Система автоматизации вентиляции Easy Climatic Control

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Общие сведения о вентиляции

1.2 Характеристика объекта автоматизации

1.3 Автоматизация объекта до модернизации

1.4 Обзор существующих систем автоматизации

1.4.1 Общие вопросы автоматизации систем вентиляции

1.4.2 Система автоматизации вентиляции Easy Climatic Control

1.4.3 Система автоматизации вентиляции Basic ClimaticControl

1.4.4 Интеллектуальная система управления приточно- вытяжными установками IEVENT

1.4.5 САУ на интеллектуальном регуляторе напряжения фирмы "Конвир"

1.4.6 АСУ вентиляции и кондиционирования. Автоматизированная система управления вентиляцией и кондиционированием

1.5 Общие вопросы модернизации автоматизации вентиляционной камеры

1.6 Функциональная схема автоматизации

1.7 Принципиальные электрические схемы

2. Экономическая часть

2.1 Расчет затрат на оборудование и разработку автоматизированной системы

3. Безопасность жизнедеятельности. Организация работ по охране труда на предприятии изготовления швейных изделий

3.1 Обеспечение экологической безопасности

3.2 Защита персонала от вредных, опасных, аварийных факторов

3.3 Пожарная безопасность

3.4 Электробезопасность при обслуживании системы автоматики

Список литературы



Введение

автоматизация вентиляция схема

Автоматизация является одним из важнейших факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Непрерывным условием ускорения темпов роста автоматизации является развития технических средств автоматизации. К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему управления и предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления.

Развития технологических средств автоматизации является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизируемых производств потребителей, с одной стороны и экономические возможности предприятий - изготовителей с другой. Первичным стимулом развития является повышение эффективности работы производств - потребителей, за счет внедрения новой техники могут быть целесообразными только при условии быстрой окупаемости затрат. Поэтому критерием всех решений по разработкам и внедрению новых средств, должен быть суммарный экономический эффект, с учетом всех затрат на разработку, производство и внедрение. Соответственно к разработке, изготовлению следует принимать, прежде всего, те варианты технических средств, которые обеспечиваю максимум суммарного эффекта.

При строгом выполнении такого принципа разработки и внедрения новых средств, процесс их развития является строго оптимальным и как следствие этого, объективных. Однако достаточно строгое обоснование оптимальности средств на стадии их разработки и внедрения практически невозможно из-за сложности и ограниченной точности оценок суммарного ожидаемого эффекта. Поэтому единственным объективным критерием оптимальности средств может быть только широкий их практической эксплуатации, который позволяет отобразить неудачные решения и развития и развить те принципы, схем и

конструкции, которые в целом соответствуют требованиям максимальной экономичности.

Наличие такого критерия позволяет рассматривать развитие технических средств автоматизации как в целом объективный процесс. Соответственно постоянно обновляющиеся составы технических средств автоматизации и их технические характеристики могут расцениваться как приближающиеся в среднем к оптимальным на данной ступени развития материального производства.

Использование автоматизированных линий и машин, автоматических манипуляторов с программным управлением позволит исключить ручной малоквалифицированный труд, особенно в тяжелых и вредных условиях для человека.

Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из главных особенностей промышленности на данном этапе.

Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности и безвредности работ.

На современном этапе развития народного хозяйства страны одной из основных задач является повышение эффективности общественного производства на основе научно-технического процесса и более полное использования всех резервов. Эта задача неразрывно связана с проблемой оптимизации проектных решений, цель которых заключается в создании необходимых предпосылок для повышения эффективности капиталовложений, сокращения сроков их окупаемости и обеспечения наибольшего прироста продукции на каждый затраченный рубль. Повышение производительности труда, выпуск качественной продукции, улучшение условий труда и отдыха трудящихся обеспечивают системы вентиляции и кондиционирования воздуха, которые создают необходимый микроклимат и качество воздушной среды в помещениях.

Широкое применение кондиционирования воздуха в производственных и жилых зданиях обусловлено следующими объективными причинами. Развитием новых производств электронной, электротехнической, машиностроительной, химической, текстильной, и других отраслей промышленности, остро нуждающихся в поддержании определенных и постоянных параметров состояния воздуха; возрастающими требованиями к условию труда и повышению производительности в горячих и мокрых цехах, угольных шахтах, рудниках и пр. Оснащением предприятий промышленности связи, научно-исследовательских и конструкторских организаций дорогостоящими приборами и счетно-решающими машинами, точная и безотказная работа которых возможна только при определенных температуре и относительной влажности воздуха; увеличивающимся строительством закрытых помещений для длительного пребывания больших количеств людей (театры, кинотеатры, концертные залы, стадионы, рестораны, вокзалы и т.д.).

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (строительными нормами и правилами). Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.

Кондиционирование воздуха - это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения) воздуха на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса и обеспечения сохранности ценностей культуры.

1. Технологическая часть

1.1 Общие сведения о вентиляции

Вентиляция - совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).

Система вентиляции - это комплекс архитектурных, конструктивных и специальных инженерных решений, который при правильной эксплуатации обеспечивает необходимый воздухообмен в помещении.

Вентиляционная система -- это инженерная конструкция, которая имеет определённое функциональное назначение (приток, вытяжка, местный отсос и т. п.) и является элементом системы вентиляции.

