Автоматизированная система управления вентиляцией

Автоматизированная система управления вентиляцией

Приточная, вытяжная, приточно-вытяжная вентиляция административных и торговых зданий, помещений промышленных предприятий.

• Снижение затрат на расход энергоресурсов и эксплуатацию вентиляционных систем
• Повышение качества управления процессом воздухообмена.

Задачи

• Создание полноценной автоматизированной системы управления вентиляционными установками
• Отображение графической информации о состоянии вентиляционных систем
• Обеспечение возможности поэтапного внедрения и расширения системы до полномасштабной АСУ системами жизнеобеспечения зданий.

Функции

• Сбор и обработка оперативной информации с датчиков и исполнительных устройств об измеряемых режимах и параметрах работы инженерного оборудования
• Отображение оперативной информации в виде мнемосхем, трендов на мониторах АРМ с разграничением прав доступа пользователей
• Регистрация событий системы
• Извещение о возникновении нарушений (технологическая сигнализация)
• Управление вентиляционными установками (автоматическое и ручное дистанционное)
• Поддержание заданной температуры воздуха по канальному датчику при помощи встроенного ПИД-регулятора
• Каскадное регулирование по комнатному датчику температуры
• Предварительный подогрев водяного нагревателя вентиляционной системы
• Контроль режимов работы вентиляционных установок
• Контроль загрязненности воздушного фильтра вентиляционной установки
• Работа в автоматическом режиме по расписанию
• Диагностика достоверности принимаемой информации
• Архивирование истории параметров.

Архитектура

Автоматизированная система управления вентиляцией (АСУВ) представлена тремя иерархическими уровнями.

В состав первого (нижнего) уровня входят датчики сигналов и исполнительные устройства.

Второй (средний) уровень состоит из контроллеров С2000-Т производства компании БОЛИД. Контроллеры обеспечивают выполнение функций контроля, регулирования и управления инженерным оборудованием в объеме, достаточном для поддержания работы всех трех видов вентиляционных систем (приточная, вытяжная, приточно-вытяжная) в соотношении «одна система — один контроллер». Для вытяжной вентиляции реализовано подключение двух вентиляционных установок к контроллеру. Все алгоритмы готовы и требуют только настройки.

Перечень параметров контроллера С2000-Т

Примечание:
AI – аналоговый входной сигнал термосопротивления (ТСМ, ТСП)
АО – аналоговый выходной сигнал постоянного напряжения (0-10 В)
DI – дискретный входной сигнал типа «сухой контакт» (24 В)
DO – дискретный выходной сигнал типа «сухой контакт» (24 В)

Третий (верхний) уровень включает в себя автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора на базе SCADA КРУГ-2000, совмещенное по функциям с архивным сервером.

Аналоговые и дискретные сигналы с датчиков и исполнительных устройств приточной, вытяжной и приточно-вытяжной вентиляции поступают на контроллеры, проходят первичную обработку и далее по цифровому интерфейсу RS485 (протокол Modbus) передаются на АРМ оператора с целью их дальнейшей обработки, отображения и хранения. С АРМ оператора осуществляется также дистанционное управление исполнительными устройствами вентиляционных систем.

Особенности

Контроллер С2000-Т (производитель – компания БОЛИД):

• специализируется на выполнении задач контроля, регулирования и управления, в том числе в составе систем автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования зданий
• имеет бортовые входы/выходы (6 дискретных входов, 6 дискретных выходов, 6 аналоговых входов, 2 аналоговых выхода) для подключения датчиков сигналов и выдачи управляющих воздействий на исполнительные устройства, что не требует приобретения дополнительного оборудования, например модулей ввода/вывода физических сигналов
• поддерживает обмен по стандартному программному протоколу Modbus
• обеспечивает легкое и удобное конфигурирование программного обеспечения
• производство в России.

