REGULAČNÍ SYSTÉM TRONIC 2008 E Regulátor TRONIC 2008 E je malý, kompaktní, výkonný, volně programovatelný (PLC) regulátor, vhodný pro široké využití v nejrůznějších technologiích. Jeho malý rozměr (profil pouzdra modulových elektrických přístrojů) a montáž na lištu TS 35 spolu s výbornou odolností proti rušení předurčují tento regulátor pro přímou montáž do silových a ovládacích elektrorozvaděčů. Práce s regulátorem je navíc zjednodušena tak, aby případné zadávání základních parametrů a žádaných hodnot bylo možné provádět pomocí jednoduché klávesnice s pěti klávesami a údaje pohodlně kontrolovat na dvouřádkovém displeji. Technické parametry regulátoru T2008E : AI-6 vstupů analogových nebo binárních ( konfigurace se stanoví v objednávce ) analogové připojení signálů dvěma vodiči vstupy mohou být použity jako dvouhodnotové rozsahy vstupního signálu: - odporový teploměr Pt 1000 Ω, -30 120 C, - odporový teploměr Ni 1000 Ω, -30 120 C, - napětí 0 10 V, - proud 0 20 ma, - alternativně dvouhodnotový signál 24 V (log.0: 0-5V, log.1 : 12-30V) DI-4 vstupy binární napětí 24 V (log.0: 0-5V, log.1: 12-30V) napájení externí ze zdroje regulátoru vstupy lze použít jako čítačové! DO-6 reléových kontaktních výstupů:
Spínané napětí do 230 VAC / 2 A nebo 48 VDC / 1 A. AO-2 analogové výstupy ( osmibitový D/A převodník, výst.napětí 0 10V ) řídící výstupní napětí 0 10V DC Komunikace RS232 standardně, RS422, RS485 s vnějším adaptérem CAN s vnějším adaptérem. OPEN THERM s vnějším adaptérem. Napájení Stejnosměrné stabilizované napětí 12 V ze systémového zdroje TRONIC PWSP 150 Spotřeba 4 W. Normy splňované zařízením : ( certifikováno v EZU Praha) EMC IEC 61000-4-8 magnetické pole IEC 61000-4-3 VF magnetické pole ČSN EN 61000-4-2 elektrostatický výboj IEC 61000-4-6 VF elmg. pole Programování regulátoru T2008E : Základní programové vybavení Základní programové vybavení systému TRONIC je společné pro všechny typy stanic. Je uloženo v paměti EPROM a je zahrnuto v ceně výrobku. Exekutivy reálného času v technologických řídicích stanicích mohou vykonávat všechny běžné funkce vyžadované od systémů přímého číslicového řízení jako je zpracování signálů a obecné operace nad nimi, sběr dat a vytváření historické banky, výpočty algoritmů spojitých a nespojitých regulací, řešení logických kombinačních a sekvenčních funkcí a vytváření sekvenčních automatů, programové řízení chodu aplikačního programu. Aplikační programové vybavení řídicích stanic Aplikační programové vybavení je možné vytvářet dvěma způsoby: o standardní aplikace, jako např. řízení výměníků, kotelny, vzduchotechniky, solární vytápění atd., je možné vytvářet pomocí programového prostředí WINLEDA. Hlavními přednostmi tohoto způsobu je velice rychlé vytváření aplikací (uživatelský program je vytvořen během několika minut), protože tvorba aplikace probírá pouze jako parametrizace předpřipravených technologických objektů. Z toho důvodu aplikátor nemusí znát žádné programovací postupy, podmínkou práce je pouze znalost technologie. Sortiment standardních objektů je neustále doplňován jednak výrobcem systému a jednak spoluprací s řadou externích firem. o nestandardní aplikace v širokém rozsahu (počínaje nestandardními typy kotelen, regulátorů odběru elektrické energie, strojních technologií až po řízení zasněžovacích strojů a lyžařských vleků se vytvářejí pomocí vyššího programovacího jazyka LEDA. Editace, překlad, download a komfortní ladění programu se provádí v integrovaném vývojovém prostředí COLEDA/WINLEDA32. Hlavními rysy a přednostmi je dosažení naprosté programovací volnosti řídicích stanic, aplikační programování s využíváním knihovny standardních funkcí jazyka (regulátory, filtry,...), možnost definování uživatelských funkcí atd.
