Systém vytápění řízený PLC

Rostoucí ceny energií zvyšují tlak na výměnu starých plynových kotlů za nové kondenzační kotle s vyšší účinností. Pro skutečně efektivní provoz je však také nutné zajistit, aby byly jednotlivé místnosti vytápěny na optimální teplotu v závislosti na typu pracoviště a jeho aktuálním využití. Proto v těchto aplikacích doporučujeme používat PLC spolu s měřením teploty ve všech místnostech s radiátory a regulovat radiátory pomocí termoelektrických hlavic. Vizualizační software umožňuje pohodlnou správu celého systému.

	OpenVPN - šifrovaný vzdálený přístup
	LINUX - dlouhodobě stabilní operační systém
	LAN - moderní IP řešení
	COM - sériové rozhraní Modbus
	GSM - vzdálený přístup přes 2G/3G/4G-LTE
	FBD a LD - grafické programovací jazyky
	I & O - široká škála vstupů a výstupů

Popis aplikace

K ověření správné funkce systému a jeho odladění jsme použili vlastní výrobní zařízení. V roce 2017 přestaly spolehlivě fungovat dva zastaralé plynové kotle a radiátory vybavené termohlavicemi s ručním ovládáním. Jako náhradu jsme zvolili kondenzační kotel Vaillant VU INT II 356/5-5. Po uvedení kotle do provozu jsme připravili hardware potřebný pro jeho ovládání:

• V centrálním rozvaděči byl nainstalován PLC IPLOG-G2-05 a tři moduly IO RE8.1-05.
• radiátory byly osazeny tepelnými hlavicemi ovládanými 24 V AC.
• Začali jsme měřit teploty ve všech místnostech pomocí teploměrů IPSEN-TH2-MOD.

‌

Další výzvou byl samotný program. Programovací software METEL IDE se stovkami funkcí definovaných v normě IEC61131-3 navíc umožňuje připravit vlastní bloky optimalizované pro konkrétní úlohu. Hlavním důvodem pro vytváření vlastních funkčních bloků je také zkrácení času stráveného sestavováním složitého programu z velkého množství základních funkcí. Pro vytvoření bloku stačí na začátek programu v jazyce ST vložit klíčové slovo FUNCTION_BLOCK s požadovaným názvem, definovat konstanty, proměnné, vstupy, výstupy a ukončit program klíčovým slovem END FUNCTION_BLOCK. Kliknutím na Build all pak vygenerujete funkční blok pro následné použití v grafickém jazyce FB. V našem projektu jsme tímto postupem vytvořili například funkční blok termostatu se vstupy temp (měřená teplota), temp_required (cílová teplota) a hyst (hystereze). Na základě aktuálních hodnot na vstupech se vypočítá procentuální výkon (kolik se má ohřát).

Výstup bloku obecného termostatu je dále přepočítán z procent pomocí bloku burn_reduce. Pokud nedojde k očekávané odezvě v podobě zvýšení teploty v místnosti, provede blok burn_reduce korekci výpočtu. Výsledkem je dodatečné zapnutí jednoho nebo více radiátorů. Procenta vypočtená blokem burn_reduce jsou blokem burn2bool převedena na počet otopných těles, která mají být vytápěna.

Graf s postupným zapínáním a vypínáním radiátorů

Pokud není požadavek na vytápění alespoň jedním radiátorem, PLC automaticky vypne kotel. K systému je také připojeno venkovní ekvitermní čidlo, které pomáhá regulovat výkon kotle v závislosti na venkovní teplotě.

Další užitečné funkce

LOGGER - u každého takového systému je užitečné znát kromě aktuálních údajů i jeho historii. Proto se všechna naměřená data ukládají do lokální databáze MySQL v PLC a do databáze vizualizačního softwaru.
WATCHDOG - blok wdg.fbd pravidelně zapisuje do souboru 1. Tento zápis kontroluje systém Linux a v případě pádu programu jej restartuje a informuje příslušné osoby zprávou SMS.
HARMONOGRAMY A VIZUALIZACE - vizualizační software IFTER-EQU slouží k vizualizaci celého systému a k nastavení plánů, které určují, kdy se má topit na denní teplotu a kdy na noční teplotu (místnost se nepoužívá).

Závěr

Systém vytápění řízený PLC pomohl výrazně snížit náklady na vytápění. Každá místnost je vytápěna pouze na optimální teplotu. Pokud se nepoužívá, teplota se automaticky sníží, což dále zvyšuje úsporu nákladů. Vestavěný GSM router zajišťuje vzdálený online monitoring a informuje o havarijních situacích prostřednictvím SMS zpráv.

Informace pro objednání

	NÁZEV A KÓD	POPIS
	IPLOG-G2-05* 5607-0000	PLC jednotka s modemem 2G/3G, RS485 Modbus RTU pro připojení externích IO modulů a senzorů, 2x alarmové / 5V digitální vstupy. * PLC s dalšími vstupy, výstupy a sériovými rozhraními můžete nakonfigurovat v online konfigurátoru http://www.metel.eu/iplog-configurator.
	RE8.1-05-BOX 5000-0507	Modul IO: 8x NO 230V reléové výstupy, 3x opticky oddělené 230V vstupy, 2x NOC 230V reléové výstupy, 1x RS485 Modbus port, 2x 5V alarmové/digitální vstupy, provozní teplota -40°C až +70°C, integrovaná přepěťová ochrana 600W.
	IPSEN-TH2-MOD 5-202-283	Snímač teploty/vlhkosti RS485 Modbus-RTU, provozní teplota: -40°C až +80°C, relativní vlhkost: 0-100% RH, přesnost: ± 0,4 °C / 3% RH (25°C) , 12VDC

‌

ZAŘÍZENÍ OD JINÝCH VÝROBCŮ
Termočlánky 24V	Vizualizační software IFTER-EQU

‌