Вариант 11. Система кондиционирования и очистки воздуха

Автоматизированный комплекс управления системой кондиционирования и очистки воздуха (см. рисунок 3.11) содержит заслонку 1, управляемую реверсивным приводным двигателем М1, воздушный фильтр 2 с датчиком перепада давления на фильтре PD1, нагревающий теплообменник 3 с насосом 4 (насос 4 приводится во вращение нерегулируемым двигателем М3) и регулирующим вентилем 5, снабженным реверсивным приводным двигателем М2, охлаждающий теплообменник 6 с трехвходовым вентилем 7, снабженным реверсивным приводным двигателем М4, вентиляторы 8 с неуправляемым приводным двигателем М5 и датчиком перепада давления на вентиляторах PD2.

Рисунок 3.11 – Автоматизированный комплекс управления

системой кондиционирования и очистки воздуха

Для обеспечения функций управления и защиты в системе предусмотрены датчик температуры горячей воды TS1, датчик температуры воздуха после нагревателя TS2, датчик температуры воздуха подаваемого в помещение TE. К вспомогательным датчикам относятся датчик положения заслонки «открыто» ЗО, датчик положения заслонки «закрыто» ЗЗ, датчик концевого положения вентиля 5 КП2 (срабатывает когда вентиль находится в одном из двух крайних положений), датчик концевого положения вентиля 7 КП4, датчик сигнала включения/отключения кондиционера от пульта управления КВ.

Датчики PD1, PD2, TS1 и TS2 имеют дискретные выходные сигналы. Так, датчик PD1 срабатывает при увеличении перепада давления на воздушном фильтре, что происходит при критическом засорении фильтра.

Датчик PD2 срабатывает при снижении перепада давления на вентиляторах, что происходит при отказе вентиляторов.

Датчик температуры TS1 срабатывает при снижении температуры воды в теплообменнике до уровня, опасного по причине замораживания воды в нагревающем теплообменнике. Датчик температуры TS2 срабатывает при снижении температуры воздуха до уровня, опасного по причине замораживания воды в охлаждающем теплообменнике. Датчик TE формирует аналоговый сигнал, представляющий собой разность заданной и фактической температуры воздуха, поступающего в помещение.

Рассмотрим цикл работы контроллера, осуществляющего управление системой. При наличии сигнала включения кондиционера КВ подается дискретная команда включения привода насоса М3, привода вентиляторов М5 и привода заслонки М1 в направлении ее открывания.

При полном открытии заслонки (что фиксируется срабатыванием датчика ЗО) команда управления с привода М1 снимается. Отключение кондиционера при исчезновении сигнала КВ осуществляется в обратном порядке.

Во включенном состоянии осуществляется непрерывный контроль сигнала с датчика TE и формирование управляющих воздействий на приводы вентилей 5 и 7 М2 и М4 соответственно с целью поддержания заданной температуры. При этом управление приводами осуществляется по двум дискретным сигналам (открыть, закрыть) длительность которых определяет величины изменения положений вентилей. Если управляющие воздействия привели к переходу любого из вентилей в крайнее положение (фиксируется датчиками КП2 и КП4) сигнал управления с соответствующего привода снимается для предотвращения его повреждения.

Кроме управления вентилями 5 и 7 в рабочем режиме осуществляются также защитные функции. Так, при срабатывании датчиков TS1 и/или TS2 производится аварийное отключение кондиционера (закрывается заслонка, отключается насос, отключаются вентиляторы, вентили 5 и 7 закрываются) с выдачей сигнала срабатывания защиты от замораживания на индикатор «мороз».

При засорении воздушного фильтра (срабатывание датчика PD1) выдается сигнал на индикатор «фильтр», при этом работа кондиционера продолжается.

При срабатывании датчика PD2 (что происходит при отказе вентиляторов) производится аварийное отключение кондиционера.

Сигналы на индикаторы «заслонка» и «вентилятор» выдаются в нормальном режиме работы, если заслонка открыта и вентиляторы исправны соответственно.

Для имитации возмущающих воздействий на систему управления в программе виртуального объекта предусмотрены регуляторы «Заданная температура», «Наружная температура», а также, блок формирования событий «Имитация аварии», включающий такие аварийные события как «Запыленность фильтра», «Отказ вентилятора», «Отказ насоса».

Перечень датчиков и сигналов управления представлен в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Перечень датчиков и сигналов управления

Номер бита (датчика) в ПК	Назначение датчика
0	Сигнал включения/отключения (0/1 соответственно)
1	Заслонка открыта
2	Заслонка закрыта
3	Концевое положение клапана горячей воды
4	Концевое положение клапана холодной воды
5	Датчик давления PD1 (0 – давление ниже уставки, иначе 1)
6	Датчик давления PD2 (0 – давление выше уставки, иначе 1)
7	Датчик температуры TS1 (0 – температура выше уставки, иначе 1)
8	Датчик температуры TS2 (0 – температура выше уставки, иначе 1)
9	Знак разности заданной и фактической температуры (0 – положительна, 1 - отрицательна)
10…15	Величина (модуль) разности заданной и фактической температуры (0…63 оС)
Номер бита (команды) в ПК	Назначение команды управления
0	Привод М1 заслонки вперед (открыть)
1	Привод М1 заслонки назад (закрыть)
2	Привод М2 клапана горячей воды (открыть)
3	Привод М2 клапана горячей воды (закрыть)
4	Привод М3 насоса (1 – вкл., 0 – откл.)
5	Привод М4 клапана холодной воды (открыть)
6	Привод М4 клапана холодной воды (закрыть)
7	Привод М5 вентилятора (1 – вкл., 0 – откл.)
8	Сигнал «Заслонка» (1 – открыта, 0 – закрыта)
9	Сигнал «Фильтр» (1 – засорен, 0 – в норме)
10	Сигнал «Мороз» (1 – срабатывание защиты от замораживания, иначе 0)
11	Сигнал «Вентилятор» (1 – при отказе, иначе 0)