Po zakoupení jediné stanice TRONIC získá uživatel zdarma obě vývojová prostředí (WINLEDA i COLEDA) a možnost stahovat pomocí Internetu všechny budoucí upgrade programů včetně nových standardních objektů prostředí WINLEDA. Operátorské stanice - dispečinky Operátorské stanice jsou hierarchicky nadřazeny technologickým řídicím stanicím. Mohou vykonávat řadu činností řídicích, informačních, diagnostických, bilančních apod. Programové vybavení dodávané se systémem TRONIC slouží pro styk operátora s procesem, dává obraz o řízené technologii a umožňuje její přímé ovládání. Aplikační programové vybavení operátorských stanic se vytváří v grafickém prostředí Windows v programovacím vývojovém prostředí Visual Basic. Použitím těchto neustále se rozvíjejících prostředků je zaručeno využití nejnovějších programovacích technik a možnost provázání aplikačního vybavení operátorských stanic s neustále se vyvíjejícím uživatelským softwarem od různých výrobců. Aplikační programy operátorských stanic standardně zajišťují následující funkce: o úplná vizualizace veškeré technologie s aktuálními hodnotami provozu a dálkové řízení z dispečinku, o výpisy poruchových hlášení, archivace dat a evidence zásahů obsluhy, o výpisy vybraných dat a poruchových stavů technologie na tiskárně a do souboru, o organizace dat do databázových souborů pro možnost dalšího zpracování a grafické zobrazení historie, o výpočet a zpracování bilančních výpisů, o tisk denních, měsíčních, čtvrtletních a ročních výpisů vybraných dat. Připojovací svorkovnice a konektory Vodiče vstupních a výstupních signálů a napájecího napětí se připojují do šroubovacích svorek. Kabely sériové linky a rozšiřujících modulů do příslušných konektorů. sériová linka RS232C připojení servisního PC dvouhodnotové výstupy připojení rozšiřujících modulů analogové vstupy analogové výstupy dvouhodnotové vstupy napájení
Výkres připojovacích svorek Reléové výstupy Komunikace RS232 Adaptér 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 T2008E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - - + AI1 AI2 AI3 AI4 AI5 AI6 AO1 AO2 DI1 DI2 DI3 DI4 Napájení Analogové vstupy Analogové výstupy Dvouhodnotové vstupy
DOPLŇUJÍCÍ MODULY T2008E Napájecí zdroj PWSP150 Systémový zdroj PWSP150 je určen pro napájení regulátoru T2008E a přídavných modulů. Hlavní napájecí napětí 13 V je stabilizované. Mimo ně jsou ze zdroje vyvedena další dvě pomocná napětí 24 V. Jedno je spojené s hlavním napětím a je určeno pro napájení proudových měřicích smyček. Druhé je galvanicky oddělené a použije se pro napájení kontaktů připojovaných k dvouhodnotovým vstupům. Jsou-li v sestavě regulátoru přídavné moduly, je třeba kontrolovat celkovou spotřebu a rozhodnout, zda pro její napájení stačí pouze jeden zdroj PWSP150. Připojovací svorkovnice a konektory Vodiče vstupních a výstupních napětí se připojují do šroubovacích svorek. Svorky jsou určené pro maximální průřez vodiče 1,5 mm 2. PVSP150 svorkovnice svorka napětí příslušnost 1 +24V 2 GND 3 +24VGO 4-24VGO 5 +13V 6 GND 7 230VAC - L 8 230VAC - N napájení proudových smyček napájení dvouhodnotových vstupů napájení regulátoru síť Komunikační adaptér KOME-485/422/232 Jde o přídavné zařízení, pomocí kterého lze systémový sériový port regulátoru přeměnit na sběrnici RS485 nebo linku RS422 nebo zachovat jako linku RS232C. Tomu odpovídají tři provedení adaptéru: - KOME-485G: sériová sběrnice RS485 s galvanickým oddělením - KOME-422: sériová linka RS422 - KOME-232: sériová linka RS232C Výstupy adaptéru jsou proti vlivům přepětí šířících se po komunikačních vedeních ochráněné kombinací rychlých spínacích diod, nízkonapěťových varistorů a bleskojistky. Připojovací svorkovnice a konektor Vodiče komunikačních kabelů se připojují do šroubovacích svorek. Plochý kabel propojení s regulátorem spojuje konektor XP2 regulátoru s konektorem XP1 modulu. Adaptéry KOME je vždy nutné umístit v těsné blízkosti regulátoru T2008E a minimalizovat tak délku propojovacího kabelu. Konektor XP1: Konektor 2x5 vývodů pro připojení plochého kabelu s nalisovanou zásuvkou.
