TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Transkript

1 Regulátor řady MST 600 v aplikaci pro vzduchotechniku TECHNICKÁ DOKUMENTACE 0

2 OBSAH 1. Úvod 2 2. Základní technické údaje 2 3. Hardwarová koncepce 3 4. Standardní funkce periférií 3 5. Doporučené příslušenství 5 6. Softwarová koncepce 6 7. Regulační funkce Směšovací komora Rekuperátor (ZZT) Vodní ohřívač Elektrický ohřívač Plynový ohřívač Parní ohřívač Vodní chlazení Přímý výparník 9 8. Algoritmy regulace Volba provozních stavů Poruchové stavy technologie Požadavky na kvalifikaci obsluhy Návod na likvidaci zařízení Související dokumentace 12 1

3 1. Úvod Tento manuál obsahuje veškeré informace o regulátoru MST 600 v aplikacích pro řízení provozu vzduchotechniky, a dále je zde uveden popis všech regulačních funkcí a algoritmů regulátoru při řízení vzduchotechniky. 2. Základní technické údaje Regulátor MST 600 je (viz Obr.1) programovatelný automat, který je svými hardwarovými možnostmi určen především pro řízení vzduchotechnických sestav. Obr.1 Mechanické rozměry Typ zařízení Napájení Příkon bez připojených servopohonů Příkon maximální 25 VA Třída ochrany 106x90x59mm (6 modulů) programovatelný regulátor 24 VAC, 50Hz 4 VA ČSN : II Krytí ČSN EN : IP 20 Přípustná teplota okolí provoz +5 C až +40 C skladování -25 C až +70 C Jištění tavná pojistka 1,25A Ochrana před nebezpečným dotykovým napětím živých částí ČSN Ochrana před nebezpečným dotykovým napětím neživých částí ČSN Zařízení je konstruováno a provozováno podle ČSN EN

4 3. Hardwarová koncepce Hardwarová koncepce regulátoru pně - viz Obr.2 plně vyhovuje aplikacím pro autonomní řízení provozu vzduchotechniky Vstupní obvody : 5 binárních galvanicky oddělený vstupů (svorkovnice A) 3 vstupy pro snímače teploty (svorkovnice B) Obr. 2 Výstupní obvody : 1 kontaktní výstup 6 bezkontaktních výstupů (svorkovnice C) 3 DA výstupy 0-10V (svorkovnice D) 4. Standardní funkce periférií V aplikaci pro řízení provozu vzduchotechnických zařízení jsou jednotlivým vstupům a výstupům regulátoru přiřazeny standardní funkce, které zabezpečují spolehlivý chod řízené technologie, včetně vyhodnocení poruchových stavů. Standardní přiřazení funkcí binárních vstupů je uvedeno v Tabulce 1 Svorky Teplovodní ohřev Elektrický ohřev Plynový ohřev Parní ohřev A1 Monitorování chodu Monitorování chodu Monitorování chodu Monitorování chodu ventilátorů ventilátorů ventilátorů ventilátorů A2 Protimrazová ochrana Tepelná ochrana proti Tepelná ochrana proti Protimrazová ochrana ohřívače přehřátí ohřívače přehřátí ohřívače ohřívače Monitorování tlakové Monitorování tlakové Monitorování tlakové Monitorování tlakové A4 diference rekuperátoru diference rekuperátoru diference rekuperátoru diference rekuperátoru a chladící jednotky a chladící jednotky a chladící jednotky a chladící jednotky A5 provozu (1.stupeň A7 provozu (2.stupeň Tabulka 1 provozu (1.stupeň provozu (2.stupeň provozu (1.stupeň provozu (2.stupeň provozu (1.stupeň provozu (2.stupeň 3