Системы вентиляции создают условия для обеспечения технологического процесса или поддержания в помещении заданных климатических условий для высокопродуктивной работы человека. В первом случае система вентиляции будет называться технологической, а во втором - комфортной.

Технологическая вентиляция обеспечивает в помещении заданный состав воздуха, его температуру, влажность, подвижность в соответствии с требованиями технологического процесса. Особенно высоки эти требования в цехах таких производств, как радиотехническая, электровакуумная, текстильная, химико-фармацевтическая промышленность, хранилища сельскохозяйственной продукции, архивы, помещения, в которых хранятся исторические ценности (музеи, галереи, памятники старины), и др.

К вентиляционным технологическим системам относятся такие, которые обеспечивают пневмотранспорт сыпучих и легковесных материалов (мука, цемент, зерно и т. п.) или удаляют производственную пыль, выделяющуюся от пылящего оборудования (места пересыпки сыпучих материалов, выбивки в литейных цехах, конвейеры сыпучих материалов и т. п.). Эти системы называются аспирационными системами.

Комфортная вентиляция должна обеспечить благоприятные санитарно-гигиенические условия для работающих в этих помещениях людей.

Санитарные условия, или микроклимат, помещения характеризуются температурой внутреннего воздуха, температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций, относительной влажностью воздуха соответствует установленным нормам. Сочетание указанных параметров, обеспечивающее наилучшее самочувствие и наивысшую работоспособность человека, называют комфортными условиями.

Требуемые метеорологические условия в помещениях должны быть обеспечены в рабочей зоне помещения или на рабочих местах. За рабочую зону принимают пространство высотой 2 м. от уровня пола или площадки, на которой находится рабочее место.

Для нормального самочувствия человека необходимо, чтобы был обеспечен постоянный отвод выделяемого им тепла.

Теплоотдачу человека в окружающую среду в большой степени зависит о температуры окружающего воздуха, относительной влажности, т. е. от метеорологических условий, создаваемых системами комфортной вентиляции.

По способу создания давления для перемещения воздуха системы вентиляции разделяют на системы с естественным и искусственным механическим побуждением.

Естественная вентиляция

В одном кубическом метре воздуха может находиться различное по массе количество воздуха. Это зависит от его температуры. Чем выше температура воздуха, тем он легче и тем меньше его будет в единице объёма, в данном случае в кубическом метре.

В большинстве промышленных цехов воздух имеет более высокую плотность, чем наружный воздух, а значит, меньшую плотность. Разность плотностей внутреннего и наружного воздуха создаёт движение его в помещении (воздухообмен).

Воздухообмен, происходящий под влиянием разности температур, а, следовательно, и разности плотностей внутреннего и наружного воздуха, называется естественной вентиляцией.

Обязательное условие естественной вентиляции - наличие гравитационного давления.

Также перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

- вследствие разности давлений "воздушного столба" между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем -- вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;

- в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию, то есть перемещение воздуха вследствие разности температур, применяют в цехах со значительными тепловыделениями, в случае, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне.

Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах -- не превышать 1 м./с.

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, -- пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной -- выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

Классификация систем механической вентиляции

Механическая вентиляция.

Естественная вентиляция, зависящая от температуры наружного воздуха и скорости ветра, не всегда может обеспечить нужный воздухообмен. Поэтому там, где необходимо удалить из помещения строго определенное количество воздуха и заменить его таким же по объёму количеством, широко используют механическую вентиляцию.

При механической вентиляции в цех или непосредственно к рабочему месту подают необходимое количество воздуха заранее заданной температуры и влажности, чтобы обеспечить условия для нормального технологического процесса или выполнить требования, предъявляемые санитарными нормами.

Вытяжные системы механической вентиляции удаляют запыленный или загрязнённый газами воздух на любое расстояние от рабочего места или цеха, а также очищают воздух от пыли перед выбрасыванием его в атмосферу. Приточные и вытяжные системы могут быть включены и выключены в любое время, их работу контролирует обслуживающий персонал. В силу этих преимуществ механическая вентиляция находит более широкое применение, чем естественная.

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими.

Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением. Часто используют смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется тип вентиляции, который является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также технически и экономически более рациональным.

Классификация вентиляционных систем по назначению.

Вентиляционные системы можно по назначению разделить на приточные и вытяжные.

Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен загрязнённого. При этом в необходимых случаях приточный воздух может подвергаться обработке, например, очистке, нагреванию и увлажнению. Система приточной вентиляции состоит из воздухоприёмного устройства, приточной камеры, сети воздуховодов и устройств подачи воздуха в помещение

Приточная система вентиляции.

Рис. 1.1.1.

Устройство забора.

Устройство очистки.

Система воздуховодов.

Вентилятор.

Устройство подачи на рабочее место.

К устройствам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные завесы и воздушное отопление.

Воздушный душ - устройство в системе местной приточной вентиляции, обеспечивающее подачу сосредоточенного потока воздуха. Подаваемый воздух создаёт в зоне непосредственного воздействия этого потока на человека условия воздушной среды, соответствующие гигиеническим требованиям.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для того, чтобы холодный воздух в зимнее время не проникал через открытые двери в общественные здания через открытые двери в общественные здания и через ворота в производственные помещения промышленных сооружений. Воздушная завеса - это плоская струя воздуха, которая подаётся с боков ворот или дверей под некоторым углом навстречу наружному холодному воздуху. Для воздушно-тепловой завесы подаваемый вентилятором воздух дополнительно подогревается.

