Стандартные автоматизации простейших систем вентиляции

Общие данные

Работа системы предусматривает два режима запуска:

местный (с электрического щита)

дистанционный (по команде оператора из диспетчерской с выносного пульта управления)

Режим выбирается переключателем «М - 0 - Д» на лицевой панели щита.

Работа системы предусматривает два режима обработки воздуха:

летний режим, когда воздух не нагревается в системе

зимний режим, когда воздух нагревается водяным калорифером, режим выбирается переключателем «ЗИМА – ЛЕТО» на лицевой панели щита.

Система предусматривает управление и контроль за следующими параметрами:

Контроль и регулирование температуры приточного воздуха

Контроль температуры обратного теплоносителя по термостату

Контроль температуры воздуха за калорифером по термостату

Контроль засорения фильтра по датчику перепада давления воздуха

Контроль работоспособности вентилятора по датчику перепада давления воздуха

Управление воздушной заслонкой

Управление регулирующим клапаном на теплоносителе

Управление работой вентилятора

На листе 1 представлена общая функциональная схема установки приточной вентиляции. Установка обычно располагается в инженерно-технических помещениях, например в венткамерах, насосных помещениях, тепловых пунктах и т. д. Рядом устанавливается совмещенный щит электрики-автоматики. Внешний вид щита с органами управления и индикации изображен на листе 2.

Система приточной вентиляции содержит следующие элементы:

1 – датчик температуры приточного воздуха (ПВТ3)

2 – регулирующий клапан (ПY2)

3 – привод воздушной заслонки (ПY1)

4 – вентилятор

5 – датчик перепада давления на фильтре (ПВР1)

6 – датчик перепада давления на вентиляторе (ПВР2)

7 – термостат угрозы замерзания калорифера по воздуху (ПВТ1)

8 – термостат угрозы замерзания калорифера по воде (ПВТ2)

9 – циркуляционный насос

Работа системы предусматривает два основных режима работы:

ручной, когда переключатели режимов работы Р-О-А установлены в положение «Р». В этом режиме электродвигатели приточного вентилятора и циркуляционного насоса включаются и выключаются вручную со щита с помощью кнопок «ПУСК» и «СТОП». В ручном режиме при срабатывании термостата угрозы замораживания предусмотрены остановка приточного вентилятора и закрытие входной воздушной заслонки. Благодаря особенностям конструкции приводов воздушных заслонок и регулирующих клапанов, последние также могут быть приведены в ручной режим работы. Ручной режим работы используется в основном, при пусконаладке системы и в нештатных ситуациях при строгом контроле со стороны эксплуатирующего персонала!

автоматический режим, когда переключатели режимов работы Р-О-А установлены в положение «А», в этом случае все исполнительные механизмы работают по командам контроллера.

Система предусматривает управление и контроль за следующими параметрами:

Контроль и регулирование температуры воздуха в помещении

Контроль и регулирование температуры приточного воздуха

Контроль и регулирование влажности в помещении

Контроль температуры обратного теплоносителя по термостату

Контроль температуры наружного воздуха

Контроль температуры воздуха за калорифером по термостату

Контроль засорения фильтра по датчику перепада давления воздуха

Контроль работоспособности вентиляторов по датчикам перепада давления воздуха

Управление воздушными заслонками

Управление регулирующим клапаном на теплоносителе

Управление регулирующим клапаном на холодоносителе

Управление работой вентиляторов

Управление увлажнителем

Примечание

В рассматриваемой системе предполагается отключение вентиляции при пожаре средствами силового электрооборудования (контактор, отключающий общий фидер питания общеобменной вентиляции, получающий команду от станции пожарной сигнализации). Дублирующий сигнал для контроллера системы ПА1 и для системы диспетчеризации передается по информационной RSшине.

На листе 1 представлена общая функциональная схема установки приточной вентиляции. Установка обычно располагается в инженерно-технических помещениях, например в венткамерах, насосных помещениях, тепловых пунктах и т. д. Рядом устанавливается совмещенный щит электрики-автоматики.

