РЕЖИМЫ РАБОТЫ
-
Описание режимов работы
Для изучения данного раздела используйте электрическую принципиальную схему шкафа управления, функциональную схему щита управления, а также документацию на контроллер микропроцессорный Pixel 25xx.
Система может работать в следующих режимах:
останов (дежурный);
работа;
блокировка;
В каждом из указанных режимов система может также находиться в режиме ЗИМА или
ЛЕТО.
В зимнем режиме система осуществляет нагрев приточного воздуха водяным нагревателем.
В летнем режиме система осуществляет подачу воздуха уличной температуры.
Режим Останов
В данном режиме установка остановлена, жалюзи закрыты, питание на двигатель вентилятора не подается. Осуществляется контроль угрозы замораживания.
Режим Работа
После перевода в режим Работа, если температура обратного теплоносителя превышает минимально допустимую и нет сигнала угрозы замораживания от капиллярного термостата, система формирует сигнал на открытие воздушного клапана.
Режим Блокировка
Данный режим включается при появлении следующих аварий:
срабатывание пожарной сигнализации;
обрыв любого датчика температуры;
перегрузка двигателя вентилятора;
Также этот режим включается при противоречии сигналов местного (с двери шкафа) и дистанционного (из системы диспетчеризации) управления.
-
Описание алгоритма управления водяным нагревателем
Весь диапазон температуры обратной воды водяного калорифера делится на несколько
зон:
На вышеприведённом графике отмечены типичная расстановка уставок температуры обратной воды:
Зона 1 (рабочая) располагается между отметками “Тобр,тах” и “To6p,min”. Температура выше отметки “Тобр,тах” считается повышенной температурой обратной воды (“Перегрев”). Температура ниже отметки “To6p,min” считается пониженной температурой обратной воды (“Недогрев”).
Зона 2 (предаварийная) располагается между отметками “To6p,min” и “Тобр, авар”, а также выше отметки “Тобр,шах”. При нахождении температуры обратной воды в жёлтой зоне контроллер переходит в режим стабилизации температуры обратной воды (режим ограничения температуры обратной воды). Для работы используются коэффициенты, задаваемые на входах “Р(огран)” и “I(огран)”. В качестве датчика используется датчик температуры обратной воды, в качестве уставки - “Тобр,mах” или “To6p,min”, в зависимости от ситуации (“перегрев” или “недогрев”).
Зона 3 (зона заморозки) располагается ниже отметки “Тобр,авар”. Если температура обратной воды достигнет этой зоны, то контроллер безусловно выдаст сигнал на полное открывание крана калорифера и сформирует сигнал об угрозе заморозки (“Авария”).
Пассивный режим.
В пассивном режиме (летом) контроллер не производит никакого управления краном калорифера и держит его закрытым. При этом контроллер следит за температурой обратной воды, температурой в канале притока и состоянием термостата. При наступлении хотя бы одного условия макрос переходит в режим защиты от обмерзания. Полностью открывается кран калорифера и в статусе отображается авария - “угроза заморозки”.
Дежурный режим.
В дежурном режиме контроллер производит управление краном калорифера, поддерживая температуру обратной воды равной значению, заданному на входе “Тобр,деж”. Для работы используются коэффициенты, задаваемые на входах “Р(дежур)” и “I(дежур)”. Точность удержания температуры определяется геометрическими параметрами установки и точностью настройки регулятора. Контроль заморозки производится обычным образом. При желании, можно перевести регулятор в триггерный режим, это достигается заданием Р(дежур) = 9999, I(дежур) = 10. В этом случае кран будет полностью открываться при падении температуры обратной воды ниже уставки “Tобр,деж” и, затем, полностью закрываться. И так до следующего падения температуры.
Рабочий режим.
В рабочем режиме контроллер производит управление краном калорифера согласно уставки. Контроль заморозки производится обычным образом.