В системах воздушного отопления воздух нагревается в калориферах до определённой температуры, а затем подаётся в помещение. В калориферах воздух нагревается горячей или перегретой водой, паром или горячими газами.

Вытяжная вентиляция служит для удаления из помещения загрязненного или нагретого отработанного воздуха.

К вытяжным вентиляционным системам промышленной вентиляции относят системы аспирации или пневматического транспортирования сыпучих материалов, а также отходов производства - пыли, стружек, опилок и пр. Эти материалы перемещают по трубам и каналам потоком воздуха.

Система вытяжной вентиляции.

Рис. 1.1.2.

Устройство для удаления воздуха.

Вентилятор.

Система воздуховодов.

Пыле- и газоулавливающие устройства.

Фильтры.

Устройство для выброса воздуха.

В системах аспирации применяют специальные вентиляторы, очистные устройства, пылеприёмники и другое оборудование.

Системы аспирации широко применяют на деревообрабатывающих предприятиях для удаления стружек и опилок от станков, на элеваторах для погрузки зерна в транспортные средства, на цементных заводах при погрузке цемента, в литейных цехах для транспортирования песка и горелой земли.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений.

В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

Классификация вентиляционных систем по зоне обслуживания.

Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

1.2 Характеристика объекта автоматизации

Требования к приточной системе вентиляции в цехе.

Вентиляционная система швейного цеха ООО "Орбита" оборудована вентиляционной камерой типа ПК 150.

Поддерживать в производственных или в жилых помещениях нужный состав воздуха, а также обеспечивать условия, необходимые для некоторых технологических процессов, должна система вентиляции или кондиционирования воздуха.

Санитарные нормы, установленные для промышленных предприятий, требуют устройства вентиляции во всех производственных помещениях независимо от степени загрязнения воздуха. Кроме того, организация технологического процесса должна обеспечивать наименьшее загрязнение воздуха.

Машины и агрегаты, которые выделяют в помещение большое количество конвективного и лучистого тепла, покрывают теплоизоляцией, а рабочие места защищают от сильного перегрева специальными устройствами-экранами. Все эти мероприятия совместно с вентиляцией улучшают санитарно-гигиенические условия воздушной среды в производственных помещениях.

В СН 245-01 указаны рекомендуемые температура, относительная влажность и скорость движения воздуха для различных цехов и производств, которые необходимо поддерживать, прежде всего, средствами промышленной вентиляции. Так, зимой в зависимости от характера работы и назначения производственных помещений в них необходимо поддерживать температуру от 14 до 27 градусов С. летом в горячих цехах допустима температура воздуха на 3-5 градусов С выше наружной. Однако температура воздуха в помещении не должна быть выше 28 градусов С. Если же температуру нельзя снизить, необходимо создавать вокруг рабочего воздушный поток, движущийся со скоростью 0.2-0.8 м/с.

Санитарные нормы требуют обязательной очистки загрязненного вредностями промышленного производства воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Приточная камера ПК150.

Вентиляционный агрегат; 2. Соединительная секция; 3. Оросительная секция; 4. Калориферная секция; 5. Приемная секция. 6. Утепленный клапан.

Рис. 1.2.1. Приточная камера ПК15

Типовые приточные вентиляционные камеры ПК-150 состоят из отдельных секций: вентиляторной, соединительной, калориферной и приемной. Секции камер доставляют на объект в собранном виде или отдельными узлами и панелями.

Приточную вентиляционную камеру часто располагают в подвале или в специальном помещении, расположенном рядом с вентилируемыми помещениями. Ее выполняют из несгораемых материалов и снабжают вытяжной вентиляцией.

Количество приточных вентиляционных камер равно числу гальваноавтоматов, что с помощью системы блокировки обеспечивает соответствие объемов притока и вытяжки при любом числе включенных в работу гальванических автоматов.

Монтаж приточной вентиляционной камеры ведут в такой последовательности. На фундамент помещают приемную секцию, которую монтируют с учетом примыкания камеры к стенке воздухозаборного узла. До монтажа утепленной заслонки или рамы с утепленными заслонками необходимо установить, отрегулировать в зависимости от толщины стены и приварить переходной патрубок. В приточных вентиляционных камерах, обслуживающих машинные залы центробежных нагнетателей или машинные залы поршневых компрессоров газомотокомпрессорных станций, должны быть два агрегата приточной вентиляции ( рабочий и резервный), каждый из которых рассчитан на подачу полного расчетного объема притока воздуха. В приточных вентиляционных камерах могут происходить также процессы сухого охлаждения воздуха, при этом в качестве поверхностного воздухоохладителя используется калориферная секция.В приточных вентиляционных камерах устройство створных оконных переплетов запрещается. Рекомендуется, как правило, заполнять оконные проемы стеклоблоками. Допускается, в отдельных случаях, устройство глухих остекленных переплетов.В приточных вентиляционных камерах могут происходить также процессы сухого охлаждения воздуха, при этом в качестве поверхностного воздухоохладителя используется калориферная секция.

1.3 Автоматизация объекта до модернизации

Автоматизация приточной системы вентиляции цеха обеспечивала:

- пуск и останов системы из двух мест: с силового шкафа (ЩУ) из венткамеры и с поста ПДУВ из коридора.

- защиту калорифера установки от замораживания при работающей и неработающей системе и автоматический 3-х минутный прогрев калорифера перед включением вентилятора.

