Пояснительная записка (1228317), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

3 АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

Автоматизация системы вентиляции - это контроль за процессом с помощью методов и средств с минимальным участием оператора. Человек лишь поверхностно участвует в процессе, к примеру, задаёт параметры необходимые ему для комфортного существования. Автоматическая система управления вентиляцией самостоятельно, при помощи различных датчиков и сложных алгоритмов вычисляет и анализирует данные.

Цель внедрения: контроль и поддержание системой вентиляции установленных параметров приточного воздуха: температуры и влажности, создание удобной, экономичной и надежной системы управления и мониторинга вентиляции. Проект с успехом может применяться в таких зданиях как: офисные, торговые, развлекательные центры, здания производственно-технического назначения.

1. Основное оборудование автоматизации

3.1.1 Датчик температуры и влажности в помещении

Необходимо обратить внимание при выборе датчиков температуры на следующее:

- температурный диапазон;

- возможность погружения датчика в измеряемую среду или объект. Если расположение внутри среды недопустимо, то стоит выбирать акустические термометры и пирометры;

- рассмотреть условия измерений. Если используется агрессивная среда, то необходимо использовать либо датчики в корозийнозащитных корпусах, либо использовать бесконтактные датчики. Кроме того, необходимо предусмотреть другие условия: влажность, давление и тд;

- как долго датчик должен будет работать без замены и калибровки. Некоторые типы датчиков обладают относительно низкой долговременной стабильностью, например термисторы;

- какой выходной сигнал необходим. Некоторые датчики выдают выходной сигнал в величине тока, а некоторые автоматически пересчитывают его в градусы;

- другие технические параметры, такие как: время срабатывания, напряжение питания, разрешение датчиков и погрешность. Для полупроводниковых датчиков важным также является тип корпуса.

Для измерения температуры в торговом помещении используется датчик температуры и влажности ОВЕН ПВТ10. Внешний вид датчика изображен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Датчик влажности и температуры

В приборе используется высокостабильный однокристальный цифровой сенсор влажности и температуры. Измеренные значения влажности и температуры масштабируются и преобразуются в унифицированный аналоговый сигнал 0-10 Вт. Также измеренные значения можно прочитать при запросе по интерфейсу RS-485.

Прибор осуществляет пересчет измеренных значений температуры и относительной влажности в значение температуры точки росы и передачу полученного значения по интерфейсу RS-485.

Рисунок 3.2 – Схема подключения преобразователя влажности и температуры ПВТ10

Конструктивно прибор выполнен в пластмассовом корпусе, предназначенном для крепления на стену или потолок. Корпус состоит из двух частей, соединяемых между собой при помощи направляющих. Для обеспечения свободного доступа измеряемой среды к чувствительному элементу на нижней и верхней гранях корпуса предусмотрены вентиляционные отверстия. Внутри корпуса прибора имеется клеммник (зажимного типа) для подключения внешних линий связи.

Рекомендуемые условия применения и эксплуатации прибора приведены на рисунке 3.3. Длительное (более 50 ч) нахождение прибора в максимально допустимых условиях эксплуатации (зона 2) может привести к дрейфу его характеристик и ухудшению точности измерений.

Рисунок 3.3 – Условия применения и эксплуатации датчика

При установке датчика в помещении должны соблюдаться следующие условия:

• датчик устанавливается на стене, на высоте 150 сантиметров от пола и не менее 50 сантиметров от другой стены;

• не на наружных стенах;

• не в нишах или за шторами;

• не выше или рядом с источниками тепла или на полках;

• не на стенах, на которых располагаются источники тепла, такие как трубы;

• не по близости с источниками тепла и света;

• не в районах, подверженных воздействию прямых солнечных лучей.

Опираясь на схему вентиляции БР 13.03.02 025 001, выбираем, какое количество датчиков необходимо установить на каждом этаже. Движение воздуха происходит от приточной вентиляции к вытяжной, в зоне циркуляции воздуха происходит большее изменение температуры, поэтому целесообразно установить датчики температуры и влажности в двух концах здания в зоне наибольшей и наименьшей циркуляции воздуха.

Устанавливаем по 2 датчика на этаже, один датчик температуры вне помещения. Последний необходим для регулирования мощности воздухонагревателя. Итого получается 7 датчиков.

Датчики подключаем к блоку питания ABL8REM24050 однофазный, выход 24В постоянного тока 5А с регулировкой.

Блок питания предназначен для электропитания электроаппаратуры постоянным током. Номинальное входное напряжение 100-240В переменного тока. Номинальное выходное напряжение 24В постоянного тока. Диапазон регулировки выходного напряжения: 24-28,8 В постоянного тока. Номинальный ток нагрузки 5А. Номинальная мощность 120Вт.

Автоматический выключатель должен выдерживать перегрузку в

2-3 раза по номинальному тока.

.

Выбираем соответственно выключатель на 10А для однофазной сети.

1. Датчик температуры наружного воздуха

Датчик температуры наружного воздуха устанавливаю на менее освещаемом месте в любое время дня. Датчик ДТС125Л (рисунок 3.3) с выходным токовым сигналом имеет диапазон рабочих температур -50..+125

Рисунок 3.4 – Датчик температуры наружного воздуха ДТС125Л

Преимущества датчиков ДТС125Л:

– в корпус устанавливается программируемый нормирующий преобразователь ОВЕН НПТ-2;

– удобный гермоввод;

– эргономичный светлый корпус;

– крепежные отверстия специальной формы облегчают монтаж;

– предусмотрена установка экрана для защиты от солнечных лучей;

– легко красится в цвет фасада здания.

Схема подсоединения данного датчика 2-проводная (выходной сигнал 4…20 мА).

