Kúrený systém riadený PLC
Rastúce ceny energií zvyšujú tlak na výmenu starých plynových kotlov za nové kondenzačné kotly s vyššou účinnosťou. Pre skutočne efektívnu prevádzku je však tiež potrebné zabezpečiť, aby boli jednotlivé miestnosti vykurované na optimálnu teplotu v závislosti od typu pracoviska a jeho aktuálneho využitia. Preto v týchto aplikáciách odporúčame používať PLC spolu s meraním teploty vo všetkých miestnostiach s radiátormi a regulovať radiátory pomocou termoelektrických hlavíc. Vizualizačný softvér umožňuje pohodlnú správu celého systému.
 |
OpenVPN – šifrovaný vzdialený prístup |
 |
LINUX – dlhodobo stabilný operačný systém |
 |
LAN – moderné IP riešenie |
 |
COM – sériové rozhranie Modbus |
 |
GSM – vzdialený prístup cez 2G/3G/4G-LTE |
 |
FBD a LD – grafické programovacie jazyky |
 |
I & O – široká škála vstupov a výstupov |
Popis aplikácie
Na overenie správnej funkcie systému a jeho doladenie sme použili naše vlastné výrobné zariadenia. V roku 2017 prestali spoľahlivo fungovať dva zastarané plynové kotly a radiátory vybavené termostatickými hlavicami s ručným ovládaním. Ako náhradu sme zvolili kondenzačný kotol Vaillant VU INT II 356/5-5. Po uvedení kotla do prevádzky sme pripravili hardvér potrebný na jeho ovládanie:
- V centrálnom rozvádzači bol nainštalovaný PLC IPLOG-G2-05 a tri moduly IO RE8.1-05.
- Radiátory boli vybavené termostatickými hlavicami ovládanými napätím 24 V AC.
- Začali sme merať teploty vo všetkých miestnostiach pomocou teplomerov IPSEN-TH2-MOD.
Ďalšou výzvou bol samotný program. Programovací softvér METEL IDE so stovkami funkcií definovaných v norme IEC61131-3 navyše umožňuje pripraviť vlastné bloky optimalizované pre konkrétnu úlohu. Hlavným dôvodom pre vytváranie vlastných funkčných blokov je aj skrátenie času stráveného zostavovaním zložitého programu z veľkého množstva základných funkcií. Na vytvorenie bloku stačí na začiatok programu v jazyku ST vložiť kľúčové slovo FUNCTION_BLOCK s požadovaným názvom, definovať konštanty, premenné, vstupy, výstupy a program ukončiť kľúčovým slovom END FUNCTION_BLOCK. Kliknutím na Build all potom vygenerujete funkčný blok pre následné použitie v grafickom jazyku FB. V našom projekte sme týmto postupom vytvorili napríklad funkčný blok termostatu so vstupmi temp (meraná teplota), temp_required (cieľová teplota) a hyst (hystereza). Na základe aktuálnych hodnôt na vstupoch sa vypočíta percentuálny výkon (o koľko sa má ohriať).
Výstup bloku všeobecného termostatu sa ďalej prepočíta z percent pomocou bloku „burn_reduce“. Ak nedôjde k očakávanej odozve v podobe zvýšenia teploty v miestnosti, blok „burn_reduce“ vykoná korekciu výpočtu. Výsledkom je dodatočné zapnutie jedného alebo viacerých radiátorov. Percentá vypočítané blokom burn_reduce sú blokom burn2bool prevedené na počet radiátorov, ktoré sa majú vykurovať.
Graf s postupným zapínaním a vypínaním radiátorov
Ak neexistuje požiadavka na vykurovanie aspoň jedným radiátorom, PLC automaticky vypne kotol. K systému je tiež pripojený vonkajší ekvitermický senzor, ktorý pomáha regulovať výkon kotla v závislosti od vonkajšej teploty.
Ďalšie užitočné funkcie
LOGGER – pri každom takomto systéme je užitočné poznať nielen aktuálne údaje, ale aj jeho históriu. Preto sa všetky namerané údaje ukladajú do lokálnej databázy MySQL v PLC a do databázy vizualizačného softvéru.
WATCHDOG – blok wdg.fbd pravidelne zapisuje do súboru 1. Tento zápis kontroluje systém Linux a v prípade zlyhania programu ho reštartuje a informuje príslušné osoby prostredníctvom SMS správy.
HARMONOGRAMY A VIZUALIZÁCIA – vizualizačný softvér IFTER-EQU slúži na vizualizáciu celého systému a na nastavenie plánov, ktoré určujú, kedy sa má kúriť na dennú teplotu a kedy na nočnú teplotu (miestnosť sa nepoužíva).
Záver
Systém vykurovania riadený PLC pomohol výrazne znížiť náklady na vykurovanie. Každá miestnosť je vykurovaná len na optimálnu teplotu. Ak sa miestnosť nepoužíva, teplota sa automaticky zníži, čo ďalej zvyšuje úsporu nákladov. Vstavaný GSM router zabezpečuje diaľkové online monitorovanie a informuje o havarijných situáciách prostredníctvom SMS správ.
Informácie pre objednávku
| NÁZOV A KÓD | POPIS | |
 |
IPLOG-G2-05* 5607-0000 |
PLC jednotka s modemom 2G/3G, RS485 Modbus RTU na pripojenie externých IO modulov a senzorov, 2x alarmové / 5V digitálne vstupy. * PLC s ďalšími vstupmi, výstupmi a sériovými rozhraniami môžete nakonfigurovať v online konfigurátore http://www.metel.eu/iplog-configurator. |
 |
RE8.1-05-BOX 5000-0507 |
IO modul: 8x NO 230 V reléové výstupy, 3x opticky izolované 230 V vstupy, 2x NOC 230 V reléové výstupy, 1x port RS485 Modbus, 2x 5 V alarmové/digitálne vstupy, prevádzková teplota -40 °C až +70 °C, integrovaná prepäťová ochrana 600 W. |
 |
IPSEN-TH2-MOD 5-202-283 |
Snímač teploty/vlhkosti RS485 Modbus-RTU, prevádzková teplota: -40 °C až +80 °C, relatívna vlhkosť: 0–100 % RH, presnosť: ± 0,4 °C / 3 % RH (25 °C), 12 V DC |
| ZARIADENIA OD INÝCH VÝROBCOV | |
| Termočlánky 24 V | Vizualizačný softvér IFTER-EQU |
 |
 |