SCADA КРУГ-2000 ® (НПФ «КРУГ») – универсальный программный продукт, предназначенный для создания систем автоматизации технологических объектов во многих отраслях промышленности, и обладающий следующими особенностями:

• надежность SCADA подтверждена многочисленными внедрениями во многих отраслях промышленности, в том числе на особо опасных производствах энергетики, нефтяной и газовой промышленности
• наличие готовых проектов и шаблонов для реализации систем вентиляции, а также полномасштабной АСУ зданиями и сооружениями
• модульность построения и масштабирование позволяют поэтапно наращивать и расширять систему до полномасштабной системы управления жизнеобеспечением здания
• открытость и поддержка международных стандартов, спецификаций и протоколов обмена позволяют осуществлять интеграцию с большинством приборов сторонних производителей.
• мощные и в то же время интуитивно понятные средства среды разработки пользовательских проектов позволяют заказчику проводить изменения в системах своими силами, без привлечения подрядных организаций
• SCADA КРУГ-2000 включена в Единый реестр российских программ, является 100% импортозамещающим продуктом

Преимущества

• Создание полноценной системы диспетчерского контроля и управления с возможностью непрерывного слежения за работой вентиляционной системы
• Своевременное предоставление оперативному персоналу качественной информации о ходе технологического процесса, состоянии инженерного оборудования и технических средств управления
• Снижение вероятности ошибочных действий оператора за счет своевременного представления информации в наглядном виде
• Повышение эксплуатационного ресурса вентиляционного оборудования за счет немедленного реагирования на сбои в системе
• Снижение расхода энергоресурсов за счет реализации функций автоматического регулирования и управления
• Возможность масштабирования и наращивания функционала системы, в том числе силами Заказчика
• Минимизация затрат на выполнение инжиниринговых работ Заказчиком, требуется только настройка проекта
• Долговременное хранение полученных данных
• Оптимальное соотношение «цена — качество» системы.

Демонстрационный проект

Для детального ознакомления с возможностями системы мониторинга температуры и влажности создан демонстрационный проект АСУ системами жизнеобеспечения здания.

Зарегистрируйтесь на сайте, скачайте архив проекта, распакуйте и запустите setup.exe из папки «АСУЖЗ».

Опросный лист

Для заказа системы управления вентиляцией скачайте опросный лист, заполните и пришлите по адресу [email protected].

Заказать систему или задать любые вопросы нашим специалистам Вы также можете с помощью формы обратной связи.

Автоматизированная система управления вентиляцией (АСУВ)

Автоматизированная система управления вентиляцией (АСУВ) — технология управления системами вентиляции зданий, помещений различного назначения.

29 декабря 2016 года компания «Круг» сообщила о выпуске АСУ вентиляцией — АСУВ.

Технология разработана для снижения затрат на расход энергоресурсов и эксплуатацию вентиляционных систем, повышение качества управления процессом воздухообмена.

Задачи системы

• Создание полноценной автоматизированной системы управления вентиляционными установками
• Отображение графической информации о состоянии вентиляционных систем
• Обеспечение возможности поэтапного внедрения и расширения системы до полномасштабной АСУ системами жизнеобеспечения зданий.

Функционал

• Сбор и обработка оперативной информации с датчиков и исполнительных устройств об измеряемых режимах и параметрах работы инженерного оборудования
• Отображение оперативной информации в виде мнемосхем, трендов на мониторах АРМ с разграничением прав доступа пользователей
• Регистрация событий системы
• Извещение о возникновении нарушений (технологическая сигнализация)
• Управление вентиляционными установками (автоматическое и ручное дистанционное)
• Поддержание заданной температуры воздуха по канальному датчику при помощи встроенного ПИД-регулятора
• Каскадное регулирование по комнатному датчику температуры
• Предварительный подогрев водяного нагревателя вентиляционной системы
• Контроль режимов работы вентиляционных установок
• Контроль загрязненности воздушного фильтра вентиляционной установки
• Работа в автоматическом режиме по расписанию
• Диагностика достоверности принимаемой информации
• Архивирование истории параметров.

Архитектура

• первый (нижний) уровень
  датчики сигналов и исполнительные устройства. Перечень параметров контроллера С2000-Т применим к каждому типу вентиляционной системы.
• второй (средний) уровень
  контроллеры С2000-Т производства компании БОЛИД. Контроллеры обеспечивают выполнение функций контроля, регулирования и управления инженерным оборудованием в объеме, достаточном для поддержания работы всех трех видов вентиляционных систем (приточная, вытяжная, приточно-вытяжная) в соотношении «одна система — один контроллер». Для вытяжной вентиляции реализовано подключение двух вентиляционных установок к контроллеру.
• третий (верхний) уровень
  автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора на базе SCADA КРУГ-2000, совмещенное по функциям с архивным сервером.

Аналоговые и дискретные сигналы с датчиков и исполнительных устройств приточной, вытяжной и приточно-вытяжной вентиляции поступают на контроллеры, проходят первичную обработку и далее по цифровому интерфейсу RS485 (протокол Modbus) передаются на АРМ оператора для их дальнейшей обработки, отображения и хранения. С АРМ оператора ведется дистанционное управление исполнительными устройствами вентиляционных систем.