Система приточной вентиляции содержит следующие элементы:

1 – датчик температуры приточного воздуха (ПВТ3)

2 – регулирующий клапан (ПY2)

3 – привод воздушной заслонки (ПY1)

4 – вентилятор

5 – датчик перепада давления на фильтре (ПВР1)

6 – датчик перепада давления на вентиляторе (ПВР2)

7 – термостат угрозы замерзания калорифера по воздуху (ПВТ1)

8 – термостат угрозы замерзания калорифера по воде (ПВТ2)

9 – циркуляционный насос

10 – датчик влажности в помещении (ПВТ6)

11 – датчик температуры наружного воздуха (ПВТ4)

12 – датчик температуры воздуха в помещении (ПВТ5)

13 – датчик перепада давления на вытяжном вентиляторе (ПВР3)

14 – насос пароувлажнителя

15 – вытяжной вентилятор

16 – регулирующий клапан (ПY3)

17 – привод воздушной заслонки (ПY4)

18 – привод воздушной заслонки (ПY5)

Ввиду использования свободно программируемого контроллера НРК16 алгоритм работы данной приточной системы может быть самым различным и осуществлять всевозможные сценарии работы согласно выбранной технологической схемы. Конкретный алгоритм программируется с помощью программного средства разработчика INTEGRAL PLAN. Получаемый в результате разработки код сохраняется в виде файла на компьютере и загружается затем в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) контроллера.

Система работает следующим образом

После запуска двигателя вентилятора (4) привод (3) открывает воздушную заслонку – летний режим работы (переключатель на щите в положении «Лето»). В зимнем режиме работы (переключатель в положении «Зима») сначала происходит прогрев калорифера, а затем открытие заслонки. При запуске вентилятора загорается лампочка «Работа вентилятора».

Наружный воздух, проходя через открытую воздушную заслонку, попадает на воздушный фильтр. Если перепад давления на фильтре слишком велик, что определяется по датчику – реле (5), то на щите загорается лампочка «Засорение фильтра». Отключение системы при этом не предусмотрено. Датчик – реле (6) контролирует перепад давления воздуха на вентиляторе. Если при запуске системы через определенный интервал времени заданный перепад давления не появляется, система останавливается. То же происходит, если указанный перепад давления исчезает во время работы системы. При этом загорается лампочка «Авария приточного вентилятора». Она продолжает гореть до нажатия кнопки «Сброс аварии».

Датчик температуры приточного воздуха (1) предназначен для определения температуры воздуха в воздуховоде. Он передает электрический сигнал о температуре на контроллер, который в свою очередь управляет регулирующим клапаном (2) на теплоносителе калорифера. При уменьшении измеренной температуры клапан (2) открывается, при увеличении – закрывается, изменяя расход теплоносителя через калорифер и изменяя тем самым нагрев воздуха в системе.

Насос (9) обеспечивает циркуляцию теплоносителя в калорифере. Он работает в режиме «Зима» и запускается также вместе с открытием регулирующего клапана (2) при прогреве калорифера или при остановке системы по сигналу «Угроза замораживания калорифера». При работе насоса загорается лампочка «Работа насоса».

Сигнал «Угроза замораживания калорифера» формируется при срабатывании одного из двух или при срабатывании обоих термостатов (7), (8) в режиме «Зима». В режиме «Лето» - только при срабатывании воздушного термостата (7). При этом загорается лампочка «Угроза замерзания». По сигналу угрозы замерзания происходит следующее:

Выключается электродвигатель вентилятора (4), если он был включен.

Включается циркуляционный насос (9), если он был выключен, причем независимо от положения переключателя «Вкл – 0 – Авт» насоса (9) и независимо от положения переключателя «Зима – Лето».

Открывается на 100% регулирующий клапан (2) на теплоносителе.

Закрывается благодаря механизму пружинного возврата привода (3) входная воздушная заслонка.

Принципиальная электрическая схема

Питание системы подается через трехфазный вводной автомат QF1, являющийся отключающим и защитным элементом для электрической схемы всей системы. QF2 – автомат питания цепей управления. После включения автомата QF1 на щите загорается желтая лампочка «Сеть», сигнализирующая о наличии напряжения питания.

QF3 и QF4 – автоматы защиты двигателя насоса и вентилятора, а KM1 и KM2 – пускатели этих двигателей.

Режим работы вентилятора предусматривает местное и дистанционное управление. Местное управление осуществляется посредством включения кнопок SB1 и SB2, расположенных на щите. Дистанционное управление осуществляется с пульта, расположенного на некотором расстоянии от щита, например в диспетчерской. Переключение с местного на дистанционное управление осуществляется переключателем SA1 (лист 4). При пуске системы загорается лампочка HL7.

Работа системы может проходить в двух режимах – летнем и зимнем. Переключение режимов осуществляется с помощью переключателя «Зима – Лето» - SA3.

Местное управление, зимний режим

При нажатии кнопки SB1 (ПУСК) срабатывают реле К4 и К5. Контакт К41 является «подхватом» кнопки SB1. Для прогрева калорифера контакт К43, подает сигнал на реле времени КТ1. КТ1 отвечает за задержку по времени между моментом старта системы и моментом включения вентилятора. За это время открытый на 100% клапан обеспечивает прогрев калорифера. По истечении заданного времени контакт КТ1 срабатывает и включает вентилятор.

