Оптимізація теплопостачання об'єктів. Автоматизована система управління індивідуальним тепловим пунктом на базі ОВЕН ПЛК63.

28 серпня 2012

Сьогодні ні в кого не викликає сумнівів важливість вирішення задач оптимізації теплопостачання об'єктів. Мова йде про необхідність автоматизації теплопостачання на рівні індивідуальних теплових пунктів (ІТП) будівель і споруд (житлових будинків, шкіл, лікарень та ін). При наявності автоматизованого теплового пункту (АИТП) споживання теплової енергії на потреби опалення нижче, ніж при його відсутності, у середньому на 30%. Крім того, АИТП забезпечує підвищення комфортності внутрішньооб'єктного клімату за рахунок виключення перетопов, компенсації недотопов і забезпечення сталого гідравлічного режиму. Таким чином, сьогодні не стоїть питання, потрібен чи ні АИТП. Питання стоїть тільки про виборі того чи іншого варіанта застосовуваного обладнання, що реалізує цю функцію. Вибраний варіант АИТП повинен відповідати вимогам, з одного боку, монтажних (будівельних чи їм подібних) організацій, а іншого боку кінцевих споживачів (МУП, РЕМП, ТСЖ).

Ці вимоги зводяться до таких основних складових:
функціональна достатність (облік, регулювання, управління режимами, ведення бази облікових даних);
зручність використання (простота і зручність доступу до інформації);
мінімальна початкова вартість (як обладнання, так і його монтажу);
мінімальні експлуатаційні витрати (надійність, гарантія);

Всім цим вимогам відповідає АИТП, побудований на базі програмованого логічного контролера ПЛК63 одного з провідних виробників контрольно-вимірювального обладнання «ОВЕН» (Росія). Цей прилад реалізує в одній оболонці відразу дві функції, якими в недавньому минулому не міг похвалитися в повному обсязі ні один з випущених приладів енергозберігаючого напрямку. З його появою стало можливим при мінімальній конфігурації апаратних засобів не тільки реалізувати функцію тотального та інтервального обліку споживання теплової енергії на потреби опалення та гарячого водопостачання об'єкта, але і оптимізувати режим теплопостачання шляхом підтримання його характеристик в залежності від температури зовнішнього повітря і часу доби. У комплекті з високоякісними і в той же час відносно недорогими датчиками і виконавчими механізмами (електромагнітними витратомірами води Kobold (Німеччина), платиновими термосопротивлениями ТЕРА (Україна), запірно-регулюючими клапанами Jaksa (Словенія) і Belimo (Швейцарія)) він дозволяє реалізувати в повному обсязі всі нижченаведені вимоги:
облік та регулювання теплоспоживання, а також вибір і оптимальну настройку режимів теплопостачання об'єкта;
доступ до бази даних обліку і регулювання параметрів з клавіатури ПЛК 63, за допомогою модуля збору даних МСД100, персонального переносного або стаціонарного комп'ютерів через вбудовані інтерфейси RS-232 або RS-485, а також можна здійснювати бездротовий доступ з допомогою GSM/GPRS модему ОВЕН ПМ01;
невисока вартість основного комплекту обладнання та низька вартість робіт з його встановлення, обумовлена мінімальним кількістю монтажних компонентів (відсутність дублюючих елементів, властивих раніше застосовуваним подібним системам) і простотою їх установки;
мінімальні витрати на експлуатацію, обумовлені високою надійністю обладнання, а також великим терміном гарантії (5 років), що надаються компанією ОВЕН на своє обладнання.

Треба зазначити, що програмне забезпечення верхнього рівня, що функціонує на зовнішньому по відношенню до системи комп'ютері, поставляється безкоштовно і, таким чином, розширення за рахунок цього сервісних функцій не призводить до збільшення загальної вартості АИТП.

Один з варіантів побудови АИТП наведений на малюнку. У склад основного обладнання входять:
програмований логічний контролер ПЛК63 — забезпечує обробку інформації з первинних перетворювачів витрати і температури теплоносія, а також управління параметрами теплопостачання та гарячого водопостачання об'єкта в залежності від температури зовнішнього повітря і часу доби з урахуванням температури теплоносія в зворотному трубопроводі;
модуль вводу аналоговий МВА8 – для розширення аналогових входів контролера і обробки вхідних сигналів від витратомірів і термоперетворювачів;
витратоміри води електромагнітні (до 6 шт.) діаметром від 1/4 до 2 дюймів з загальним діапазоном вимірювання витрати від 0,03 до 630 м3/год (1:50);
датчики температури теплоносія і зовнішнього повітря — термоопору платинові малогабаритні (до 7 шт.);

Можлива також установка датчиків тиску (до 13 шт.) для контролю і реєстрації тиску в трубопроводах. Підключаються до программируемому логічного контролера периферійні пристрої (комп'ютер, модуль збору даних, модулі розширення) дозволяють реєструвати, накопичувати, обробляти інформацію. Віддалений доступ до ПЛК63 з використанням різноманітних каналів зв'язку (GSM/GPRS, інтернет) спрощує підготовку звітності по використанню теплової енергії та обслуговування АИТП в цілому. Ефективному вирішенню цих завдань сприяє і спеціалізоване програмне забезпечення, що постачається разом з ПЛК63: середовище програмування CoDeSys фірми 3S — Smart Software Solutions GmbH поставляється безкоштовно, CD з дистрибутивом входить в комплект поставки. Завдяки двухстрочному знакосинтезирующему дисплею ПЛК63 спрощується візуалізація параметрів процесу і безпосереднє управління ним. Поддержка протоколов ОВЕН, Modbus RTU, Modbus ASCII, GateWay позволяет осуществлять связь программируемого логического контроллера с оборудованием различных производителей, работающих по этим протоколам. Встроенные в ПЛК 63 часы реального времени позволяют осуществлять распределение тепла по дням недели и времени суток, что приводит к существенной экономии тепловой энергии.

Таким чином, описаний варіант побудови АИТП дозволяє раціонально підійти до вирішення задач оптимізації теплопостачання об'єктів. Висока ефективність, а також невисока початкова вартість і експлуатаційні витрати, роблять його доступним для широкого застосування і максимально економічно вигідним.