5 Vstupní binární obvody jsou napájeny ze samostatného zdroje malého stejnosměrného napětí viz Kapitola 5 Doporučené příslušenství. Standardní přiřazení funkcí snímačů teploty je uvedeno v Tabulce 2 Svorky Teplovodní ohřev Elektrický ohřev Plynový ohřev Parní ohřev Teplota přívodního Teplota přívodního Teplota přívodního Teplota přívodního B1, B2, vzduchu vzduchu vzduchu vzduchu B3 (limitní snímač) (limitní snímač) (limitní snímač) (limitní snímač) B3, B4, Venkovní teplota Venkovní teplota Venkovní teplota Venkovní teplota B5 B5, B6, B7 Tabulka 2 Teplota ve větraném prostoru (odtahu) (hlavní snímač) Teplota ve větraném prostoru (odtahu) (hlavní snímač) Teplota ve větraném prostoru (odtahu) (hlavní snímač) Teplota ve větraném prostoru (odtahu) (hlavní snímač) Standardní přiřazení funkcí binárních výstupů je uvedeno v Tabulce 3 Svorky Teplovodní ohřev Elektr. ohřev Plynový ohřev Parní ohřev C1,C2 Řízení ventilátorů Řízení ventilátorů Řízení ventilátorů Řízení ventilátorů (1.stupeň otáček) (1.stupeň otáček) (1.stupeň otáček) (1.stupeň otáček) C4 Řízení ventilátorů Řízení ventilátorů Řízení ventilátorů Řízení ventilátorů (2.stupeň otáček) (2.stupeň otáček) (2.stupeň otáček) (2.stupeň otáček) C5 Modulace výkonu ohřívače v 1.fázi Zapnutí hořáku C6 Řízení chodu čerpadlo Modulace výkonu Šířková modulace ohřívače ohřívače v 2.fázi výkonu ohřívače C7 Řízení chladící Modulace výkonu Šířková modulace Řízení chladící jednotky 2.stupeň ohřívače v 3.fázi výkonu ohřívače jednotky 2.stupeň C8 Řízení chladící Řízení chladící Řízení chladící Řízení chladící jednotky 1.stupeň jednotky 1.stupeň jednotky 1.stupeň jednotky 1.stupeň C9 Dálková signalizace Dálková signalizace Dálková signalizace Dálková signalizace poruchy technologie poruchy technologie poruchy technologie poruchy technologie Tabulka 3 Technické parametry binárních výstupů : Svorky C1,C2 maximální zatížení 250V, 50Hz / 6A (AC1) Svorky C4-C9 maximální zatížení 50V= / 0,5A Standardní přiřazení funkcí analogových výstupů je uvedeno v Tabulce 4 Svorky Teplovodní ohřev Elektr. ohřev Plynový ohřev Parní ohřev D1,D2, D3 D4,D5, D6 D7,D8, Vodní (parní) ohřívač, rekuperátor, směšovací komora či vodní chlazení jsou přiřazeny k jednotlivým DA výstupům podle konfigurace konkrétní VZT sestavy. Přiřazení výstupů pro všechny variantí sestavy vzduchotechnických jednotek je k dispozici u výrobce regulátoru MST 600. D9 Tabulka 4 4

6 5. Doporučené příslušenství Pro zajištění bezchybné funkce regulátoru a pro snadnější montáž kompletní řídící jednotky s regulátorem MST 600 je k dispozici následující příslušenství viz Obr.3 C E A B Obr. 3 D A - napájecí zdroj ZD 600 K napájení regulátoru MST 600 je nutné použít výhradně napájecí zdroj ZD600 viz Obr. 3. Tento napájecí zdroj je optimálně navržen právě k napájení regulátoru MST 600. Obsahuje dva nezávislé napájecí zdroje, zvlášť pro samotné napájení regulátoru a zvlášť pro nezávislé napájení jeho binárních vstupů. Napájecí zdroj je navíc vybaven speciálním filtračním obvodem, který omezuje průchod vnějších rušivých signálů do regulátoru. Základní technické parametry : Napájení: 230V, 50Hz Rozměry: 93x118x53mm Hmotnost: 0,82 kg Výstupní napětí: a) 24V, 50Hz 25VA b) 12V 18V =, 3VA Montáž: DIN lišta B - sběrnicový modul SV 1 je určen pro VZT soustavy s vodním nebo parním ohřívačem. Výrazným způsobem usnadňuje montáž vnějších prvků (snímačů, servopohonů apod.) Nespornou výhodou je i stejná adresace svorek k propojení modulu s regulátorem. Navíc je modul vybaven dvěma relé (spínání čerpadla vodního ohřívače a dálkové hlášení poruchy VZT). 5