Переключатель SA2 переключает режимы управления насосом – «Вкл – 0 – Авт». В положении «Вкл» срабатывает контактор насоса КМ2, при этом замыкается дополнительный контакт КМ21 и загорается лампочка индикации работы насоса HL6. Насос работает непрерывно. В режиме «Автомат» насос включается автоматически при старте системы, если переключатель «Зима – Лето» переведен в положение «Зима».

При срабатывании одного из термостатов угрозы замораживания срабатывает реле К2. Контакт реле К23 в обход переключателя SA2 и SA3 включает контактор насоса. Контакт К24 размыкается и регулирующий клапан открывается на 100%. Контакт К21 размыкает цепь питания контактора КМ1 и останавливает вентилятор. При срабатывании термостата по воде или по воздуху реле К2 своим контактом К22 включает реле памяти аварии К3, загорается лампочка HL1 – «Угроза замерзания», которая будет гореть постоянно, пока не исчезнет угроза замерзания и не будет нажата кнопка SB3 «Сброс аварии».

Датчик перепада давления на фильтре имеет контакт в нормально разомкнутом положении. При засорении фильтра указанный контакт срабатывает и на щите загорается лампочка HL2 «Засорение фильтра». При замыкании дополнительного контакта пускателя КМ11 загорается лампочка HL5 – сигнал «Работа вентилятора», замыкается контакт К62 промежуточного реле К6, который вместе с контактом К51 используется в схеме регулирования для открытия клапана на 100% при прогреве и открывается заслонка наружного воздуха, на которую подается питание через контакт К61. Реле времени КТ2 используется для формирования сигнала «Авария приточного вентилятора». Контакт КТ21 замыкается в случае, если за определенный интервал времени при старте системы вентилятор не создал необходимый перепад давления воздуха. При этом срабатывает реле памяти аварии К1 и загорается лампочка HL3 «Авария приточного вентилятора». Вентилятор останавливается, а лампочка HL3 будет гореть постоянно, пока не будет нажата кнопка SB3 « Сброс аварии».

Напряжение питания от автомата QF2 поступает на трансформатор Т1 220/24 В – питание контроллера RKN8 и исполнительных механизмов (приводы заслонки и клапана).

Вторичная обмотка трансформатора 24 В защищена автоматом QF5. Контакт К52 реле К5 при

включении системы подает питание на контроллер. Датчик температуры приточного воздуха подключен непосредственно к контроллеру (входы 11 – 12). Выход контроллера 61

формирует сигнал управления 010 (В) для пропорционального управления электроприводом регулирующего клапана.

Летний режим

В летнем режиме все происходит аналогично, за исключением следующих особенностей:

Отключен термостат угрозы замораживания по воде, чтобы исключить его ложные срабатывания.

Разорвана цепь датчика температуры, что формирует на выходе контроллера сигнал 0 (В), полностью закрывающий регулирующий клапан в нормальном режиме.

Отключен предварительный прогрев калорифера при старте системы.

Отключен циркуляционный насос в нормальном режиме.

Дистанционное управление

При дистанционном управлении все происходит аналогично вышеизложенному, за исключением того, что пуск и остановка системы осуществляется с выносного пульта путем нажатия кнопок SP1, SP2. При старте системы на пульте дистанционного управления загорается лампочка HLP.

Другие варианты схем автоматизации

Подробно описанная выше система автоматизации простейшей системы приточной вентиляции с водяным калорифером может быть легко модифицирована.

Вариант с каскадным контроллером предполагает наличие двух датчиков температуры. Один - основной - устанавливается либо в помещении (см. схему лист 1а), либо в вытяжном воздуховоде (см. схему лист 1б). Другой вспомогательный датчик - устанавливается в приточном воздуховоде и служит для ограничения температуры приточного воздуха в разумных приделах (обычно +14…+35°С). Каскадный контроллер позволяет точнее отслеживать температурный режим помещения в динамике, например, при запуске системы, не допуская при этом выхода температуры приточного воздуха за заданные пределы.

Вариант с холодообменником предлагает использовать контроллер с двумя выходами. Первый управляет регулирующим клапаном на теплоносителе, как и в основном варианте.

Второй выход может управлять дистанционным пуском автономной холодильной машины (см. схему лист 1в) или регулирующим клапаном на холодоносителе Указанные модификации, а также схемы подключения различных контроллеров и исполнительных механизмов отражены на принципиальных электрических схемах