- световую сигнализацию на щите «ЩИ» об угрозе замерзания калорифера.

- установка имеет необходимое количество приборов местного контроля температуры.

- предусматривает автоматическое подключение схемы регулирования при включении вентилятора.

- предусматривает все необходимые приборы местного контроля, согласно нормам и правилам обеспечивающим надежную эксплуатацию.

Функциональная схема.

Функциональная схема (Лист 1) автоматизации является основным техническим документом, определяющим функциональную структуру и объем автоматизации технологических установок и отдельных агрегатов промышленного объекта. Функциональная схема представляет собой чертеж, на котором схематически условными обозначениями изображены: технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации с указанием связей между технологическим оборудованием элементами автоматики. Вспомогательные устройства, такие как источники питания, автоматы, выключатели и предохранители в цепях питания и другие устройства, и монтажные элементы на функциональных схемах автоматизации не показывают.

Функциональную схему автоматизации технологической установки выполняют, как правило, на одном чертеже, на котором изображают аппаратуру всех систем контроля, регулирования, управления и сигнализации, относящуюся к данной технологической установке.

Технологическое оборудование и коммуникации на функциональных схемах автоматизации изображают, как правило, укрощено и в сокращенном виде, без указания отдельных технологических аппаратов и трубопроводов вспомогательного назначения.

Спецификацию приборов контроля и регулирования на функциональной схеме выбираю исходя из типовых схем автоматизации имеющихся у заказчика. В схеме автоматизации приточной вентиляционной камеры предусматриваю все необходимые контрольные приборы.

Перечень элементов, входящих в функциональную схему приточной вентиляции:

ТЕ - первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленной по месту.

TI - прибор для измерения температуры, показывающий, установленный по месту.

HS - ручное контактное устройство, переключатель для газовых, воздушных линий, установленных на щите.

YQ - аппаратура предназначенная для ручного дистанционного управления, снабженная устройством, установленная на щите.

NS - пусковая аппаратура для управления электродвигателем (например, магнитный пускатель).

Принципиальная электрическая схема.

Схема автоматизации приточной системы предусматривает:

Управление с ящика управления из венткамеры и дистанционного поста ГТДУВ из обслуживаемых помещений. Магнитный пускатель КМ вентилятора устанавливается на стене рядом с ящиком управления. Ручное управление по месту осуществления кнопкой SB1, переключатель SA1 ставится в положение 1. переключатель SA3 подает питание на контактное реле К1, которая своими контактами включит на открытие исполнительный механизм воздушного клапана Y1.

Опробование работы регулирующего клапана на теплоносителе (исполнительный механизм) осуществляется, когда переключатель SA2 стоит в положении 1, кнопками 2SB0; 2SB3.

Режим автоматического управления обеспечивается только при включенном вентиляторе. В этом режиме переключатель SA1, SA2 ставится в положение автоматического режима.

В автоматическом режиме вентилятор включается кнопкой 2SB2, при этом получает питание реле К1, и своими контактами дает питание, исполнительный механизм Y2 откроет клапан, на теплоноситель идет продув калорифера 3 минуты, получит питание реле К2, реле КТ1 обесточится, одновременно открывается воздушный клапан исполнительного механизма Y2. Для фиксации температуры воздуха для калорифера и температуры на обратном теплоносителе установлены терморегуляторы SK10 SK2 (ТУДЭ) при срабатывании которых включаются (отключаются) реле КЗ и К4. С помощью реле КЗ осуществляется периодический прогрев калорифера для защиты его от замораживания при неработающем двигателе, с этой целью регулятор SK1 размыкающий контакт реле КЗ в цепи Y2 замыкаются исполнительные механизмы, и он начинает работать на открытие.

Калорифер прогревается, температура повышается, SK1 включая реле КЗ, его размыкающий контакт включает Y2 на закрытие регулирующего клапана. С помощью реле К4 происходит автоматическое отключение вентилятора и включение сигнала. Угроза замораживания (сигнальная лампа HL1) при срабатывании контакта SK2 теряет питание магнитный пускатель КМ и реле К1, которая размыкает контакт в цепи реле К2, реле теряет питание, замыкает контакт в цепи исполнительного механизма Y1 на закрытие воздушного клапана наружного воздуха. Нормальную работу вентилятора анализируют лампа HL2. Защита схемы управления осуществляется включателями SF1 и SF2.

Щит управления: SF1 - включатель АК63-1МГ43 (380В) SF2 - 4-12 крепление на панели: ТУ-16-522.140 (КМ)К2 - приставка контактная ПКЛ 2204: ТУ 16-526-43 7 КТ1 - пневмоприставка ПВЛ 1104: ТУ-16-526-437 К1,К4 - реле РПЛ 1220 (220В) КТ1 - ТУ16-523.534

SA2 - переключатель ПКУЗ-120-93 схема 0102 рук. рев. ТУ 16-526.047-05

SA1 - переключатель ПКУЗ-112-2уЗ толк. верх. 1з. 1р., толк. ниж. краен. 1з. 1р., ТУ 16-526-216

HL1 - лампа сигнальная АЕР 1211 У1 (220В)

По месту:

Ml - электродвигатель 4А80А2

Y1 - исполнительный механизм МЭО

КМ - пускатель ПМЛ 121002 (220В): Ту 16-526.549-07

2SBO;SB3 - Кнопочный пост управления ПКЕ 212-2

SA3 - включатель пакетный АВ2-10 (220В) 50Гц

SK1 - устройство терморегулирующее электрическое ТУДЭ 1-2

SK2 - устройство терморегулирующее электрическое ТУДЭ 4

Y2 - исполнительный механизм ЕСПА 02

QF - включатель автоматический АЕ 2046

Пост дистанционного управления:

2-SB2 - кнопка управления КЕ 011, 4.1р+в "Пуск" 1-SB2 - кнопка управления КЕ 011, К,2р. "Стоп"

HL - арматура сигнальной лампы АЕ 3232 2.1У2 (220В) "Вентилятор".