7 C - sběrnicový modul SE 1 je určen pro VZT soustavy s elektrickým ohřívačem. Jinak má stejnou funkci, jako předchozí sběrnicový modul. Je vybaven jedním relé pro dálkové hlášení poruchy VZT. D - signalizační modul SF 1 je určen pro přehlednou optickou signalizaci zanesení celkem dvou vzduchových filtrů (přívod a odtah). E snímače teploty řady P 12D jedná o snímače teploty do vzduchotechnických kanálů s přímým digitálním výstupem. 6. Softwarová koncepce Regulátory MST 600 jsou vybaveny kvalitním SW, který zajišťuje dokonalou regulaci vzduchotechnických soustav, při minimálních nárocích na kvalifikaci obsluhy. Software regulátoru MST 600 je rozdělen do tří základních úrovní : 1. Uživatelská úroveň je určena pro kontakt s obsluhou regulátoru. Má dvě sekce : základní běžně přístupnou a programovací (přístup pod PIN kódem). 2. Servisní úroveň je přístupná pouze po zadání PIN kódu a má dvě základní funkce : umožňuje jednak selektivní nastavení jakéhokoliv akčního prvku do libovolného stavu a dále umožňuje modifikovat regulační parametry spojitě řízených akčních prvků. 3. Konfigurační úroveň - je přístupná pouze po zadání speciálního PIN kódu. V této úrovni je možné konfigurovat jednotlivé výstupy regulátoru podle skutečného provedení vzduchotechnické jednotky při dodržení stanovených pravidel. 7. Regulační funkce Regulátor MST 600 podle zadané konfigurace optimalizuje řídící algoritmus regulačních prvků vzduchotechnické soustavy podle jejich energetické náročnosti a to tak, aby celkový provoz vzduchotechniky byl co nejekonomičtější. Proto je tato kapitola věnována detailnímu popisu principu regulace jednotlivých prvků vzduchotechnické soustavy. 7.1 Směšovací komora Je-li vzduchotechnická sestava vybavena směšovací komorou se spojitě řízenými servopohony (0-10V), pak regulátor MST 600 zajišťuje směšování přívodního vzduchu dvěma způsoby. 6

8 a) Ekonomická regulace směšování I. Regulátor umožňuje servisní nastavení regulační křivky směšování podle jejích datových bodů (viz. Obr.4), které lze pomocí servisního menu změnit tak, aby přesně vyhovovaly dané aplikaci vzduchotechnické sestavy. Obr. 4 Význam jednotlivých parametrů : D1 datový bod určuje spodní hranici venkovní teploty, od které se s nastavenou strmostí snižuje množství čerstvého přívodního vzduchu na úkor oběhového až do nastaveného minima (úspora příkonu ohřívače). D2 datový bod určuje horní hranici venkovní teploty, od které se snižuje množství čerstvého přívodního vzduchu na úkor oběhového na stanovenou minimální úroveň (úspora příkonu chladiče). MM parametr určuje hranici minimálního množství čerstvého vzduchu (tzv. hygienické minimum). ST představuje strmost poklesu množství čerstvého vzduchu na úkor oběhového vzduchu a to v závislosti na venkovní teplotě (např.8%/1 stupeň C). b) Ekonomická regulace směšování II. Ta > Tm Ta < Tm Využívá pouze dvou mezních hodnot: Ohřev 100 % MM -Minimum čerstvého vzduchu MM(30%) -Maximální hodnota (100%). Chlazení MM 100 % Směšování je řízeno podle rozdílu Tabulka 5 venkovní teploty Ta a teploty v místnosti Tm podle tabulky Rekuperátor (ZZT) Rekuperátor je z pohledu zdroje tepla energeticky nejméně náročný prvek vzduchotechnické soustavy. Je-li vzduchotechnika vybavena snímačem venkovní teploty Ta a snímačem teploty ve větraném prostoru Tm, zabezpečuje rekuperátor dvě funkce. a) Rekuperátor jako ohřívač: Je-li teplota venkovního vzduchu Ta menší, než teplota v místnosti Tm a je zároveň v činnosti některý z prvků ohřevu (Výkon>0%), rekuperátor je otevřen na 100% b) Rekuperátor jako chladič: Je-li teplota venkovního vzduchu Ta větší, než teplota v místnosti Tm a je zároveň využíváno chlazení, je rekuperátor otevřen na 7