Режим ограничения
Может сложиться такая ситуация, когда в нормальном процессе регулирования температура обратной воды достигнет порога, задаваемого через “To6p,min”. В этом случае контроллер переходит в режим ограничения температуры обратной воды (режим “недогрева”). Стабилизирующий регулятор использует для работы коэффициенты, задаваемые на входах “Р(огран)” и “I(огран)”. Уставкой для регулятора является “To6p,min”. Контроль заморозки производится обычным образом.
Выход из режима ограничения минимальной температуры воды происходит при понижении температуры воздуха в приточном канале ниже уставки.
Режим ограничения максимальной температуры обратной воды (режим “перегрева”) работает зеркально от режима ограничения минимальной температуры. Вход в этот режим происходит при превышении “Тобр,шах” и уставкой является “Тобр,шах”. Выход из режима перегрева происходит при повышении температуры воздуха в приточном канале выше уставки.
 Стоит обратить внимание на то, что регулятор режима ограничения даже в нормальном режиме работы (когда нет ограничения или заморозки) непрерывно отслеживает задание крана калорифера и вступает в работу достаточно жёстко, не допуская перерегулирования и падения температуры обратной воды до аварийной:
1
2
3
На рисунке линией (3) показано управляющее воздействие от внешнего (основного) регулятора, линией (2) показано управляющее воздействие от внутреннего (стабилизирующего) регулятора. Линией (1) показано реальное положение крана (в пересчёте на температуру). Как видно из графика, даже быстрое падение температуры обратной воды будет “перехвачено” на отметке “Тобр,min”, не давая водяному калориферу заморозиться.
Нужно учитывать, что данный режим не может спасти от действительно мгновенных колебаний температуры обратной воды, т.к. макрос не имеет данных о реальном положении крана на момент входа в режим ограничения, имея информацию только о температуре обратной воды (учитывайте инерционность датчика!) и информацию о задании крану от основного регулятора. В реальности, после входа в ограничение будет провал “Тобр” ниже “To6p,min”. Глубина провала полностью определяется правильностью настройки основного (внешнего) регулятора (крутизна падения температуры обратной воды) и инерционностью датчика обратной воды (составляю щей до 40-50 секунд для накладных датчиков) . Именно по этим, п ричинам нужно вы бирать величину “To6p.min” с особой тщательностью. Для частичной компенсации провала температуры макрос в момент “перехвата” приоткрывает кран больше, чем эти необходимо. Скорость выхода из этого провала и величина компенсирующего приоткрывания определяется настройками стабилизирующего (внутреннего) регулятора.
Защита от заморозки по датчику обратной воды.
Может сложиться такая ситуация, когда в нормальном процессе регулирования из-за неконтролируемого внешнего воздействия (поломка привода крана, отключение воды и подобные) температура обратной воды достигнет порога, задаваемого через “Тобр,авар”. В этом случае контроллер переходит в режим защиты от заморозки. Кран открывается на 100% вне зависимости от других настроек или параметров макроса. Также в статусе отображается, что контроллер выполняет защиту водяного калорифера и требует остановки приточного вентилятора.
Точка 1: Температура обратной воды достигла порога заморозки (“Тобр” меньше ”Тобр,авар”).
Отрезок 1..2: Контроллер принудительно открывает кран на 100%, сигнализируя в статусе “Авария” по недопустимо низкой температуре обратной воды. Также останавливается вентилятор для прогрева калорифера.
Точка 2: Контроллер фиксирует выход температуры обратной воды из зоны заморозки. Снимается сигнал “Авария” (одновременно снимается сигнал “Заморозка”).
Отрезок 2..3: Задерживается запуск системы до полного прогрева калорифера.
Точка 3: Разрешается запуск вентиляционной установки.
Нужно учитывать, что данный режим не может спасти от действительно мгновенных колебаний температуры обратной воды, т.к. контроллер получает информацию о температуре обратной воды с задержкой (учитывайте инерционность датчика!). В реальности, после входа в зону заморозки будет провал температуры обратной воды ниже “Тобр,авар” (отрезок 1..2 на рисунке). Глубина провала полностью определяется правильностью настройки основного (внешнего) регулятора (крутизна падения температуры обратной воды) и инерционностью датчика обратной воды (составляющей до 40-50 секунд для накладных датчиков). Скорость выхода из этого провала определяется быстродействием привода шарового крана и удалённо стью гидроузла от калорифера (чем ближе, тем лучше). Именно по этим причинам нужно выбирать величину “Тобр,авар” с особой тщательностью.