1.4 Обзор существующих систем автоматизации

Обязательным условием высокого и стабильного качества продукции любого производства является постоянное и точное соблюдение параметров микроклимата в производственных помещениях. В большинстве случаев выполнить это условие достаточно сложно ввиду наличия либо устаревшего вентиляционного оборудования, либо отсутствия высококвалифицированных специалистов. Одним из основных решений в обеспечении указанных условий является включение в процесс производства автоматической системы управления вентиляцией и кондиционирования, что позволяет с оптимальной производительностью, высокой точностью и стабильностью обеспечивать необходимый для любого технологического процесса микроклимат.

1.4.1 Общие вопросы автоматизации систем вентиляции

В современных требованиях к автоматизированным системам вентиляции (СВ) и кондиционирования воздуха (СКВ) содержится два противоречивых условия: первое - простота и надежность эксплуатации, второе - высокое качество функционирования.

Основным принципом в технической организации автоматического управления СВ и СКВ является функциональное оформление иерархической структуры подлежащих выполнению задач защиты, регулирования и управления.

Всякая промышленная СКВ должна быть снабжена элементами и устройствами автоматического пуска и останова, а также устройствами защиты от аварийных ситуаций. Это первый уровень автоматизации СКВ.

Второй уровень автоматизации СКВ - уровень стабилизации режимов работы оборудования.

Решение задач третьего уровня управления связано с обработкой информации и формированием управляющих воздействий путем решения дискретных логических функций или проведения ряда определенных вычислений.

Трехуровневая структура технической реализации управления и регулирования работой СКВ позволяет осуществить организацию эксплуатации систем в зависимости от специфики предприятия и его служб эксплуатации. Регулирование систем кондиционирования воздуха основано на анализе стационарных и нестационарных тепловых процессов. Дальнейшая задача состоит в автоматизации принятой технологической схемы управления СКВ, которая автоматически обеспечит заданный режим работы и регулирования отдельных элементов и системы в целом оптимальном режиме.

Реальное или совокупное поддержание заданных режимов работы СКВ проводятся приборами и устройствами автоматики, образующими как простые локальные контуры регулирования, так и сложные многоконтурные системы автоматического регулирования (САР). Качество работы СКВ определяется главным образом соответствием создаваемых параметров микроклимата в помещениях здания или сооружения их требуемым значениям и зависит от правильности выбора как технологической схемы и ее оборудования, так и элементов системы автоматического управления этой схемы.

Современные административно-производственные здания отличаются большим разнообразием помещений по видам вредных выделений и требованиям к внутреннему микроклимату. Переменный в течение суток или других временных промежутков режим работы здания определяет неравномерную нагрузку на систему вентиляции и кондиционирования воздуха (СВКВ). В часы повышенных нагрузок хорошо спроектированная СВКВ должна обеспечивать необходимый воздухообмен, при пониженных нагрузках -- переводится в энергосберегающие режимы.

Функции автоматической системы управления СВКВ следующие:

регулирование температуры и влажности воздуха, поступающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;

- поддержание параметров воздуха в пределах санитарных норм и специальных требований в помещениях благодаря управлению кондиционерами-доводчиками;

- перевод систем приточной и вытяжной вентиляции в энергосберегающие режимы работы в часы пониженных нагрузок, в частности, автоматическое закрытие задвижек на воздуховодах, обслуживающих помещение при его переходе в нерабочее состояние и соответствующее снижение мощности вентиляционных установок приточной и вытяжной вентиляции, а также отработка заданных алгоритмов включения и выключения местных вентиля- ционно-кондиционирующих установок;

перевод систем в аварийные режимы функционирования в предопределенных ситуациях, в частности, выключение агрегатов общеобменной приточной и вытяжной вентиляции и запуск аварийной вентиляции для удаления дыма при пожаре (осуществляется при срабатывании пожарной сигнализации);

- индикация технологических параметров отдельных узлов СВКВ на локальных пультах управления с возможностью настройки этих узлов и связь с уровнем диспетчерского управления;

- извещение оператора при отказе отдельных устройств и агрегатов (например, на двигатель вентилятора подан сигнал включения, но двигатель не работает), а также при возникновении пред-аварийных ситуаций (например, на фильтре слишком велик перепад давлений, что свидетельствует о его засорении);

- извещение оператора в случае, если какие-либо узлы СВКВ находятся в рабочем состоянии, хотя по регламенту им надлежит быть выключенными.

1.4.2 Система автоматизации вентиляции Easy Climatic

Control.

Данная система автоматизации вентиляции предназначена для решения простейших задач по управлению работой приточной или приточно- вытяжной вентиляционной установкой, в состав которой входит водяной воздухонагреватель.

