Контроллеры регулирования тепловой энергии для тепловых пунктов от КБ «АГАВА»

Рассмотрены функциональные особенности и характеристики контроллеров регулирования тепловой энергии серии АТП, разработанных специалистами екатеринбургского конструкторского бюро «АГАВА» для оснащения тепловых пунктов зданий и сооружений. Показаны их преимущества перед аналогами.

В марте 2022 года свой 30-летний юбилей отметила екатеринбургская компания «Конструкторское бю­ро «АГАВА», которая давно занимается не только разработкой, но и серийным производством устройств автоматизации. Ее продукция известна практически во всех отраслях народного хозяйства России – это шкафы автоматики и управления различного ти­па, высокоточные и надежные контрольно-измерительные приборы (интеллектуальные IoT-измерители давления, разрежения, датчики, многофункциональные устройства и т. п.), панели оператора, программируемые ре­ле, частотные преобразователи, регистраторы и многое другое. Отдельный раздел занимает программное обеспечение эксплуатации зданий и сооружений: SCADA-система Agava­SCADA, система диспетчеризации котельных, OPC-сервер AgavaOPC-Modbus.

Одно из ведущих направлений деятельности предприятия – разработка и изготовление контроллеров, линейка которых включает:
- программируемые логические и промышленные устройства;
- контроллеры диспетчеризации и интеллектуальные шлюзы;
- устройства управления для газовых и жидко-топливных котлов и печей;
- контроллеры для шинной промышленности, воздухонагревателей, деаэраторов, насосов и т. п.

Среди них особое место занимают контроллеры регулирования тепловой энергии для тепловых пунктов (ТП). Основная задача ТП – поддержание в помещениях комфортных условий с минимальными затратами тепловой энергии. При этом контроллер можно назвать мозгом ТП, обеспечивающим логику работы комплекса и подачу управляющих сигналов на исполнительные устройства: теплообменники, насосы, регулирующие клапаны, приборы учета тепла и др.

Разработанный в конструкторском бю­ро «АГАВА» контроллер ­АГАВА ПЛК-40.ТП, или АТП (рис. 1), представляет собой устройство регулирования тепловой энергии пятого, на сегодняшний день последнего, поколения, в основе которого строгая математическая модель всей системы теплоснабжения здания или сооружения. Высокоточные контроллеры АТП легко интегрируются в единую систему автоматизированного управления тепловым пунктом и служат основой для создания готовых шкафов КИПиА АГАВА 6432.ТП (рис. 2), производство которых также является компетенцией КБ «АГАВА».
Добавьте описание

Рис. 1. Внешний вид высокоточного контроллера АГАВА ПЛК-40.ТП пятого поколения и модуля ввода/вывода МВВ-40

Рис. 2. Шкаф управления для теплового пункта АГАВА 6432.ТП на базе контроллера АГАВА ПЛК-40.ТП

Модели АГАВА ПЛК-40.ТП различаются размером дисплея (4, 7 и 10 дюймов), исполнением типовой конструкции и схемой регулирования:
- по температуре смеси с системой подмеса (классическая схема);
- по температуре обратки в зависимости от температуры наружного воздуха или температуры подачи (так называемое грубое регулирование);
- по расходу теплоносителя с коррекцией по температуре обратки (более точное регулирование);
- по температуре смеси с переходом на регулирование по расходу при срыве подмеса или отказе насоса (в том числе с дополнительным контролем показателей качества теплоносителя);
- регулирование потребления тепла в здании или пофасадное регулирование (в том числе без датчиков, с системой подмешивания или без нее) – регулирование по сигналам от УКУТ (узла коммерческого учета тепловой энергии);
- прецизионное (максимально точное) пофасадное регулирование с дублированием и контролем достоверности параметров.

Из всех возможных сценариев регулирования системы наиболее эффективным является регулирование по количеству тепла (ΔQ). В то же время заказчик имеет возможность самостоятельно выбрать любой из восьми доступных сценариев. Каждый сценарий определяет свои приоритеты параметров в качестве регулируемых, и контроллер оценивает возможность регулирования по приоритетному параметру. При отрицательной оценке прибор автоматически переходит к следующему параметру.

Программное обеспечение работы контроллера разделяется на сервисно-отладочную программу, запускаемую при включении устройства и определяющую точные значения констант, и рабочее ПО, задействованное после окончания настройки (обычно это происходит в течение двух-трех суток) и реализующее непосредственно функцию управления (рис. 3).

Рис. 3. Мнемосхема экрана контроллера АГАВА ПЛК-40.ТП

ПО обеспечивает высокую устойчивость работы всей системы, которая исключает какие-либо колебательные процессы в контуре теплоснабжения. Это объясняется тем, что, кроме регулирования по температуре смеси и температуре обратки, контроллер может использовать функцию регулирования по следующим показателям:
- потребляемому теплу (ΔQ) во внутреннем контуре;
- расходу теплоносителя (Gп) во внешнем контуре;
- коэффициенту смешивания (Кmix).

Следует обратить внимание на уникальный метод задания температурных графиков, который используется в ПО для вычисления уставки температур с максимальной точностью. Рабочие температурные графики формируются с помощью преобразования нормализованного графика в процессе настройки параметров здания (для ЦТП – тепловой сети).