3.1.3 ПЛК

В системе автоматизации используется программируемый логический контроллер. Интеллектуальное реле Zelio Logic рассмотрен в выпускной квалификационной работе. Оно предназначено для реализации небольших систем автоматизации. Применяются в промышленности и непроизводственной сфере.

Программирование осуществляется на базе универсальных языков программирования, что значительно упрощает работу как специалистов по наладке систем автоматизации, так и инженеров-электриков. Программирование может осуществляться:

- автономно при помощи клавиш интеллектуального реле Zelio Logic (язык лестничных диаграмм LADDER);

- на компьютере при помощи инструментальной системы программирования Zelio Soft 2.

Программирование с компьютера можно осуществлять как на языке лестничных диаграмм LADDER, так и на языке функциональных блок-схем FBD.

Управление подсветкой встроенного ЖК-дисплея осуществляется одной из 6 программирующих клавиш, расположенных на интеллектуальном реле Zelio Logic, либо программируется при помощи Zelio

Soft 2.

Продолжительность автономной работы часов реального времени от литиевой батареи – 10 лет. Резервное копирование данных (предварительно заданных и текущих значений) осуществляется во флэш-память EEPROM (продолжительность сохранности данных - 10 лет).

Исходя из необходимого количества входов и выходов, выбираем контроллер SR3B261BD (рисунок 3.5) из каталога Schneider Electric. Программируемый логический микроконтроллер(интеллектуальное реле) Zelio Logic 2 модульного(расширяемого) исполнения SR3 имеет Модульное(расширяемое) исполнение (увеличение общего числа входов/выходов при использовании модулей расширения SR3XT*****). Напряжение питания: 24В DC. Так же контроллер имеет защиту от неправильной полярности. Номинальный потребляемый ток 190 мА с модулями расширения 300 мА. Общее количество входов 26, их них дискретные входы - 16 шт., в том числе 6 шт. можно использовать как аналоговые (0...10 В DC) и релейные выходы - 10 шт.

Рисунок 3.5 – Программируемый логический контроллер SR3B261BD

Номинальные характеристики входов: тип входов(количество) - дискретные(16 шт., 6 шт. из них можно использовать и как дискретные, и как аналоговые 0...10 В DC):

- напряжение 24 В DC;
- ток 4 мА;
- входное сопротивление 7,4 кОм для только дискретных входов и 12 кОм для дискретных/аналоговых входов;
- защита от неправильного подключения клемм(не выполняются программные иснтрукции).

Тип входов(количество) - аналоговые(6 из 16 дисктретных):

- диапазон входных напряжений - 0...10 В DC или 0...24 В DC;
- входное сопротивление - 12 кОм;
- максимальное неразрушающее напряжение - 30 В DC;
- разрешение - 8 бит при максимальном напряжении;
- протяженность кабеля(экранированного) до 10 м;
- защита от неправильной полярности.

Номинальные характеристики выходов: тип выходов(количество) - релейные(10 шт.) Тип контакта - НО (Нормально Открытый, Замыкающий). Предельное рабочее напряжение - 5...30 В DC или 24...250 В AC. Тепловой ток - 8 А (8 выходов), 5 А (2 выхода). Минимальный ток коммутации - 10 мА(при напряжении 12 В DC).

На лицевой панели микроконтроллера расположены:

- две клеммы для подключения питания(сверху);
- клеммы для подключения входов(16 шт., сверху);
- ЖК-дисплей;
- отсек для картриджа памяти, разъемов для подключения реле - к компьютеру, модемного интерфейса - к реле;
- 6 клавиш для настройки параметров и программирования;
- клеммы для подключения выходов(2 x 10 шт., снизу).

Совокупность устройств автоматизации и оборудования вентиляции позволяет создать автоматизированную систему вентиляции, структурная схема которой представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – Структурная схема системы автоматизации

Более расширенная структурная схема представлена на БР 13.03.02 02 Э12.

На чертеже БР 13.03.02 02 Э33 представлена электрическая силовая схема автоматизированной системы вентиляции. К трехфазной сети подсоединены электродвигатели приточной и вытяжной вентиляции, устанавлены автоматические выключатели и контакторы. Электронагреватели, установленные в системе приточной вентиляции, подключается аналогично.

Блок питания с входным напряжением 220В и выходным 24В подключается к одной фазе и нулевому проводу, он питает датчики и логический контроллер.

Выбираем автоматический выключатель на 4 входа для защиты всей цепи.

.

Выбираем автоматический выключатель серии ВА 55-41 с номинальным током полупроводникового расцепителя 630 А.

3.2 Алгоритм работы вентиляции

Запуск системы осуществляется с шкафа управление кнопкой ПУСК в начале рабочего дня.

Включение двигателей осуществляется от сигналов, автоматически вырабатываемых контроллером на основе разработанных алгоритмов.

Контроллер сравнивает уставку температуры воздуха в помещении с усредненным показанием датчиков температуры поэтажно. В зависимости от величины рассогласования, контроллером вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на привода регулирующих воздушных клапанов. Процент открытия клапанов зависит от величины управляющего сигнала. Величины уставок корректируются с локальных пультов управления.

После контроллер сравнивает уставку температуры с показанием датчика температуры наружного воздуха.

Рассмотрим вероятные случаи показаний датчиков и реакция системы на них.

Случай 1. Если температура в помещении ниже температуры уставки, но уличный датчик показывает температуру выше температуры уставки, то включается электродвигатель, система работает в режиме циркуляции воздуха

Случай 2. Если температура датчика в помещении ниже температуры уставки , и уличный датчик показывает температуру ниже заданной, то помимо электродвигателя включается электронагреватель и система работает в режиме нагревания воздуха.

Характеристики

Список файлов ВКР