Автоматическая система управления приточно-вытяжной вентиляции

Установка снабжена центробежным вентилятором с отводом прямого действия, электрическим нагревателем, углеродным фильтром и складчатым фильтром. Воздух из установки поступает прямо в помещение через продувочную решетку.

Разрабатываемая же система автоматизации при всем прочем позволяет:

повысить точность поддержания регулирующих параметров и надежность работы системы;

уменьшить габариты средств управления;

упростить монтаж и сократить сроки его выполнения;

облегчить эксплуатацию системы.

В ряде случаев, за счет перечисленных достоинств, можно уменьшить фактическую стоимость средства автоматики с учетом капитальных и эксплуатационных затрат.

5. Разработка технического задания на создание системы автоматизации

В системе имеется один контур регулирования и контролируется два параметра: разность давления в воздуховоде на входе и выходе из фильтра, а также температура наружного воздуха вокруг водяного калорифера.

Таблица 1 – Задание на создание системы автоматизации

Наименование технологического агрегата

воздуха через фильтр

Транспортировка воздуха через водяной калорифер

Транспортировка воздуха в ОП

6. Математическое описание объекта регулирования

При создании и внедрении САР вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо знать характеристики, как определенных элементов СКВ, так и системы в целом, которые описывают их поведение в переходных и установившихся режимах. Только по таким характеристикам можно оптимально выбрать регулятор, датчики, исполнительные механизмы, построить САР и произвести ее наладку.

Наиболее широко используются методы математического описания САР на основе передаточных функций W(p), которые отражают взаимосвязь входных и выходных параметров отдельных элементов и всей системы [1].

Обобщенную структурную схему САР можно представить в виде, показанном на рисунке 3:

Рисунок 3 – Обобщенная структурная схема САР

Датчики параметров воздуха и тепловлагоносителей можно рассматривать как апериодическое звено первого порядка. Их инерционность (постоянная времени) зависит от конструкции и массы чувствительного элемента. Еще в более сильной степени инерционность зависит от скорости воздуха. При неподвижном воздухе постоянная времени датчиков достигает десятков минут и для помещений может оказаться самой большой постоянной среди звеньев объекта. Поэтому с целью снижения инерционности применяют локальное повышение скорости воздуха вблизи датчика, установку датчиков в приточном или рециркуляционном воздухопроводах и другие приемы.

Регуляторы расхода (клапаны) изменяют расход воздуха G в или воды Gw при повороте створок на угол α или перемещении плунжера h . При мгновенном изменении α или h расход воздуха или воды также меняется мгновенно. Поэтому клапаны являются обычными усилительными звеньями, в которых входная и выходная величины связаны коэффициентом передачи. Для воздушного клапана , где – сечение клапана. Для водяного клапана при данном диаметре клапана и типе плунжера . Функции и обычно нелинейны, и коэффициенты передачи при разных положениях α или h могут меняться значительно, если клапаны поставлены без расчета.

Основным элементом C КВ является обслуживаемое помещение (ОП), в котором постоянно совершается переход воздуха из одного состояния в другое. Для поддержания заданных параметров в обслуживаемое помещение подается приточный воздух с параметрами, отличными от параметров внутри помещения. Перемешиваясь с внутренним воздухом и вытесняя его, приточный воздух ассимилирует избыточное тепло и влагу или подогревает и увлажняет воздух помещения.

Обслуживаемое помещение характеризуется рассредоточенными показателями воздуха. Учет рассредоточенных характеристик затруднен, поэтому помещение при решении задач автоматического регулирования рассматривается как объект с сосредоточенными параметрами, т. е. температура и влажность воздуха определяются в наиболее типичной (рабочей) зоне. Именно в такой зоне должны быть установлены датчики регулируемых параметров.

Рисунок 4 – Обобщенная функциональная модель обслуживаемого помещения как объекта регулирования

На функциональной схеме обслуживаемого помещения (рисунок 4) выделены внешние возмущающие воздействия (тепловая Q н, влажностная W н и аэродинамическая G н нагрузки) и внутренние (тепловая Q пом, влажностная W пом и газовая Спом нагрузки). Входными параметрами являются: температура t пр, влажность d пр и расход подаваемого в помещение воздуха G пр, и соответственно регулируемыми: t пом, d пом и Спом. В системах комфортного кондиционирования для стабилизации заданного состояния воздуха, т. е. двух независимых переменных t пом и d пом можно использовать, в общем случае, три управляющие воздействия: t пр, d пр и G пр. Особенности применения каждого определяются исходными условиями, ограничениями, накладываемыми на систему, а также экономическими соображениями.