Конструктивно система автоматизации состоит из щита управления, датчиков системы и исполнительных механизмов.

В состав щита управления включен электронный регулятор температуры. Регулятор обеспечивает управление исполнительным механизмом клапана воздухонагревателя для поддержания заданной температуры приточного воздуха. Щит управления содержит необходимые устройства защиты и коммутации нагрузки.

Конструкция системы автоматизации вентиляции Easy Climatic Control Корпус: пластиковый, навесное исполнение. Габаритные размеры щита (ВхШхГ) 610x340x160 мм. Исполнение: IP40 (IP65*).

Органы управления и индикации расположены на лицевой панели.



Для оптимизации работы и удобства эксплуатации вентиляционных систем на объекте возможно внедрение системы диспетчеризации. Диспетчеризация вентиляции является надстройкой над работой стандартных систем автоматического управления.

Рис. 1.4.2.1. Схема системы диспетчеризации.

Система диспетчеризации вентиляции имеет ряд преимуществ:

обеспечение бесперебойной работы оборудования за счет своевременного реагирования обслуживающего персонала на требующие вмешательства ситуации (защита калорифера от замерзания, необходимость замены фильтров и т.д.);

снижение расходов на теплоносители за счет оптимального регулирования работы оборудования (фанкойлов, чиллера, приточных установок и т.д.);

возможность коммерческого и технологического учета энергоресурсов;

ведение автоматизированного учета эксплуатационных ресурсов инженерного оборудования с целью проведения своевременного технического обслуживания;

документирование протекания технологических процессов, работы инженерных систем и действий обслуживающего персонала.

Для подключения к существующим системам диспетчеризации обеспечивается совместимость со всеми протоколами, являющимися «де факто» стандартами в области вентиляции, отопления и кондиционирования, систем управления зданием: Lon Works®, Modbus®, В ACnet™,TCP/IP, SNMP, TREND e METASyS®.

Помимо обычных средств коммутации, системы диспетчеризации могут поддерживать удаленный обмен информацией с помощью GSM-модема (посредством SMS-сообщений).

1.4.3 Система автоматизации вентиляции Basic Climatic Control.

Данная система автоматизации вентиляции предназначена для решения практически любых задач по управлению работой вентиляционного оборудования с поддержанием температуры приточного или внутреннего воздуха.

Широкий модельный ряд данной системы автоматизации позволяет оптимально реализовать автоматизацию вентиляционного оборудования. Конструктивно система автоматизации состоит из щита управления, датчиков системы и исполнительных механизмов.

В состав щита управления включен электронный программируемый контроллер. Контроллер оснащен жидкокристаллическим дисплеем и клавиатурой управления. Рабочая программа контроллера учитывает индивидуальные особенности вентиляционного оборудования. Щит управления содержит все необходимые устройства защиты и коммутации нагрузки.

Конструкция корпуса:

пластиковый (для вентиляторов с электродвигателями не более 7,5кВт и общим суммарным током, нагрузки не более 63А):

навесное исполнение;

исполнение: IP 40 (IP65*);

габаритные размеры 36 мод. (В х Ш х Г): 610 х 340 х 160 мм; габаритные размеры 54 мод. (В х Ш х Г): 610 х 448 х 160 мм.

металлический:

навесное исполнение;

исполнение: IP65.

Для создания собственных сетей диспетчеризации применяется программа Plant Visor.

PlantVisor Enhanced - это программа контроля и дистанционного управления работой холодильных установок и систем кондиционирования при помощи измерительных приборов CAREL.

Имеется локальная версия PlantVisor Enhanced Local (с конвертером Рс- GATE) для компьютеров, соединенных с измерительными приборами, и дистанционная версия Remote для централизованного управления тревогами. PlantVisor, благодаря встроенному веб-серверу, может применяться на нескольких компьютерах, подключенных к сети TCP/IP. Это позволяет нескольким пользователям одновременно использовать информацию.

Защита доступа к данным обеспечивается паролями нескольких уровней. PlantVisor позволяет подключить до 200 измерительных приборов CAREL к последовательной сети RS485.

Основные функции PlantVisor:

- централизованное управление с персонального компьютера контрольными параметрами витрин, холодильных камер, компрессорных установок, холодильников, кондиционеров и увлажнителей воздуха, индикация и модификация этих параметров;

- планирование мер, предпринимаемых в случае возникновения сигналов тревоги, в соответствии с заданными временными диапазонами;

- регистрация значений температуры, влажности и давления, а также сигналов тревоги в соответствии с директивами ЕС для последующего вывода на экран или на печать;

- принятие программ модернизации с помощью новых модулей сбора данных.

Система диспетчеризации инженерных объектов бывает двух типов: Локальная и удаленная.

PlantVisor Enhanced Local осуществляет локальную диспетчеризацию вентиляции и позволяет передавать технологические данные как от одной, так и от нескольких инженерных систем на компьютер оператора (пункт диспетчеризации). В данном случае мы имеем замкнутую систему, т.е. оборудование и пульт управления размещены на одном объекте или в одном здании. PlantVisor Enhanced Local управляет традиционными и GSM модемами для отправки факсов, SMS-сообщений, а также для дистанционного доступа через PlantVisor Remote или Microsoft® Internet Explorer.

PlantVisor Enhanced Remote осуществляет удаленную диспетчеризацию вентиляции. Она позволяет передавать параметры от одной или нескольких автоматизированных систем с территориально удаленных объектов на центральную станцию диспетчеризации с помощью различных каналов передачи данных.