KOME XP1, propojovací konektor svorka signál příslušnost 1 +12V 2 +12V 3 GND napájení 4 GND 5 +5V 6 DIR (TTL) 7 RxD (TTL) sériová linka 8 TxD (TTL) 9 SCL sběrnice I 2 C 10 SDA Komunikace a sítě TRONIC 2000 Systémy TRONIC2000 umožňují vytvářet decentralizované řídicí systémy s možností dispečerského řízení a sdílení dat mezi stanicemi. Proto jsou všechny stanice vybaveny několika komunikačními kanály s různými vlastnostmi. Stanice propojitelné v sítích TRONIC o řídicí stanice řady TRONIC 2000 - systémy T2008S, T2008D, T2008E a všechny předchozí typy o operátorské stanice - PC s operačním systémem Windows a příslušným programovým vybavením o speciální připojení - různé typy tzv. GATEWAY (pro převod implicitních komunikačních protokolů na jiné např. TCP/IP, pro připojení zařízení jiných firem atd.) Typy a specifikace komunikace Komunikační protokoly umožňují v zásadě dva druhy komunikace, lišící se vzájemně způsobem přidělování řízení komunikačního rozhraní. Komunikace typu MASTER SLAVE vyžaduje, aby na sběrnici byla přítomna jedna privilegovaná stanice (MASTER), která postupně přiděluje řízení sběrnice jednotlivým podřízeným stanicím (SLAVE). Komunikace probíhá vždy mezi stanicí MASTER a vybranou stanicí SLAVE, nelze přenášet data přímo mezi dvěma stanicemi typu SLAVE. Výhodou tohoto způsobu komunikace je deterministický přístup stanic ke sběrnici a jednoduchý ovládací software. Nevýhodou je znemožnění provozu na sběrnici při vypnutí či eventuální poruše stanice MASTER a nutností předávat data. Při komunikaci typu PEER-TO-PEER jsou si všechny stanice rovny a data lze přímo přenášet mezi libovolnými dvěma stanicemi. Při poruše libovolné stanice není provoz na sběrnici mezi ostatními stanicemi omezen. Komunikační rozhraní CAN Sériová sběrnice CAN s binárním protokolem je standardizovanou sběrnicí vyvinutou firmami BOSCH, INTEL a PHILIPS. Přidělování sběrnice jednotlivým účastníkům je kolizní, jednotlivé kolize řeší hardware komunikačního adaptéru. Přenosová rychlost je nastavitelná v rozmezí 10 kbd až 1000 kbd. Délka jedné části sběrnice závisí na přenosové rychlosti podle následující tabulky. rychlost délka rychlost délka rychlost délka 1000 kbd 25 m 125 kbd 500 m 20 kbd 2500 m 500 kbd 100 m 50 kbd 1000 m 10 kbd 5000 m
Pro spojení stanic na delší vzdálenosti je zapotřebí použít opakovačů RPT-CAN. Použitý kabel je stíněný se dvěma zkroucenými páry (DATA a GNG). Doporučené typy kabelů jsou LAN-TWIN pro rozvody uvnitř objektů a TCEKFY pro rozvody mezi budovami. Pokud je sběrnice vyvedena mimo budovu, je zapotřebí na výstup osadit blok ochran BPO485 nebo opakovač RPT-CAN. Protokol Amican (firemní protokol) Tento protokol je implementován na rozhraní CAN specifikace 2.B, je typu PEER-TO-PEER. Umožňuje vzájemné propojení až 240 stanic. Protokol CAN-OPEN Tento protokol podle standardu CiA je implementován na rozhraní CAN specifikace 2.A. Je typu MASTER-SLAVE s jednou operátorskou stanicí typu MASTER a až 255 stanicemi SLAVE. Implementace komunikačního rozhraní CAN na T2008E Stanice se