Автоматизація обєктів індивідуального і котеджного будівництва з допомогою С2000-Т

11


Сучасні тенденції в області архітектурного дизайну і проектування індивідуального житла, спрямовані на підвищення затишного і комфортного проживання, все більше стають стандартними рішеннями і в котеджному будівництві. Це вимагає застосування сучасних інженерних рішень не тільки в області вентиляції і опалення, але і в області автоматизації будівель. При цьому забудовник практично завжди стикається з проблемою вибору між функціональністю конкретного устаткування і бюджетом. Допомогти вирішити цю проблему може вільно конфігуруючий контролер С2000-Т виробництва компанії «Болід».
Так чого ж такого особливого є в цьому контролері, щоб знизити витрати на автоматизацію ще на етапі проектування?

  • До контролера можна підключати по двох — і трипровідною схемою велика кількість температурних датчиків з різними типами сенсорів, аж до полупродниковых. Надалі це дозволить забудовнику не витрачати час на пошуки специфічних датчиків, а використовувати вже наявні.
  • Дискретні виходи контролера виконані на досить потужних (до 1,5 А) оптосимистрах, що в ряді випадків дозволяє обійтися без використання проміжних реле, наприклад, управляти дискретними приводами повітряних заслінок безпосередньо.
  • Контролер дозволяє організувати до трьох процесів автоматичного керування одночасно, наприклад, системою припливної вентиляції, системою опалення та автоматизованим технологічним процесом. Застосування одного контролера замість трьох дозволить економити бюджет.
  • Програмне забезпечення контролера для його конфігурування та програмування є абсолютно безкоштовним, не рахуючи того, що і сам контролер є цілком доступним за ціною.
  • Наявні в контролері два порти RS-485 дозволяють організувати мережу верхнього рівня для об’єднання декількох контролерів з ПК, так і будувати розширення додаткових входів/виходів в мережі нижнього рівня.

Для цього в мережу можуть бути підключені не тільки додаткові контролери С2000-Т (до 4-х штук), але і інше обладнання компанії «Болід», яке може застосовуватися при необхідності розширення кількості дискретних входів/виходів, наприклад адресний блок сигнально-пусковий С2000-СП1 і адресний розширювач шлейфів Сигнал-20П. А підключення контролера С2000-закладу кдл дозволяє організувати додаткову підсистему управління, засновану на харчуванні та одночасної передачі даних між пристроями двухжильному кабелю – адресної двопровідної лінії зв’язку (ДПЛС).
Список застосовуваного в мережі ДПЛС адресного обладнання для автоматизації досить широкий:

  • адресний релейний блок С2000-СП2, використовуваний як два релейних перемикаючих виходу;
  • адресний релейний блок С2000-СП4, використовуваний як два релейних перемикаючих виходу і два дискретних входу типу «сухий контакт»;
  • адресні розширювачі С2000-АР2 і С2000-АР8, використовувані як дискретні входи типу «сухий контакт» на два і вісім входів відповідно;
  • адресний термогігрометр С2000-ВТ, що дозволяє вимірювати температуру і вологість в кімнатах;
  • адресний лічильник витрати С2000-АСР2, що дозволяє підраховувати кількість імпульсів, що надходять одночасно з двох лічильників з імпульсними виходами.