9 100%, a zajištuje ochlazování přívodního vzduchu chladnějším odváděným vzduchem. Není-li využíván žádný prvek topení nebo chlazení, provádí rekuperátor spojitou regulaci teploty podle nastavených požadavků. Po dosažení mezní hodnoty rekuperátoru (0% nebo 100%) MST 600 uvede do činnosti ohřev nebo chlazení podle potřeby. Namrzání rekuperátoru: Pokud se zvedne tlaková ztráta rekuperátoru vlivem jeho namrzání, pak regulátor provede automaticky jeho odmražení a to změnou polohy obtokové klapky. 7.3 Vodní ohřívač Je-li vzduchotechnická sestava vybavena kromě vodního ohřívače i rekuperátorem, je nejprve využívána energie z rekuperátoru Pokud je tento výkon nedostatečný, teprve pak se do regulačního procesu zapojí vodní ohřívač. Spínání čerpadla: Je-li jednotka vybavena venkovním snímačem teploty Ta, pak při venkovní teplotě vyšší než 13 C a při uzavřeném regulačním ventilu ohřívače dochází k vypnutí čerpadla vodního ohřívače. Vypnutý stav: při vypnutém stavu se výkon vodního ohřívače moduluje tak, aby se teplota limitního čidla Tk umístěného vedle ohřívače rovnala teplotě nastavené. Oběhové čerpadlo se vypíná opět podle venkovní teploty. 7.4 Elektrický ohřívač Moderní koncepce regulátoru MST600 umožňuje využití polovodičového bezkontaktního spínání topných spirál a modulovat tak jejich výkon pulsně podle počtu využitých sekcí. Každá sekce je modulována s diskrétností 10%. Regulátor MST600 u elektrického ohřívače se dvěmi nebo více sekcemi cyklicky střídá prioritu spínání jednotlivých sekcí přibližně po jednom týdnu provozu ohřívače tak, aby bylo zatěžování (stárnutí spirál) symetrické. Při uvedení regulace do provozu z vypnutého stavu nastaví regulátor MST600 automatickypočáteční výkon elektrického ohřívače podle venkovní teploty tak, aby bylo dosaženo požadované teploty s co nejmenším překmitem. Rozložení výkonu ohřívače na jednotlivé sekce je uvedeno v Tabulce 6 na str Plynový ohřívač Regulátor MST 600 umožňuje řízení plynového ohřívače těmito způsoby: a) třístupňová regulace b) regulace s by-passem c) regulace výkonu 20%-100% 8

10 7.6 Parní ohřívač Regulace parního ohřívače je obdobná jako u vodního ohřívače s vyjímkou minimálního otevření škrcení na 30%. Pod tuto hodnotu výkon parního ohřívače nesmí klesnout ani při vypnutém stavu. 7.7 Vodní chlazení Pokud je regulátor osazen snímačem venkovní teploty Ta, je chod vodního chlazení blokován pod 13 C venkovní teploty Přímý výparník Funkce přímého chlazení je blokována, pokud není vyšší venkovní teplota Ta než 16 C. Přímý výparník nesepne, pokud není regulátor osazen venkovním snímačem teploty Ta. Chod přímého výparníku se váže na zobrazitelnou proměnnou ChJ (0-100%). ChJ>70%, sepnuto chlazení ChJ<40%, vypnuto chlazení celkový 3 sekce 2sekce 1sekce výkon v% f1 f2 f3 f1 f2 f Tabulka 6 9

11 8. Algoritmy regulace Algoritmus regulace vzduchotechnické závisí na počtu připojených snímačů teploty k regulátoru MST 600. a) K regulátoru je připojen pouze limitní snímač teploty v přívodním kanále. Teplota přívodního vzduchu je regulována pouze podle nastavené teplotě na regulátoru. b) K regulátoru je připojen pouze snímače teploty ve větraném prostoru (odtahu). Regulátor zabezpečuje KASKÁDOVOU REGULACI teploty přívodního vzduchu a zároveň kontroluje překročení hygienická normy rozdílu teplot přiváděného vzduchu a teploty ve větraném prostoru (dt max = 10 C). c) K regulátoru je připojen limitní snímač teploty i snímač teploty větraného prostoru. Regulátor zabezpečuje KASKÁDOVOU REGULACI teploty přívodního vzduchu a zároveň kontroluje překročení hygienické normy v rozdílu teplot přiváděného vzduchu a teploty ve větraném prostoru (dt max = 10 C). Princip kaskádové regulace Podle nastavené teploty TN a skutečné teploty v místnosti TM je zabezpečována regulace teploty přívodního vzduchu podle přepočítané teploty TU a to podle vzorce : TU=TN+2*(TN-TM), při podmínce TK±10 C <TM Hodnota přepočítané teploty jsou uvedeny v Tabulce 7. (TN) (TM) TU Tabulka 7 10