Дополнительно в контроллеры серии АТП встроена функция регулирования по расписанию, которая позволяет рассчитывать график изменения требуемой внутренней температуры помещений в зависимости от времени суток. Расписание в этом случае задается 24 значениями по каждому ча­су. Такая функция обеспечивает создание комфортных условий для режимов экономии потребления с учетом наличия в здании внутренних тепловыделений. Кроме то­го, она необходима для административных и производственных зданий, когда в выходные и праздничные дни требуется включение режима пониженного теплопотребления. В этих случаях переход между режимами определяется внутренним календарем без каких-либо предварительных настроек.

Качество регулирования (грубое, среднее, точное и прецизионное) контроллеры серии АТП определяют в процессе эксплуатации самостоятельно в зависимости от количества и качества действующих в системе первичных датчиков и каналов связи. Следует отметить, что в случае обрыва канала связи или потери датчиком работоспособности балансировка системы регулирования тепла сохраняется, хо­тя вместе с тем ее точность несколько снижается.

Источником информации для контроллеров служат данные от первичных преобразователей, подключенных к прибору непосредственно, результаты измерений, выполненных другими устройствами (теплосчетчиками, модулями расширения и т. п.), и данные, получаемые из интернета с помощью облачных технологий. Система считается работоспособной в случае, когда работоспособны не менее двух каналов информации, остальные параметры определяются косвенным путем.

Настройка контроллера выполняется с помощью ввода минимально необходимого количества постоянных. Другие необходимые для работы устройства параметры входят в программу самонастройки, причем любая допущенная в их определении ошибка в процессе эксплуатации нивелируется в автоматическом режиме.

Контроллеры серии АТП обеспечивают автоматическую защиту ­КИПиА от таких явлений, как возникновение кавитации и замораживание, а также в случае превышения предельной величины напора. При запуске отопления для быстрого прогрева ограждающих и внутренних конструкций здания можно воспользоваться функцией «Прогрев». В этом случае контроллер обеспечивает подачу в помещения заведомо большего количество тепла, которое позволяет уменьшить общее время прогрева здания с 7–10 до 1–3 суток. Дополнительно может быть использована поправка на величину влажности воздуха. В режиме осеннего прогрева (он бывает как автоматическим, так и ручным) регулирование по расписанию отключается. После длительного аварийного отключения отопления в зимнее время режим включается и выключается автоматически.

Для оперативного контроля отказов измерительных устройств в контроллер встроена функция их самоконтроля (для теплосчетчиков эта функция особенно актуальна) – результаты измерения параметров оцениваются прибором по трем критериям достоверности в автоматическом режиме.

Существенным преимуществом контроллеров АГАВА ПЛК-40.ТП перед другими устройствами то­го же назначения является возможность вычислений комплексного показателя энергоэффективности (А) и экономии от регулирования (ΔQрд), выполняемых для всех режимов регулирования.

Приведенный показатель Апр, по которому может рассчитываться экономический потенциал, выполняется в соответствии с документом СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011 «Методика расчета показателя тепловой эффективности здания». Он дает возможность оценивать как качество регулирования, так и класс энергоэффективности САР теплопотребления. При этом классы определяются следующим образом:
- класс А – прецизионное регулирование: Апр = 0,95–1,00;
- класс В – точное регулирование: Апр = 0,90–0,95;
- класс С – среднее регулирование: Апр = 0,85–0,90;
- класс D – грубое регулирование: Апр = 0,80–0,85.

По изменению показателя А в процессе эксплуатации определяется необходимость выполнения работ по настройке САР теплопотребления.
При определении экономии от регулирования рассчитывается количество тепловой энергии ΔQрд в случае ее потребления зданием без САР теплопотребления с установленными дроссельными устройствами, но в соответствии с текущими реальными условиями эксплуатации. Коэффициент экономии Кэ рассчитывается как отношение текущего значения потребляемого тепла к ΔQрд. При этом коэффициент экономии за расчетный период (он может составлять месяц, сутки, час или любой другой выбранный интервал) достаточно просто пересчитывается в другие единицы, например рубли или Гкал.

Таким образом, можно выделить следующие конкурентные преимущества контроллера АГАВА ПЛК-40.ТП (АТП), определяемые его функциональными, техническими, ценовыми и эксплуатационными характеристиками:
- повышенная надежность устройства вследствие избыточности информационных каналов;
- использование при регулировании различных сценариев;
- возможность выбора сценария регулирования заказчиком;
- возможность выбора вида регулирования по критерию качества;
- возможность выбора целевого параметра регулирования;
- наличие функции регулирования по расписанию;
- возможность использования форсированного прогрева здания;
- точный расчет уставок по температурным графикам;
- наличие функции защиты от замораживания;
- самонастройка под параметры объекта;
- возможность самоконтроля измерительных устройств;
- вычисление показателя энергоэффективности и экономии от регулирования;
- наличие сенсорного ЖК-дис­плея с размерами 4, 7 и 10 дюймов;
- оптимальное соотношение це­ны и качества.

Существенным преимуществом продукции ООО КБ «АГАВА» является использование собственных или полученных от проверенных поставщиков комплектующих. Этот факт наряду с огромным опытом создания продукции для теплоэнергетики, наличием высококвалифицированного персонала, большим научно-техническим потенциалом и грамотной маркетинговой политикой позволяет компании быть импортонезависимой, а ее заказчикам – уверенными в качественной и оптимальной по це­не реализации своих энергетических проектов и дальнейшей эффективной эксплуатации оборудования под брендом «АГАВА».

Статья опубликована в журнале «ИСУП»

Статья на сайте журнала >>