PlantVisor Enhanced Remote позволяет связаться со следующими программами и оборудованием: PlantVisor Enhanced Local, PlantWatch, контроллерами pCO sistema с модемными платами, шлюзами. Она также может загружать данные из PlantWatch и взаимодействовать с подключенными к ней измерительными приборами.

При подключении к системе диспетчеризации щиты ВСС:

- могут быть легко интегрированы в системы управления, состоящие из устройств, изготовленных другими производителями, и обмениваться с ними информацией;

- могут управляться посредством модема или Интернета при помощи обычного браузера;

- могут информировать уполномоченных лиц о событиях в системе управления посредством SMS-сообщений.

С каждым щитом поставляется монтажная схема, содержащая:

- схемы подключения навесных элементов автоматики;

- все необходимые для подключения кабели;

- номера клемм, отвечающие за управление конкретным элементом;

- принципиальную схему щита.

1.4.4 Интеллектуальная система управления приточно- вытяжными установками IEVENT

IEVENT - представляет собой программно-аппаратный комплекс для управления любыми приточно-вытяжными установками, в т.ч. и противопожарными (дымоудаление, подпор), производительностью до 150000 /час для общественных и производственных зданий, а также технологических процессов.

Основной функцией IEVENT является локальное полностью автоматическое (без участия обслуживающего персонала) управление работой приточно-вытяжной установкой.

Рис. 1.4.4.1. Технологическая схема системы приточно-вытяжной

вентиляции.

Приточно-вытяжная установка может содержать следующие секции и системы:

- забора и выброса воздуха;

- фильтрации;

- рекуперации, система управления поддерживает следующие виды рекуперации: воздух-воздух, с промежуточным теплоносителем, тепловые трубки, ротационный, а также рециркуляция;

- калорифер с системой защиты от замерзания;

- электрокалорифер с плавным регулированием мощности;

- охладитель;

- контроль влажности (осушение/увлажнение);

- приточный и вытяжной вентиляторы;

Основные особенности системы:

- применение оптимальных и протестированных в различных климатических условиях алгоритмов управления установками;

- адаптивное PI и PID регулирование;

- управление и контроль состояния всех элементов установки;

- автоматизация сервисного обслуживания;

- защита от несанкционированного доступа;

- полная визуализация работы установки, меню на русском языке;

- полная готовность для коммуникации с диспетчерскими пунктами и/или другими системами автоматизации;

1.4.5 САУ на интеллектуальном регуляторе напряжения фирмы "Конвир"

Система вентиляции построена по приточно-вытяжной схеме, и включает в себя два нерегулируемых вентилятора с приводом от трехфазных асинхронных двигателей мощностью 5 кВт. Рабочее напряжение двигателей - 380В. Вентиляторы укомплектованы регулируемыми воздушными заслонками, управляющимися от однофазной цепи в 220В. Для удешевления проекта вентиляторы работают при постоянной частоте 50 Гц. Для обогрева помещения в холодное время года использован водяной калорифер, подключенный к приточному вентилятору. Калорифер оснащен электромагнитным клапаном регулирования потока теплоносителя.

Разработанная система автоматики показана на рисунке 1.4.5.1. Она состоит из:

- вытяжного вентилятора (1);

- приточного вентилятора (2);

- автоматических воздушных заслонок (3);

- трехфазного ввода управления двигателем вентилятора (4);

- водяного калорифера (5);

- электромагнитного клапана (6);

- интеллектуального регулятора напряжения (ИРН) фирмы «Конвир» (7);

- датчиков температуры (8);

- датчика влажности (9);



Рис. 1.4.5.1. Схема автоматики вентиляции цеха.

ИРН обеспечивает «мягкий» пуск и выключение вентиляторов, управляет однофазными воздушными заслонками. Датчики и электромагнитный регулятор теплоносителя подключены к ИРН через стандартный блок аналогового ввода-вывода. Стандартный пульт имеет светодиодную индикацию, кнопки управления и потенциометр задания температуры помещения. Пульт подключен с помощью стандартных блоков дискретного и аналогового вводов-выводов. Вся система запитана от стандартной трехфазной сети 380В от одного «автомата».

Программа управления системой записана, непосредственно, в ИРН и в дополнительном контроллере не нуждается. ИРН выпускается в защищенном корпусе и не требует отдельного шкафа для монтажа. Все вводы-выводы в ИРН производятся через гермовводы и «автоматические» клеммники.

Полученная система управления получилась многофункциональная и недорогая. При необходимости дополнительной индикации и «улучшения» ввода параметров к ИРН может быть подключена стандартная ЖК панель управления через интерфейс CANopen или любой другой.

Особо хочется подчеркнуть применение для данного случая энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий. Вентиляторы работают в прерывистом режиме для экономии электроэнергии. Есть режимы «консервация помещения» и «экономия воды». Применение ИРН для управления вентиляторами позволило избежать пусковых бросков тока. Полученная система автоматики позволяет экономить до 25% воды и до 50% электричества по сравнению с традиционными.

1.4.6 АСУ вентиляции и кондиционирования. Автоматизированная система управления вентиляцией и кондиционированием

Предлагаемая автоматизированная система управления вентиляцией и кондиционированием (далее по тексту - система) предназначена для поддержания заданной температуры и влажности в обслуживаемом помещении в автоматическом режиме. Кроме этого в состав системы могут входить датчики - газоанализаторы (например, анализатор содержания СО, что позволяет контролировать и поддерживать концентрацию газа на заданном уровне.