12 Kaskádová regulace najde uplatnění hlavně tam, kde jsou časté výkyvy v energetické zátěži regulované místnosti (např. kuchyně). 9. Volba provozních stavů Koncepce regulátoru MST 600 nabízí několik možností spuštění vzduchotechniky. a) Místní volba provozního stavu vzduchotechniky 1) Vypnuto ventilátory jsou vypnuty, regulátor zajišťuje základní funkce pro ochranu vzduchotechniky (protimrazová ochrana). 2) Zapnuto ventilátory jsou zapnuty na nastavený stupeň otáček, MST600 zajišťuje regulaci přívodního vzduchu podle nastavených požadavků. 3) Automat Časový program umožňuje provoz vzduchotechniky v automatickém režimu (tři nezávislé zapnutí a vypnutí provozu vzduchotechniky na každý den v týdnu). Přičemž pro každé spuštění vzduchotechniky lze nastavit teplotu přívodního vzduchu. b) Dálková volba provozního stavu vzduchotechniky 1) Vypnuto ventilátory jsou vypnuty, regulátor zajišťuje základní funkce pro ochranu vzduchotechniky (protimrazová ochrana apod.). 2) Dálkově zapnuto I. - ventilátory jsou zapnuty na první stupeň otáček, regulátor zajišťuje regulaci přívodního vzduchu podle nastavených požadavků. 3) Dálkově zapnuto II. - ventilátory jsou zapnuty na druhý stupeň otáček, pokud je vzduchotechnická sestava jimi vybavena. Regulátor zajišťuje regulaci přívodního vzduchu podle nastavených požadavků. Výsledné provozní stavy vzduchotechniky podle jednotlivých kombinací místního a dálkového řízení jsou uvedeny v Tabulce 8. Dálkové řízení Nastaveno na Výsledný Stupeň 2.st. otáček 1.st.otáček MST600 stav otáček ventilátorů 0 0 Vypnuto Vypnuto Vypnuto 0 0 Zapnuto Zapnuto nataveno v MST Automat Automat nataveno v MST Vypnuto Zapnuto 1.st 0 1 Zapnuto Zapnuto 1.st 0 1 Automat Zapnuto 1.st 1 0 Vypnuto Zapnuto 2.st 1 0 Zapnuto Zapnuto 2.st 1 0 Automat Zapnuto 2.st 1 1 Vypnuto Zapnuto 2.st 1 1 Zapnuto Zapnuto 2.st 1 1 Automat Zapnuto 2.st Tabulka 8 11

13 10. Poruchové stavy technologie Regulátor rozlišuje několik poruchových stavů řízené technologie a to podle konfigurace vzduchotechnické soustavy. Výskyt každé poruchy je adresně zobrazen na displeji s možností dálkové signalizace obecné poruchy. Závažné poruchy blokují chod vzduchotechniky a vyžadují zásah obsluhy. a) Porucha ventilátoru (svorka A1) po rozběhnutí ventilátorů se ve vzduchotechnickém potrubí musí do 20 sekund vytvořit přetlak, který sepne snímač tlakové diference. Další příčinou vzniku poruchového stavu je přetížení motoru ventilátoru. b) Protimrazová ochrana vzduchu za vodním ohřívačem (svorka A2) kapilárový termostat reaguje na pokles teploty vzduchu za vodním ohřívačem pod stanovenou mez (zpravidla +5 C). c) Tepelná ochrana elektrického ohřívače (svorka A2) termokontakt ohřívače reaguje na zvýšenou teplotu před elektrickým ohřívačem. d) Protimrazová ochrana vzduchu pomocí limitního teplotního snímače TK zdvojená ochrana proti zamrznutí vodního ohřívače (limit = +9 C). e) Porucha teplotních čidel při výpadku limitního teplotního snímače TK a zároveň snímače teploty v místnosti TM regulátor nastaví výkon vodního ohřívače na 100%, ventilátory jsou v provozu, a regulátor signalizuje poruchu přerušovaným signálem na svorce C9. Technologické poruchy neblokují chod vzduchotechniky, po odeznění poruchy se regulátor vrátí do původního stavu. a) Namrzání rekuperátoru (svorka A4) - regulátor začne postupně otevírat obtokovou klapku rekuperátoru až do odmražení rekuperátoru. b) Namrzání chladící jednotky (svorka A4) regulátor odstaví chladící jednotku až do jejího odmražení. 11. Požadavky na kvalifikaci obsluhy Regulátor MST 600 mohou obsluhovat osoby bez elektrotechnické kvalifikace po přečtení tohoto manuálu. 12. Návod na likvidaci zařízení Likvidaci zařízení po jeho technickém dožití : podle zákona č. 185/2001 Sb. regulátor likviduje firma specializovaná na likvidaci odpadů. 13. Související dokumentace Uživatelský manuál Servisní manuál 12