Защита от заморозки по датчику температуры воздуха в канале.
Может сложиться такая ситуация, когда в нормальном процессе регулирования из-за неконтролируемого внешнего воздействия температура воздуха в приточном канале достигнет порога, задаваемого через “Тприт,авар”. В этом случае контроллер переходит в режим защиты от заморозки. Кран открывается на 100%, останавливается приточный вентилятор и прогревается калорифер. Сигналы аварии будут сняты только в том случае, когда температура в канале повысится выше аварийной, т.е. станет выше той, что указана в параметре “Тприт,авар“ (если в настройках водяного калорифера нет задания “игнорировать датчик притока в стоянке”). Сигнал прогрева будет снят только после того, как температура обратной воды превысит температуру прогрева “Тобр,прогр”, до этих пор кран будет принудительно открыт на 100%.
Н ужно учитывать, что данный режим не может спасти от действительно мгновенных колебаний температуры воздуха в канале, т.к. контроллер получает информацию о температуре с задержкой (учитывайте инерционность датчика!).
Также нужно учитывать, что завышенное значение “Тприт,авар” может помешать нормальному процессу регулирования температуры в переходные периоды, т.к. установка постоянно будет отрабатывать защиту от заморозки. Примером такой ситуации могут явиться следующие условия: температура наружного воздуха = 13°С, уставка регулирования = 15°С, температура заморозки по каналу = 14°С. Из-за того, что от калорифера требуется очень маленькая мощность, точность удержания уставки в этих условиях может выйти из коридора ±1 градуса. Хотя данная ситуация не приведёт к замораживанию водяного калорифера, контроллер все равно отработает защиту от заморозки.
Защита от заморозки по термостату в канале.
Может сложиться такая ситуация, когда в нормальном процессе регулирования из-за неконтролируемого внешнего воздействия температура воздуха в приточном канале достигнет порога срабатывания капиллярного термостата. В этом случае контроллер переходит в режим защиты от заморозки. Кран открывается на 100%, останавливается приточный вентилятор. Сигнал аварии будет снят только в том случае, когда температура воздуха в зоне расположения капилляра термостата повысится выше аварийной, т.е. станет выше той, что установлена в термостате. Сигнал прогрева будет снят не ранее того времени, когда температура обратной воды не превысит температуры прогрева “Тобр,прогр”, до этих пор кран будет принудительно открыт на 100%.
Опыт показывает, что капиллярный термостат имеет самое большое быстродействие и может спасти от действительно быстрых (единицы секунд) колебаний температуры воздуха в канале, поэтому не стоит пренебрегать его правильной установкой за калорифером. Нужно учитывать, что завышенное значение срабатывания термостата может помешать нормальному процессу регулирования, т.к. водяной калорифер имеет неравномерную температуру на своей поверхности (более высокую в месте подачи воды и минимальную в месте выхода воды). Главная задача термостата - дать сигнал аварии при резком и глубоком падении температуры (чаще всего это прорыв местного трубопровода или отключение подачи воды из теплосети). Ошибки регулирования или недостаточность мощности калорифера развиваются сравнительно медленно (от единиц минут до десятков часов), поэтому такие ситуации достаточно эффективно контролируются по датчикам температуры притока и обратной воды.
Запуск установки с водяным калорифером в работу.
В дежурном режиме контроллер производит управление краном калорифера для удержания температуры обратной воды, равной уставке “Тобр,дежур”. При получении команды на запуск с прогревом контроллер проверяет, нужен ли прогрев. Если прогрев нужен, то открывает кран на 100%. Программой предусмотрена задержка включения вентилятора на время прогрева.
|