Принципы построения системы.

Структурная схема системы представлена на рисунке 1.4.6.1. Система может иметь в своём составе несколько независимых магистралей, обеспечивающих контроль и поддержание заданных параметров в разных обслуживаемых помещениях.

Система построена по трёхуровневой иерархической схеме. На верхнем уровне помещён управляющий компьютер он же выполняет функции сервера АСУ, на который сведены: пульт оператора системы вентиляции и пульты других пользователей (отделы главного технолога, главного энергетика, главного механика и т. д.). Под управлением пульта оператора работают удалённые системы сбора и обработки данных, которые в свою очередь принимают и обрабатывают информацию с датчиков и выдают управляющие сигналы на агрегаты и механизмы.



Рис. 1.4.6.1. Структурная схема АСУ вентиляции и кондиционирования.

Система выполняет все функции контроля и управления процессом поддержания необходимого микроклимата в автоматическом режиме.

В системе заложена возможность наращивания аппаратных и программных средств.

Верхний уровень системы - управляющий IBM-совместимый компьютер, который отвечает за характеристики процесса поддержания микроклимата в целом и подготовку необходимых данных для пульта оператора. Заложенные в главный компьютер функции сервера АСУ позволяют формировать архив фактических параметров процесса вентиляции, а также архив по учёту расходных материалов. Формирование архива ведётся по техническому заданию заказчика. Наличие указанного архива позволяет в более короткие сроки и с большей экономией расходных материалов выводить оборудование на рабочий режим при изменениях в технологическом процессе. В качестве сервера АСУ главный компьютер может быть встроен в локальную сеть предприятия, что позволяет осуществить взаимодействие между уровнями производства и управления, такими как система планирования ресурсов предприятия, система управления материальными потоками, система управления основными производственными фондами.

Средний уровень - пульт управления оператора и пульты других пользователей, которые позволяют полностью контролировать и управлять всеми процессами в режиме автоматической работы, при необходимости вносить корректировки или управлять этими процессами в ручном режиме, а так же формировать отчеты по прохождению расходных материалов. Формирование отчётов ведётся по формам, утверждённым заказчиком.

Пульты оператора и пользователей выполнены на IBM-совместимых компьютерах с операционной системой Windows 98 и инструментальной системой «Good Help», на основе которой строится графическая визуализация системы управления, позволяющая выполнять все указанные функции системы.

Пульт оператора управляет работой системы вентиляции и кондиционирования и позволяет в режиме реального времени:

- контролировать и поддерживать заданные температуру, влажность и содержание С02 в обслуживаемых помещениях;

- индицировать в цифровом и графическом виде температуру, влажность, и содержание С02 в обслуживаемых помещениях;

- индицировать в цифровом и графическом виде температуру и влажность наружного воздуха;

- индицировать состояния задвижек, вентиляторов, клапанов, насосов и прочего оборудования;

- формировать и архивировать аварийные сообщения оператору в случае отклонения текущих параметров процесса от заданных, в случае выхода из строя или сбоев оборудования;

- проводить диагностику и тестирование оборудования и программного обеспечения с архивацией результатов тестирования;

- вести и архивировать журналы по учёту оборудования, учёту ремонтов и профилактик оборудования;

- вести учёт времени работы оборудования;

- вести и архивировать журналы по учёту расходных материалов;

- формировать и архивировать отчеты по прохождению расходных материалов. При формировании отчёта фиксируются: дата, время, № смены, сорт (наименование), параметры, количество, номера сопроводительных документов (накладная, аналитический лист и т.д.), ФИО ответственного лица.

Пульты других пользователей позволяют в режиме реального времени:

- контролировать параметры микроклимата в обслуживаемых помещениях;

- контролировать состояние оборудования и механизмов;

просматривать архив данных процесса вентиляции и архив аварий;

- просматривать журналы по учёту оборудования, учёту ремонтов и профилактик оборудования;

- просматривать журналы по учёту расходных материалов;

- просматривать отчёты по прохождению расходных материалов;

Человеко-машинные интерфейсы выполнены максимально удобными для оператора, что позволяет оператору иметь минимальный опыт работы с компьютером.

Рис. 1.4.6.2. Экран монитора пульта управления.

Вид экрана монитора пульта управления оператора системы вентиляции и кондиционирования показан на рисунке 1.4.6.2.

Нижний уровень - система удалённого сбора и обработки данных. Система построена на основе PC - совместимого промышленного контроллера (ПК) серии ROBO-3140 и комплекта модулей серии1-7000 фирмы ICP CON (модули дискретного и аналогового ввода/вывода). Модули предназначены для сбора и обработки информации с датчиков уровня, расходомеров, датчиков температуры и давления, и для формирования и передачи управляющих команд на исполнительные механизмы: насосы, запорные клапаны, мешалки. Связь между пультом управления и контроллерами, а также между контроллерами и модулями осуществляется с использованием интерфейса RS-485.

Программное обеспечение.

Программное обеспечение верхнего уровня построено на базе программного пакета «Factory Suite А2» фирмы «Wonderware».

Программное обеспечение имеет возможность интеграции режима мониторинга технологического процесса в локальную сеть предприятия.

Особенности системы.