k rozhraní CAN připojuje pomocí komunikačního adaptéru KOME-CAN, který je popsán v kapitole 2.4. Programové ovládání komunikačního rozhraní je popsáno v publikaci Příručka programátora v jazyce LEDA. Asynchronní komunikační rozhraní Toto komunikační rozhraní může být konfigurováno pro různé komunikační kanály. Stanice může komunikovat pouze na jednu z níže uvedených variant. typ komunikace účel potřebný hardware přímé spojení PCřídicí stanice stanice s operátorským pracovištěm na krátkou ladění uživatelského programu, nastavení hodnot, spojení jedné není zapotřebí vzdálenost sběrnice MODBUS komunikace až 255ti stanic s operátorským pracovištěm modul KOME-485 modem nebo GSM komunikátor SMS komunikace stanice s operátorským pracovištěm po pevné telefonní síti nebo GSM síti zasílání zpráv a jednoduché ovládání stanice pomocí SMS zpráv mobilního telefonu GSM modem nebo GSM komunikátor GSM komunikátor nebo mobilní telefon s HW modemem Dvouhodnotový vstupní expanzní modul EBDI100 Jde o přídavné zařízení, pomocí kterého lze počet dvouhodnotových vstupů regulátoru zvětšit o čtyři. K regulátoru se připojuje plochým kabelem, ve kterém jsou vodiče komunikační sběrnice I2C a též vodiče napájení modulu. K jednomu regulátoru lze připojit nejvýše osm dvouhodnotových expanzních modulů (EBDI100 nebo EBDO100). Připojovací svorkovnice a konektory Vodiče kabelů vstupních signálů se připojují do šroubovacích svorek. Plochý kabel propojení s regulátorem spojuje konektor XP2 regulátoru nebo předcházejícího modulu s konektorem XP1 modulu. Ke konektoru XP2 lze připojit další expanzní modul. Modul je třeba umístit v těsné blízkosti regulátoru T2008E nebo předcházejícího modulu a minimalizovat tak délku propojovacího kabelu. Konektory XP1, XP2: Konektor 2x5 vývodů pro připojení plochého kabelu s nalisovanou zásuvkou.
XP1 SW1 XP2 EBDI100 1 2 3 4 5 6 7 8 Svorky 1 9: Připojení kabelů vstupních signálů. Šroubovací svorky jsou určené pro maximální průřez vodiče 1,5 mm2. EBDI100 - dvouhodnotové vstupy svorka vstup signál 1 +U DI1 2 -U 3 +U DI2 4 -U 5 +U DI3 6 -U 7 +U DI4 8 -U EBDI100 XP1, XP2: propojovací konektor svorka signál příslušnost 1 +12V 2 +12V 3 GND 4 GND 5 +5V 6 nepřipojeno 7 nepřipojeno 8 nepřipojeno 9 SCL 10 SDA napájení sběrnice I 2 C Dvouhodnotový výstupní expanzní modul EBDO100 Jde o přídavné zařízení, pomocí kterého lze počet dvouhodnotových výstupů regulátoru zvětšit o čtyři. K regulátoru se připojuje plochým kabelem, ve kterém jsou vodiče komunikační sběrnice I2C a též vodiče napájení modulu. Připojovací svorkovnice a konektory Vodiče kabelů výstupních obvodů se připojují do šroubovacích svorek. Plochý kabel propojení s regulátorem spojuje konektor XP2 regulátoru nebo předcházejícího modulu s konektorem XP1 modulu. Ke konektoru XP2 lze připojit další expanzní modul. Modul je třeba umístit v těsné blízkosti regulátoru T2008E nebo předcházejícího modulu a minimalizovat tak délku propojovacího kabelu. Konektory XP1, XP2: Konektor 2x5 vývodů pro připojení plochého kabelu s nalisovanou zásuvkou.