Обычно в кондиционируемых помещениях переменна тепловая нагрузка, влажностная – относительно постоянна, а газовая – требует некоторого минимального расхода наружного воздуха.

Для такого объекта возможны три вида систем стабилизации температуры: с постоянным или переменным расходом воздуха и смешанные.

Управление температурой помещения с помощью изменения расходов приточного и удаляемого воздуха (количественное регулирование), несмотря на преимущества, связанные с экономией теплоты, воды и электроэнергии, уменьшении мгновенных и годовых расходов, реализуется редко. Это связано с относительно высокими капитальными затратами и сложностью управления, особенно многозональных систем. Поэтому, наиболее распространенными являются системы стабилизации температуры в помещении по каналу изменения температуры приточного воздуха (качественное управление). Такие системы наиболее полно исследованы как объекты автоматизации: выведены аналитически и экспериментально подтверждены передаточные функции, значения коэффициентов передач и постоянных времени.

Динамические свойства помещения зависят от кратности воздухообмена Кв, обобщенного размера помещения lV (отношение объема помещения V пом к площади поверхности ограждений F ), коэффициентов теплопередачи ограждений Когр и постоянной времени ограждения Тогр. Аналитически передаточная функция по каналу температуры приточного воздуха получена в виде

, (1)

Автоматизация системы вентиляции

Автоматизация системы вентиляции это комплекс автоматического управления микроклиматом помещения. Автоматические системы вентиляции и кондиционирования, обеспечивают надлежащие условия движения воздуха в помещениях. При этом экономят электроэнергию, сохраняют холод и тепло, а также сокращают надобность в обслуживающем персонале. Кроме всего прочего в аварийных ситуациях, благодаря системе, происходит автоматическое отключение и включение оборудования.

Особое значение автоматика для вентиляции имеет при возведении больших зданий. Вентиляционные конструкции расположены на больших площадях и поэтому контролировать в ручном режиме работу всего оборудования очень проблематично. Поэтому очень важно правильно настроить автоматическую систему вентиляции, так как это является гарантией ее качественной работы и облегчает управление приборами.

Автоматизация системы вентиляции

Вентиляция и ее виды.

Вентиляция это обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха.

Вентиляция бывает приточной и вытяжной.

Приточная – это вентиляция, при которой осуществляется подача очищенного свежего воздуха заданной температуры и влажности приточными установками и центральными кондиционерами.

Вытяжная – это вентиляция, при которой осуществляется удаление воздух из помещения с помощью вытяжных вентиляторов.

Приток и вытяжка должны быть равны по объему (исключением является противодымная вентиляция – когда на путях эвакуации создается подпор приточного воздуха). Внутри объекта приточный и вытяжной воздух распределяются неравномерно. Например, в комнате приготовления пищи, в санузлах, в комнатах сбора мусора баланс должен быть отрицательный (вытяжка больше притока). В чистых помещениях, например, кабинетах, переговорных, в чистых комнатах (микроэлектроника, фармацевтика) – напротив, положительный (приток больше вытяжки). Тогда запахи и пыль не будут распространяться по всем площадям и будут локализованы.

Основные задачи автоматического управления вентиляцией.

Правильно разработанная, смонтированная и налаженная схема автоматического управления вентиляцией помещений или рабочих зон позволяет решить следующие задачи:

• отслеживание контрольных климатических показателей и постоянный контроль работоспособности основного вентиляционного оборудования;
• сохранение данных о работе и параметрах подаваемого воздуха на протяжении длительного времени;
• автоматическое поддержание и изменение режимов подачи воздуха в обслуживаемые помещения;
• включение и выключение дополнительных вентиляционных установок в зависимости от изменения микроклиматических условий, фактической степени нагрузки, времени суток и других изменяющихся условий;
• автоматический переход на летний или зимний режим работы;
• осуществление контроля уровня загрязнения воздушных фильтров, рекуператоров, калориферов и другого оборудования;
• обеспечение отключения системы в случае короткого замыкания для предотвращения более серьёзных повреждений;
• совместная работа с системами пожарной безопасности и отключение подачи воздуха при обнаружении очага возгорания;
• возможность перехода на ручное управление работой.

Функции автоматизированной системы вентиляции.

