Sistema di riscaldamento controllato da PLC
L'aumento dei prezzi dell'energia sta aumentando la pressione per la sostituzione delle vecchie caldaie a gas con nuove caldaie a condensazione ad alta efficienza. Tuttavia, per un funzionamento veramente efficiente, è anche necessario garantire che i singoli ambienti siano riscaldati alla temperatura ottimale, a seconda del tipo di luogo di lavoro e del suo utilizzo corrente. Pertanto, in queste applicazioni si consiglia di utilizzare i PLC insieme alla misurazione della temperatura in tutti i locali con radiatori e di controllare i radiatori con teste termoelettriche. Il software di visualizzazione consente una comoda gestione dell'intero sistema.
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OpenVPN - accesso remoto criptato |
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LINUX - un sistema operativo stabile a lungo termine |
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LAN - moderne soluzioni IP |
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COM - interfaccia seriale Modbus |
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GSM - accesso remoto via 2G/3G/4G-LTE |
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FBD & LD - linguaggi di programmazione grafica |
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I & O - ampia gamma di ingressi e uscite |
Descrizione dell'applicazione
Abbiamo utilizzato il nostro impianto di produzione per verificare il corretto funzionamento del sistema e per eseguire il debug. Due caldaie e radiatori a gas obsoleti, dotati di teste termiche con comandi manuali, hanno smesso di funzionare in modo affidabile nel 2017. Per sostituirle, abbiamo scelto una caldaia a condensazione Vaillant VU INT II 356/5-5. Dopo la messa in funzione della caldaia, abbiamo preparato l'hardware necessario per il suo controllo:
- Il PLC IPLOG-G2-05 e tre moduli IO RE8.1-05 sono stati installati nel quadro elettrico centrale.
- I radiatori sono stati dotati di teste termiche controllate da 24 VAC.
- Abbiamo iniziato a misurare le temperature in tutti gli ambienti con termometri IPSEN-TH2-MOD
La sfida successiva è stata il programma stesso. Inoltre, il software di programmazione METEL IDE con centinaia di funzioni definite nello standard IEC61131-3 consente di preparare blocchi personalizzati ottimizzati per un lavoro specifico. Il motivo principale della creazione di blocchi funzione personalizzati è anche quello di ridurre il tempo di compilazione di un programma complesso a partire da un gran numero di funzioni di base. Per creare un blocco, è sufficiente inserire la parola chiave FUNCTION_BLOCK con il nome desiderato all'inizio del programma in linguaggio ST, definire costanti, variabili, ingressi, uscite e terminare il programma con la parola chiave END FUNCTION_BLOCK. Facendo clic su Build all si genera quindi un blocco funzione da utilizzare successivamente nel linguaggio grafico FB. Nel nostro progetto, abbiamo utilizzato questa procedura per creare un blocco funzione termostato con gli ingressi temp (temperatura misurata), temp_required (temperatura target) e hyst (isteresi). In base ai valori correnti degli ingressi, viene calcolata la percentuale di uscita (quanto riscaldare).
L'uscita del blocco termostato generale viene ulteriormente ricalcolata dalla percentuale dal blocco burn_reduce. Se non si verifica la risposta attesa sotto forma di aumento della temperatura nell'ambiente, il blocco burn_reduce esegue una correzione del calcolo. Il risultato è un'ulteriore accensione di uno o più radiatori. Le percentuali calcolate dal blocco burn_reduce vengono convertite dal blocco burn2bool nel numero di radiatori da riscaldare.
Grafico con accensione e spegnimento graduale dei radiatori
Se non è richiesto il riscaldamento di almeno un radiatore, il PLC spegne automaticamente la caldaia. Al sistema è collegato anche un sensore di equitermia esterno che aiuta a regolare la potenza della caldaia in base alla temperatura esterna.
Altre funzioni utili
LOGGER - per qualsiasi sistema di questo tipo è utile conoscere la sua storia oltre ai dati attuali. Pertanto, tutti i dati misurati vengono memorizzati in un database locale MySQL nel PLC e nel database del software di visualizzazione.
WATCHDOG - il blocco wdg.fbd scrive periodicamente sul file 1. Questa scrittura viene controllata dal sistema Linux che, in caso di crash del programma, lo riavvia e informa le persone interessate con un messaggio SMS.
ARMONOGRAMMI E VISUALIZZAZIONE - Il software di visualizzazione IFTER-EQU viene utilizzato per visualizzare l'intero sistema e impostare gli orari che determinano quando riscaldare a temperatura diurna e quando a temperatura notturna (la stanza non viene utilizzata).
Conclusione
Il sistema di riscaldamento controllato da PLC ha contribuito a ridurre in modo significativo i costi di riscaldamento. Ogni stanza viene riscaldata solo alla temperatura ottimale. Se non viene utilizzato, la temperatura viene automaticamente ridotta, aumentando ulteriormente i risparmi. Il router GSM integrato consente il monitoraggio online a distanza e informa sulle situazioni di emergenza tramite messaggi SMS.
Informazioni per l'ordine
| NOME E CODICE | DESCRIZIONE | |
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IPLOG-G2-05* 5607-0000 |
Unità PLC con modem 2G / 3G, RS485 Modbus RTU per il collegamento di moduli IO e sensori esterni, 2x ingressi digitali di allarme / 5V. * È possibile configurare il PLC con altri ingressi, uscite e interfacce seriali nel configuratore online http://www.metel.eu/iplog-configurator. |
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RE8.1-05-BOX 5000-0507 |
Modulo IO: 8x uscite relè NO 230V, 3x ingressi 230V isolati otticamente, 2x uscite relè NOC 230V, 1x porta RS485 Modbus, 2x ingressi allarme/digitali 5V, temperatura di funzionamento da -40°C a +70°C, protezione da sovratensione integrata 600W |
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IPSEN-TH2-MOD 5-202-283 |
Sensore di temperatura/umidità RS485 Modbus-RTU, temperatura operativa: da -40°C a +80°C, umidità relativa: 0-100% RH, precisione: ± 0,4 °C / 3% RH (25°C), 12VDC |
| APPARECCHIATURE DI ALTRI PRODUTTORI | |
| Termocoppie 24V | Software di visualizzazione IFTER-EQU |
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