркуляционными насосами, регулирующими клапанами с импульсным либо аналоговым управлением, задвижками и соленоидными клапанами подпитки.

Щит автоматики могут комплектоваться датчиками температуры, давления и перепада давлений, либо производитель указывает перечень совместимого оборудования.

Реализуемые в щитах автоматизации функции:

• Регулирование температуры подающего и обратного теплоносителя для систем отопления;
• Поддержание заданного значения выбранного параметра, регулирование параметра по сетевому графику;
• Включение режимов энергосбережения, в ночное время, в праздничные и выходные дни, управление циркуляционными насосами, понижение температуры горячей воды в циркуляционном контуре;
• Защита от прикипания клапана (периодический прогон);
• Управление работой основного и резервного насосов с организацией их попеременной работы, АВР и защитой от «сухого хода»;
• Автоматический перезапуск насосов в случае сбоя по электропитанию;
• Другие функции.

При подключении датчиков к щиту автоматизации отопления учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем — аналоговый, дискретный или пороговый – открыт/закрыт. Модули расширения, управляющие приводами устройств, выбирают исходя из тех же принципов, учитываю тип управляющего сигнала и протокол управления.

Интеграция с системой автоматического управления и диспетчеризацией здания АСУД

Интеграция алгоритмов управления системами электроснабжения и электроосвещения позволяет собственнику здания сократить размеры платежей за электроэнергию до 30%.

В среднем, применение системы управления зданием удорожает общую стоимость инженерии здания на 20-70 долларов США на 1 квадратный метр общей площади здания и зависит от размеров здания и технических требований к работе инженерных систем. В то же время применение ресурсосберегающего оборудования и внедрение АСУД позволяет:

• Вписаться в ограниченные энергомощности и исключить расходы на строительство дополнительной подстанции;
• Продлить срок службы оборудования за счет постоянного мониторинга параметров инженерных систем и своевременного проведения наладочных работ;
• Снизить на 20% ежемесячные коммунальные платежи (вода, тепло, канализация, электроснабжение) за счет совместной работы систем, для системы электроснабжения данный показатель может быть еще выше;
• Сократить расходы на службу эксплуатации, поскольку большинство процессов будет происходить в автоматическом режиме;
• Снизить заболеваемость сотрудников за счет создания комфортных условий для их работы.

Эксплуатационные выгоды:

• Минимизиация расходов на техническое обслуживание оборудования и инженерных систем;
• Полная информация о сбое, позволит диспетчерам максимально быстро и дешево устранить проблему, а в большинстве случаев, предотвратить ее;
• Прогнозирование техобслуживания и определение, когда оно необходимо, а когда не требуется.

Для персонала:

• Создании безопасных для здоровья и комфортных условий работы сотрудников и снижения числа их заболеваний;
• Снижении расходов компании на восстановление работоспособности персонала, страховые выплат и лечение заболеваний.

В интегрированных системах, информация с датчиков смежных систем, передается в алгоритм управления другой системы, стандартный пример использование — извещатели системы охранной сигнализации или данные СКУД, управляют климатическими системами и устройствами электроосвещения. Когда в помещении отсутствует персонал, алгоритм управления интеллектуального здания переведет системы в экономичный режим работы. Кроме того, включение уличного освещения также может осуществляться и вручную, с пульта диспетчера.

Проектирование систем автоматизации дымоудаления

Требования к системе аналогичны требованиям к другим противопожарным системам, определяются Федеральным законом №123-ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. В связи с этим на начальном этапе необходимо учитывать степень огнестойкости оборудования, контроль линий питания и связи, контроль включения/выключения/аварии оборудования.

Разработка системы автоматизации противодымной вентиляции основывается на алгоритмах (технологии) работы системы. В голой теории, проектировщику системы автоматизации не обязательно посещать объект, ему достаточно описания технологии

Эта информация приведена с целью понимания важности получения корректного ТЗ на автоматизацию от технологов

Так же из этого следует, что проект автоматизации дымоудаления изначально разрабатывается с некоторой задержкой от основного проекта.