Автоматизация системы вентиляции решает все управленческие функции, связанные с нормальной деятельностью системы. Инновационные разработки позволяют работать с такими системами удаленно. Решаются задачи по управлению и мониторингу нормальной работы схемы. Обязательно устанавливается сигнализатор аварии, для предупреждения опасности. Производится индивидуальный анализ относительно работы каждого отдельного элемента. При необходимости работа узла начинает корректироваться. На крайний случай всегда можно выключить все оборудование. Защита аппаратов от воздействия холода, не допускает возможность критического охлаждения системы.

Если меняются условия внешней среды, то есть изменения нагрузки в электросети, перепады температуры система управления автоматически переключает режимы управления. Способна понижать скорость вращения вентиляторов, а так же полностью выключить оборудование. Таким образом, поддерживая комфортные условия в обслуживаемом помещении. В случае короткого замыкания и других аварийных ситуаций, производится автоматическое отключение всей системы. Исключая пожар и поражение людей током.

Автоматизация системы вентиляции позволяет проводить управление процессом без постоянного участия человека. Экономя при этом значительные средства. Исключает человеческий фактор при управлении. Работает она круглосуточно и требует только профилактическое обслуживание. Необходимость технического обслуживания определяется по косвенным параметрам, по падению давления или снижению скорости воздушных потоков в воздуховодах, энергопотреблению электрооборудования, сравнению параметров системы, со средними, для данного режима работы. Информация, выводимая оператору, сообщает о необходимости замены масла в компрессоре, замене фильтров, чистке воздуховодов и т.д.

Автоматизация системы вентиляции, что входит в систему.

Конструкция современных систем вентиляции устроена достаточно сложно. Она состоит из множества приборов, каждый из которых имеет своё назначение в обеспечении функционирования системы. Автоматизированные системы оснащены контрольно – измерительными приборами.

Автоматика систем вентиляции состоит из следующих элементов:

• Датчики и преобразователи. Приборы, которые собирают информацию об окружающей среде. С их помощью осуществляется обратная связь системы регулирования с объектом по следующим параметрам: температуре, давлению, влажности и т.д. Для того, чтобы информация с датчика передавалась системе в виде цифрового кода каждый датчик снабжается преобразователем.
• Контроллеры и регуляторы. Собирают и обрабатывают информацию, поступающую от контрольных датчиков. На основании полученного анализа выдает команды механизмам управления на изменения режима работы. По функциональному предназначению регуляторы вентиляционных систем подразделяются на регуляторы скорости и регуляторы температур;
• Исполнительные механизмы. Обеспечивают выполнение команд поступающих с регуляторов. В качестве исполнительных устройств могут выступать клапаны, заслонки и частотные регуляторы;
• Щиты автоматизации (контроллеры, управляющие контакты). Контроль и определение общего уровня безопасности, всего цикла работы вентиляционной системы, осуществляется с помощью щита с центральным управлением вентиляционной системы.

При подключении датчиков к щиту автоматизации учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем (аналоговый, дискретный или пороговый). Аналогично выбираются и модули расширения, управляющие приводами устройств.

Щиты бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая.

Щиты автоматики для вентиляции обеспечивают:

• Включение и выключение системы вентиляции;
• Индикацию состояния оборудования;
• Защиту от неправильного подключения питающего напряжения и короткого замыкания;
• Управление производительностью вентиляционной установки;
• Индикацию состояния воздушных фильтров;
• Защиту от перегрева электродвигателей;
• Защиту калорифера от замерзания;
• Поддержку и контроль температуры воздуха на входе вентиляционной установки и в помещении;
• Возможность применения временных ручных алгоритмов управления.

Щит автоматизации системы вентиляции должен обеспечивать работу в следующих режимах:

• Ручной. Управление вентиляцией осуществляет оператор, находящийся непосредственно в щитовой комнате, либо за удалённым пультом управления.
• Автоматический автономный. Передача данных в систему диспетчеризации. В этом случае включение и выключение происходит автономно, без учета показаний смежных инженерных систем, при этом уведомления о работе системы передаются диспетчеру.
• Автоматический. Приборы управления интегрированы в общее управление всеми инженерными комплексами здания. Работа вентиляции синхронизирована с прочими приборами и датчиками, расположенными в здании — например, с пожарной сигнализацией, иными аварийными датчиками.

Таким образом, автоматизация системы вентиляции запускает вентиляцию в работу, останавливает её, обрабатывает показания датчиков и устанавливает нужный режим в зависимости от температуры, влажности и прочих параметров.