автоматика / Доклад 1 НГАСУ 2014. Попов

УДК 697:628.8

МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ПРИТОЧНОЙ КАМЕРОЙ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Н.А. Попов, д-р техн. наук, профессор

(НГАСУ (Сибстрин), г. Новосибирск)

В статье обосновано решение по автоматизации приточных камер в системах вентиляции на базе микропроцессорных устройств. Разработана схема автоматизации приточной камеры с рециркуляцией на основе контроллера ОВЕН ПЛК 154

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха создают необходимый микроклимат и качество воздушной среды в помещениях.

Главными задачами автоматизации вентиляционных систем является обеспечение в помещениях в заданных точках системы требуемой температуры, подвижности, чистоты воздушной среды и необходимого воздухообмена при экономном расходовании тепловой и электрической энергии.

Способ реализации функций управления в системах автоматики определяется общим уровнем развития элементной базы. Современные системы автоматического управления (САУ) в качестве средств управления используют электронные цифровые устройства на базе микропроцессоров [1]. По своим техническим возможностям эти устройства позволяют обеспечить управление множеством параметров. Это пуск и остановка отдельных технологических аппаратов и всей системы в целом, блокировка и защита оборудования в аварийных ситуациях, индикация, переход с режима на режим и т. д. Устройства комплексно решающие функции управления и регулирования, называются управляющими контроллерами. При их использовании в большинстве случаев исключается необходимость применения элементов релейно-контакторных схем, что позволяет: повысить точность поддержания регулируемых параметров и надежность работы системы;

уменьшить габариты средств управления; упростить монтаж и сократить сроки его выполнения; облегчить эксплуатацию системы.

Целью работы является обоснование решения по автоматизации приточной камеры с рециркуляцией на базе микропроцессорного контроллера ОВЕН ПЛК 154 [2].

Контроллер ОВЕН ПЛК 154 (рис. 1) предназначен для создания систем управления малыми и средними объектами. Построение системы управления и диспетчеризации на базе ОВЕН ПЛК возможно как с помощью проводных средств – используя встроенные интерфейсы Ethernet, RS-232, RS-485, так и с помощью беспроводных средств – используя радио, GSM, ADSL модемы.

В контроллере изначально заложены мощные вычислительные ресурсы при отсутствии операционной системы:

– высокопроизводительный процессор RISC архитектуры ARM9, с частотой 180 МГц компании Atmel;

– большой объем оперативной памяти – 8 МБ;

– большой объем постоянной памяти – Flash память, 4 МБ;

– объем энергонезависимой памяти, для хранения значений переменных – до 16 КБ.

Количество дискретных и аналоговых входов и выходов:

– 4 дискретных входа;

– 4 аналоговых входа (универсальных);

– 4 дискретных выхода (электромагнитных реле);

– 4 аналоговых выхода (4 – 20 мА, 0 – 10 В) или универсальных 4 – 20 мА / 0-10 В).

Создание программ для контроллеров ОВЕН ПЛК154, и их конфигурирование осуществляется профессиональной системой программирования CoDeSys v.2.3.6.1 и старше.

В работе для примера разработана схема микропроцессорного управления приточных камер с рециркуляцией (рис. 2), предназначенных для вентиляции производственных помещений.

Рис. 1. Контроллер ОВЕН ПЛК 154

Схема автоматизации приточной камеры (рис. 2) на базе микропроцессорного контроллера (МК) наглядно показывает упрощение схемных решений. Все аппараты и устройства, установленные на объекте, соединены с МК по определенному принципу: I – входные сигналы (от датчиков и преобразователей); О – выходные сигналы (на исполнительные механизмы и регулирующие органы); D – дискретный (импульсный) сигнал; А – аналоговый (непрерывный) сигнал. Многие МК оснащены универсальными входами – IU, которые позволяют подключать датчики и преобразователи с любым видом выходного сигнала (датчики-реле, термосопротивления, унифицированные сигналы 0-10 В, 4-20 mA др.).

В схеме автоматизации приточной камеры (рис. 1) предусматривается контроль:

– температуры горячей воды в подающем и обратном трубопроводе воздухонагревателя техническими термометрами 1 и 2 типа ТТ-В, с пределом измерения 0-160 ^оС;

– температуры наружного, приточного и воздуха в помещении термометрами сопротивления 6, 7, 11 типа Pt1000 с выводом показаний на монитор АРМ;

– перепада давления на фильтре Ф и вентиляторе В.

У правление вентилятором В осуществляется контроллером ПЛК 154 с применением частотного преобразователя ЧП по интерфейсу RS-485.

Рис. 2. Схема автоматизации приточной камеры с рециркуляцией на базе контроллера ОВЕН ПЛК 154: Ф – фильтр; ВН – воздухонагреватель; В – вентилятор; Н – на- сос; АРМ – автоматизированное рабочее место; ЧП – частотный преобразователь

Работа вентилятора В сблокирована с клапаном наружного воздуха КЛ-3. Перед пуском вентилятора клапан КЛ-3 открывается, а после отключения электродвигателя вентилятора клапан КЛ-3 автоматически закрывается. Регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется изменением теплопроизводительности воздухонагревателя ВН и регулированием частоты вращения вентилятора по закону ПИД-регулирования.

В схеме автоматизации предусмотрена защита воздухонагревателя от замерзания. с применением термометров сопротивления 5 и 10 типа Pt1000.

На примере схемы (рис. 2) могут автоматизироваться другие приточные камеры производственного помещения с выводом управляющих и контролирующих функций на АРМ.

Автоматизированная система может поддерживать температуру в производственном помещении согласно задаваемому режиму, отображать температуру в отдельных частях помещения, температуру наружного и приточного воздуха, частоту вращения вентилятора, потребляемую мощность частотным преобразователем.

Экономический эффект от внедрения автоматизированных систем приточной вентиляции состоит в снижении доли ручного труда, в существенном сокращении затрачиваемых ресурсов, увеличении срока службы вентиляторов.

Список литературы

1. Гордиенко А.С. Автоматизация СКВ. Типовые функции

управления и методы их реализаци [Электронный ре-

cурс].Режим доступа: http: //www.ivik.od.ua/news/full.php?

n=903(дата обращения: 06.02.2014).

2. Программируемый контроллер ОВЕН ПЛК 154 [Электронный

ресурс]. – Режим доступа: http://WWW.owen.ru/catalog/

7008795 (дата обращения: 08.02.2014).

3 4