В остальном, стадии разработки проекта не отличаются от другой слаботочной система, например, система автоматической пожарной сигнализации:

• Получение предварительного задания на проектирование системы;
• Получение технологии работы системы;
• Уточнение места положения поста пожарной охраны и количества подконтрольных зон. Уточнение требований заказчика, определение размера системы и необходимости интеграции или вывода на удаленный пуль пожарной охраны, выбор основного оборудования автоматизации;
• Разработка и согласование задания на проектирования;
• Разработка стадии «П» и защита в экспертизе (обязательный раздел);
• Разработка стадии «Р» и сметной документации;
• Далее производятся монтажные и пуско-налабочные работы.

3 Щитовая, которая обслуживает автоматику с водяным калорифером

Каждая вентиляционная система имеет свои конструкционные и инженерные особенности. Рассмотрим систему расположенную, как обычно в щитовой при управлении системой вентиляции с водяным калорифером.

Какие задачи решает установленная система?

• Четкое управление всеми вентиляторами.
• Поддержание на нужном уровне заданной температуры.
• Переключение режимов при изменении условий эксплуатации.

Фото 2. Традиционный вид щитовой автоматики вентиляции.

• Обязательные действия с приводом клапана при возникновении ситуации, которая этого требует.
• Коррекция работы насоса связанного с циркуляцией водной массы в калорифере.
• Мониторинг температуры воды, при отключении калорифера.
• Отключение энергопоставок, при засорении воздушного фильтра.

Автоматизация вентиляционной системы разрешает самые сложные ситуации, возникающие внезапно на этом участке человеческой деятельности.

Особенности проектирования системы автоматического управления электроснабжением и электроосвещением

Частично, автоматизация ЭО, ЭС или ЭОМ частично уже присутствует в самих проектах этих систем, в частности, щит АВР является автоматической системой. Отдельный проект автоматизации предполагает, что указанные системы будут являться частью системы интеллектуального здания, т.к. использовать новые функции системы будет возможно только при получении внешней информации от системы охранной сигнализации, контроля и управления доступом, отопления, вентиляции и кондиционирования и т.д.

Особенностью проектирования системы автоматизации электроснабжения и, особенно, электроосвещения является «обратная связь» с проектами указанных систем, которая появляется из-за особенности управления автоматизированной системой. В качестве примера, можно рассмотреть систему освещения. При классической схеме управление осветительными происходит на контактах выключателя, это означает, что фазный провод подводится сначала к выключателю, а от него – к лампе. При интеллектуальном управлении, клавиша выключателя передает сигнал управления в щит автоматизации, где реле подает напряжение на лампу, т.е. фазный провод идет сразу из щита к осветительному прибору.

Схемы соединений систем электроснабжения будут различаться для автоматизированной и классической схем управления. Одна из основных задач внедрения АСУЭ – оптимизация и уменьшение энергопотребления здания, поэтому приборы система контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) устанавливаются на щитах инженерных систем и на мощных потребителях. Увеличение расхода электроэнергии оборудования – повод провести проверку его технического состояния. Кроме того, при работе на объекте системы САУиД, диспетчер имеет возможность сравнить графики энергопотребления оборудования с процессами, происходящими внутри системы, что так же облегчает дальнейшую диагностику.

Типовой состав проекта АСУЭ:

• Общие данные;
• Структурные схемы, при необходимости;
• Задание на программирование системы;
• Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем;
• Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
• Схемы внешних соединений для щитов автоматизации;
• Схемы связи со смежными системами автоматизации;
• Принципиальные электрические схемы щитов автоматизации, двигателей насосов или вентиляторов;
• Принципиальные схемы питания щитов автоматизации;
• План расположения оборудования и проводок систем автоматизации;
• Кабельные журналы;
• Монтажные схемы;
• Спецификация оборудования и проводок.

(голосов пока нет)

Загрузка...