XP1 SW1 XP2 EBDO100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 EBDO100 XP1, XP2: propojovací konektor svorka signál příslušnost 1 +12V 2 +12V 3 GND 4 GND 5 +5V 6 nepřipojeno 7 nepřipojeno 8 nepřipojeno 9 SCL 10 SDA napájení sběrnice I 2 C Svorky 1 9: Připojení kabelů výstupních obvodů. Šroubovací svorky jsou určené pro maximální průřez vodiče 1,5 mm2. EBDO100 - dvouhodnotové výstupy svorka výstup signál 1 střední 2 DO1 spínací 3 4 5 6 7 8 9 DO2 DO3 DO4 klidový spínací spínací spínací Analogový vstupní expanzní modul EBAI100 Jde o přídavné zařízení, pomocí kterého lze počet analogových vstupů regulátoru zvětšit o šest. K regulátoru se připojuje plochým kabelem, ve kterém jsou vodiče komunikační sběrnice I2C a též vodiče napájení modulu. Analogový výstupní expanzní modul EBAO100 Jde o přídavné zařízení, pomocí kterého lze počet analogových výstupů regulátoru zvětšit o šest. K regulátoru se připojuje plochým kabelem, ve kterém jsou vodiče komunikační sběrnice I2C a též vodiče napájení modulu.
OVLÁDÁNÍ Popis a ovládání programu z klávesnice stanice T2008E Úvod Displej stanice slouží obsluze pro sledování stavů jednotlivých informačních bodů a pro provádění zásahů do jednotlivých okruhů. Pro zobrazení jednotlivých displejů s informačními body a pro zásahy do okruhů je nutno použít klávesnici stanice, na které každá klávesa má svůj význam, který nelze změnit. Popis programu Jednotlivé displeje programu jsou uspořádány do stromu displejů, který je možno přirovnat k adresářové struktuře. Hlavní menu obsahuje tzv. hlavní mód (název akce a zobrazení data a času stanice) a dále další nabídky seřazené např. podle jednotlivých technologických okruhů nebo akčních členů. Jednotlivé nabídky mohou obsahovat ještě další vlastní položky pro zobrazení informačních bodů nebo pro zásahy do daného okruhu. Ovládání programu Pro pohyb mezi jednotlivými displeji v dané úrovni (hlavní mód nebo položky v jednotlivých nabídkách) se používají klávesy ( ) a ( ). Pohyb je cyklický, tzn. že po dojetí na poslední displej a stisku klávesy ( ) se zobrazí znovu displej první a naopak po dojetí na první displej a stisku klávesy ( ) se zobrazí displej poslední. Pro vstup do jednotlivých nabídek hlavního módu nebo obecně do nižší úrovně se používá klávesa ( ), pro výstup z nabídky do hlavního módu nebo obecně do vyšší úrovně se používá klávesa ( ). U jednotlivých displejů mohou mít klávesy ještě jiný význam. Pro změnu stavu, změnu režimu nebo zadávání nastavených hodnot se používá klávesa (Ẹ). Klávesa pro výstup z nabídky Klávesa pro přechod na následující položku Klávesa pro přechod na předchozí položku Klávesa pro potvrzení nastavené hodnoty Klávesa pro vstup do nabídky