Все перераховане вище мережеве обладнання можна образно представити як «цеглинки», а сам контролер С2000-Т як «фундамент» для побудови розподілених систем автоматизації в індивідуальному і котеджному будівництві.
Топологія ДПЛС усередині котеджу може бути будь-який (зірка, в лінію, кільцем) і визначається, в першу чергу, доцільністю мінімізації загальних витрат на кабель. У разі розміщення адресних пристроїв поза приміщення із-за загрози замикання ДПЛС (наприклад, при автоматизації поливу саду і управління роботою фонтанів, включенням освітлення доріжок і т. д.) для збереження працездатності системи доцільна установка разветвительно-ізолюючого блоку «Бриз».
Контролер С2000-Т програмується за допомогою програми «Конфігуратор». Вона дозволяє призначити конкретних входів-виходів контролера своє функціональне призначення та налаштувати їх, підключити ведені прилади, вибрати необхідні види регулювання, встановити і змінити необхідні значення параметрів, а також запрограмувати блок умов. Обмін даними між ПК і контролером, а також його перепрошивка проводиться по лінії RS-485 Slave через перетворювачі інтерфейсів С2000-ПІ або С2000-USB.
Застосування контролера С2000-Т для керування системою опалення має ряд особливостей. Насамперед, контролер призначений для роботи у вторинному контурі опалення, але ніяким чином не може замінити внутрішню автоматику, наприклад газового котла. Виняток може становити тільки система опалення з електрокотлом, де діють лише норми з електробезпеки. Класична схема управління опаленням в цьому випадку представляє контур керування з датчиком температури перегрітої води і вуличної температури та регулятором електричної потужності електрокотла. При цьому температура уставки перегрітої води розраховується по мережевому графіку, запрограмованому в контролері в залежності від вуличної температури. Реалізацію цього варіанту автоматики можна трохи здешевити, застосувавши замість пропорційного напрузі 0-10В електронного регулятора потужності безшумні твердотілі реле відповідної потужності з підключенням їх до дискретним виходів контролера. При цьому в блоці умов контролера не складно запрограмувати алгоритм управління ступенями через дискретні виходи в залежності від напруги на аналоговому виході, а також алгоритм обмеження потужності нагріву при аварії циркуляційного насоса.
Якщо з якоїсь причини в системі опалення не передбачені терморегулятори на кожній батареї опалення, то для економії електроенергії необхідно проводити регулювання не по датчику температури перегрітої води, а з кімнатного датчика температури. Це справедливо і для випадків застосування в якості основної системи опалення системи обігріву «Тепла підлога». Контролер С2000-Т дозволить управляти до шести зон регулювання температури, використовуючи лише власні аналогові і дискретні входи/виходи.
Як уже стверджувалося, робота контролера з котлами опалення на рідкому і газоподібному паливі можлива тільки у вторинному контурі з регулюванням температури кімнатного датчика. Це пов’язано з тим, що будь-який виробник гарантує безпечну роботу котла тільки зі своєю штатною автоматикою. Хороший варіант , коли автоматика котла в цьому випадку має власний вуличний датчик температури зі своїм графіком подачі перегрітої води. Контролеру ос ється управляти триходовим клапаном по кімнатній температурі і перенаправляти перегріту воду по короткому контуру, що відразу викличе підвищення температури перегрітої води вище заданої установки і зупинить горіння пальника котла внутрішньої автоматикою.
Дещо проблематична робота контролера С2000-Т (як втім і будь-якого іншого контролера) спільно з котлом, що працює на твердому паливі, через неможливість контролювання процесу горіння всередині котла. Варіанти виконання котлів з регульованою тягою в залежності від температури перегрітої води теж малоефективні. Крім того, паливо котел необхідно періодично завантажувати вручну. Як варіант технічного рішення цієї проблеми – застосування теплових акумуляторів по теплоносію і автоматизована завантаження твердого палива в котел, наприклад, пресованих деревних гранул. Безсумнівно, контролер С2000-Т здатний забезпечити і це технічне рішення, але воно в сукупності є витратним і порівнянним по вартості з піролізного (газогенераторными) твердопаливними котлами.
Для роботи з системами вентиляції та кондиціювання контролер С2000-Т необхідно сконфігурувати за необхідною технологічною схемою. Він дозволяє працювати з двома теплообмінними агрегатами, а у версії прошивки 1.30 розширено діапазон керованих систем рекуперації. Тепер контролер може керувати пластинчастими і роторними теплообмінниками. Застосування рекуперації, а особливо роторних рекуператорів, забезпечує максимальну економію енергії в холодний період за рахунок рекуперації теплого витяжного повітря в безперервному режимі роботи.
Проте, останнім часом серед проектувальників ОВК все частіше можна почути думку про те, що методи керування вентиляційними установками з постійною та змінною витратою повітря, що широко застосовуються в промислової вентиляції, не зовсім підходять для управління невеликими вентиляційними установками, призначеними для роботи в індивідуальних будівлях. У цих випадках найбільш підходящим, на їх думку, є переривчастий режим роботи системи вентиляції, тобто режим провітрювання. У комплексі реалізація цього режиму управління вентиляцією дає наступні переваги:

  • Суттєве спрощення складу установки — досить застосування секцій фільтра, вентилятора і нагрівача. Місцеве охолодження влітку легко здійснюється стандартним кондиціонером.
  • Розподілена схема припливно-витяжної вентиляції, коли крім припливної системи є кілька витяжних вентиляторів, що дозволяє оптимізувати витрати на виготовлення і монтаж повітроводів.
  • Можливе застосування повітроводів з меншим перетином і найпростіших роздавальних решіток, так як допустимі великі швидкості руху повітря.
  • Створення динамічного мікроклімату при такому режимі керування вентиляцією сприятливо з гігієнічної точки зору.
  • Здійснюється економія ресурсу роботи припливної вентиляційної установки.
  • Єдиним недоліком запропонованого переривчастого режиму управління системою вентиляції є складність визначення моменту включення і виключення системи вентиляції. Контролер С2000-Т за допомогою вбудованого програмного блоку умов легко вирішить цю проблему. Достатньо налаштувати декілька аналогових входів на стандартне керуючу напругу 0-10В, підключити декілька датчиків вуглекислого газу СО2, розташованих у різних зонах будови. У контролері програмуються умови включення вентиляції за перевищення концентрації СО2 вище певного значення і виключення при зниженні. Однак, на сьогоднішній момент самі датчики СО2 все ще продовжують бути дорогими пристроями. Тому можливе компромісне рішення – використовувати тільки один датчик вуглекислого газу і розташувати його в спальні.
    Переривчаста робота вентиляції і контроль перевищення СО2 під час сну на ранок забезпечить проживають позитивний емоційний стан. А включення вентиляції в переривистому режимі протягом дня, коли знаходження людей в спальні малоймовірно, здійснюється по командах, формованим від розподіленої системи автоматизації.
    Систему розподіленої автоматизації можна вважати ідеальною тоді, коли у користувачів не виникає бажання керувати системами вручну. Досягти цього можливо тільки за допомогою надмірності застосовуваного устаткування. Але на практиці в процесі розробки проекту автоматизації завжди доводиться йти на компроміс між вартістю і можливістю системи. В результаті цього розподілена автоматизація може стати основою для проектів типу «Розумний будинок».
    Блок умов контролера С2000-Т дозволяє за допомогою 16-ти умов і функцій легко програмувати розподілені алгоритми керування обладнанням. Саме програмування являє собою заповнення табличної форми і, як правило, не викликає труднощів.
    Так, наприклад, алгоритм автоматичного включення кухонної витяжки можна реалізувати, запрограмувавши однією умовою, як обчислення перевищення заданої установки різниці температур між датчиком температури С2000-ВТ, встановленим у витяжці, і таким же датчиком температури, встановленому в приміщенні кухні.
    Аналогічно можна включати витяжний вентилятор для автоматичного видалення зайвої вологи з ванної, задавши датчику С2000-ВТ замість параметра температури параметри вологості.
    Для автоматизації включення витяжного вентилятора в санвузлі можна запрограмувати, використовуючи дві табличні рядка, затримку вимикання вентилятора після вимикання освітлення на задане значення за допомогою однієї умови і однієї функції. При включенні будь-якого вентилятора для виключення інфільтрації необхідно синхронно включати вентилятор припливної установки. Таким чином в залежності від «активності» проживають забезпечується автоматичний режим провітрювання в будові днем.
    Алгоритм управління зовнішнім освітленням або зовнішнім освітленням прилеглій території також займе два рядки блоку умов. Наприклад, включення по спрацьовуванню світлочутливого датчика, а вимикання по досягненні заданого часу.
    Аналогічно можна вирішити за допомогою блоку умов і інші завдання.
    Конкретний вибір обладнання для підключення до контролера визначається кількістю необхідних входів/виходів і мінімізацією незатребуваних входів/виходів. Для повноцінного управління інженерними системами котеджу можливе застосування на персональному комп’ютері або встраиваемом комп’ютері з сенсорним екраном програмного продукту компанії «Болід» — SCADA «Алгоритм», вартість якої для одного або навіть декількох контролерів С2000-Т не висока. Додатково SCADA «Алгоритм» дозволить інтегрувати в себе управління інженерним устаткуванням різних виробників, що підтримують OPC-технології.
    Розглянуті варіанти застосування обладнання та програмного забезпечення компанії «Болід» для розподіленої автоматизації в індивідуальному і котеджному будівництві легко інтегруються з системами безпеки виробництва компанії «Болід» — АРМ «С2000», АРМ «Оріон», АРМ «Оріон».