Příklady použití regulátoru TRONIC T 2008E pro regulaci a řízení Regulátor T2008E je svými vlastnostmi a schopnostmi (objem I /O signálů a variabilita uživatelského SW) dobře využitelný pro regulaci a řízení různých technologií. Příklad využití regulátoru TRONIC T 2008E pro regulaci a řízení plynové kotelny a strojovny vytápění ( několik větví ÚT a zásobník TUV ) - kaskádové řízení a řazení kotlů - ekvitermní regulace teploty topných větví - automatické doplňování - poruchové a havarijní zabezpečení kotelny Popis regulací a řízení kotelny : Regulace výkonu kotelny kaskádovým spouštěním kotlů ( výkonových stupňů ) ve 2, 4 (max.6ti) možných výkonových stupních s možností programového nastavení pořadí jednotlivých kotlů z klávesnice nebo automaticky podle počtu odjetých hodin jednotlivých kotlů. Výkon kotelny je odvozen od teploty vody na výstupu T1. Hodnota požadované výstupní teploty je nastavitelná buď jako konstantní hodnota, nebo ekvitermně závislá na venkovní teplotě T2. Ekvitermní regulace větví ÚT s individuálním nastavením ekvitermních křivek ( 5-ti bodová ekviterma ). Časové teplotní útlumové programy nastavitelné během jednotlivých dnů ( až 99 úseků natavení po 1/4 hod. ). Regulace teploty v zásobníku TUV přímým ovládáním nabíjecího čerpadla nebo uzavíracího ventilu na topné vodě. Spouštění kotlových čerpadel buď přímo z regulátoru s naprogramovanou dobou doběhu ( samostatné DO výstupy ) nebo společným signálem startu kotle a doběhem časovým relé. Zabezpečení kotelny ( vypnutí kotlů, kotelny, plynového ventilu s dálkovým hlášením ) při havarijních signálech : výskyt plynu, přehřátí prostoru a zaplavení, ztráta a překročení tlaku topné vody, přehřátí výstupu topné vody a TUV ) Příklad využití regulátoru TRONIC T 2008E pro regulaci a řízení kaskádové plynové kotelny s kotli THERM s komunikací OPEN-THERM a strojovny vytápění ( několik větví ÚT ) - kaskádové řízení a řazení kotlů komunikačně protokolem OPEN-THERM - ekvitermní regulace teploty topných větví - automatické doplňování - poruchové a havarijní zabezpečení kotelny Regulace a řízení kaskády kotlů THERM DUO 50 a TRIO 90 vybavených automatikou s komunikačním interfacem IU 04.10 nebo IU 05 umožňujícímu vzájemný přenos informací mezi kotli včetně plynulé modulace výkonu všech kotlů v kaskádě současně. Nadčasové u tohoto řízení je integrace kaskádového řízení přímo do software procesoru. Komunikace mezi řídícím kotlem ( masterem kaskády ) a nadřazeným regulátorem celé kotelny TRONIC 2008 probíhá přes komunikační rozhraní OPEN - THERM a interface IU 05.
Data přenášená komunikačně mezi řídícím kotlem ( masterem ) a nadřazeným regulátorem kotelny TRONIC 2008 : Informace o stavu a funkci kaskády kotlů - venkovní teplota ( pokud je do řídícího kotle zavedená ) - okamžitá výstupní teplota topné vody z kotelny za anuloidem - poruchy kotlů včetně identifikace druhu poruchy - práce kaskády v režimu ohřevu vody pro ÚT - práce kaskády v režimu ohřevu TUV - okamžitý stav provozu ( chod / stop ) - okamžitý výkon kaskády v % Řídící povely do kaskády z nadřazeného regulátoru kotelny TRONIC 2008 přenášené komunikačně pomocí protokolu OPEN-THERM - žádaná teplota výstupní topné vody za anuloidem, ( žádaná teplota může být povýšená ekviterma nad teplotou regulovaných větví ÚT ) - povolení práce kotelny v režimu ÚT - povolení práce kotelny v režimu TUV Část přímého řízení a regulace celé kotelny nadřazeným regulátorem ( příklad možného řešení! ) - ekvitermní regulace teploty topných větví - automatické doplňování - poruchové a havarijní zabezpečení kotelny