200Z01 2 00 Magistrala lokalna (LPB) Struktura magistrali Dokumentacja zawiera podstawowe informacje o magistrali lokalnej (LPB) i przyrządach (regulatorach), które mogą być do niej przyłączone. Opisane jest również zastosowanie obiektowe i filozofia układu. Znajdują się tu również istotne dane i informacje o technologii, prawidłowym działaniu i diagnostyce systemu ogrzewania, w których zastosowano magistralę lokalną (LPB). Opis systemu Wzajemne połączenie regulatorów z magistralą lokalną (LPB) daje możliwość tworzenia systemów dla ciepłowni z komunikacją pokrywając bardzo szeroki zakres zastosowań obiektowych. Regulatory magistrali LPB mogą być stosowane autonomicznie lub w systemach wewnętrznie połączonych. Komunikacja między nimi jest realizowana przez magistralę lokalną LPB. N1 N2 N LPB N4 N5 Regulatory N1...N5 podłączone do magistrali LPB Zastosowanie Regulacja strefowa z centralną ciepłownią (stacją wymiennikową) Zdalna regulacja ciepłowni Zastosowanie wspólnego czujnika temperatury zewnętrznej dla kilku regulatorów autonomicznych Instalacja grzewcza z oddzielnym regulatorem dla przygotowania C.W.U. Regulacja kilkoma urządzeniami grzewczymi. Siemens Building echnologies CE1N200P / 19.11.1998 Landis & Staefa Division 1/8
200Z02 Funkcje Ponieważ funkcje w układzie połączonym zależą bardzo od typu zastosowanych regulatorów należy koniecznie sprawdzić, które funkcje systemowe wspomagają regulatory pojedyncze. Szczegóły podano w odpowiedniej karcie katalogowej. Poniżej podano kilka typowych funkcji wspomaganych w większości regulatorami wykorzystującymi możliwości magistrali lokalnej LPB. Przechodzenie na sygnał temperatury zewnętrznej Wykorzystanie danych z jednego czujnika (np. wspólnego czujnika temperatury wody zasilającej) Sygnały zapotrzebowania ciepła z jednego lub kilku strefowych regulatorów podłączonych do urządzeń wytwarzających ciepło Priorytet przygotowania C.W.U. Synchronizacja czasowa (zegar wiodący) Wskazywanie sygnału błędu z innych urządzeń magistrali LPB. Dokumentacja ytuł Numer karty katalogowej Magistrala lokalna (Podstawowe dane systemu) 200 Magistrala lokalna (Podstawowe dane techniczne) 202 Regulator ogrzewania RVL470 2522 Zasilanie systemu BAIGYR 894 Zakres regulatorów wykorzystujących możliwości magistrali lokalnej (LPB) będzie stopniowo rozszerzany. Podstawowe instrukcje techniczne Długości kabla, topologia sieci Podstawowa terminologia Obliczenie długości kabla i określanie topologii sieci jakie można używać są podane w karcie katalogowej 202. Jest ważne aby zwrócić uwagę, że w przypadku większych obiektów wymagane jest dodatkowe zasilanie. Ogólnie rozpatrując, ciepłownie obejmują jedno lub kilka urządzeń wytwarzania ciepła i jeden lub kilka odbiorników. Hydrauliczne połączenia pomiędzy źródłem ciepła i odbiornikiem są tutaj nazwane jako rurociągi zasilające i powrotne (lub wprost trasy ) Przykład dystrybucji jednopoziomowej 2 1 Kocioł z jedna instalacją grzewczą 1 kocioł grzewczy 2 rurociąg zasilający i powrotny odbiornik CE1N200P/ 19.10.1998 Siemens Building echnologies 2/8 Landis & Staefa Division
200Z0 Na większych obiektach pomiędzy źródłem ciepła a odbiornikami może znajdować się wymiennik. W tym przypadku instalacja pierwotna znajduje się pomiędzy źródłem ciepła a wymiennikiem ciepła, a instalacja wtórna pomiędzy wymiennikiem a odbiornikami. Przykład z dwoma różnym i nstalacjami grzewczymi (dwupoziomowa) 4 5 2 4 5 1 Sieć ciepłownicza z dwoma różnym i nstalacjami grzewczymi 1 kocioł grzewczy 2 rurociąg zasilający i powrotny odbiorniki 4 instalacja wtórna zasilająca i powrotna 5 wymiennik ciepła lub zawór mieszający W układach z magistralą LPB możliwe jest obsługiwanie sieci z jedna instalacja pierwotną i wieloma powrotnymi jak pokazano na rysunku powyżej. Z punktu widzenia techniki zastosowań, podstawowe elementy wykorzystane na takich obiektach to urządzenia do wytwarzania ciepła, wymienniki ciepła i odbiorniki. Urządzenia do wytwarzania ciepła Wymienniki ciepła Odbiorniki Kotły opalane olejem Urządzenia naścienne opalane gazem Kotły opalane drzewem Pompy ciepła Miejskie sieci ciepłownicze Wymienniki ciepła płytowe wspólne stacje wymiany ciepła Zasobniki C.W.U. z lub bez pomp cyrkulacyjnych Wymienniki C.W.U. Obwody grzewcze z pompami Obwody grzewcze z zaworami mieszającymi Wężownice nagrzewu powietrza Do regulacji pracy kotłów grzewczych, instalacji użytkowych lub stacji wymiennikowych może być użyta duża ilość regulatorów przystosowanych do pracy z magistralą LPB poprzez dobiór odpowiednich nastaw parametrów. Siemens Building echnologies CE1N200P / 19.11.1998 Landis & Staefa Division /8
Adresy magistrali LPB W celu umożliwienia wymiany informacji pomiędzy różnymi urządzeniami ciepłowni (obiektu ciepłowniczego) za pośrednictwem magistrali muszą im być przypisane adresy. Adres urządzenia przyłączonego do magistrali składa się z dwóch części: numeru segmentu i numeru urządzenia. W dalszej części tekstu adres ten jest podany jako adres magistrali xx/yy, gdzie xx oznacz numer segmentu a yy numer urządzenia. Można to porównać z adresem pocztowym zawierającym nazwę ulicy i numer domu. Podstawowe zasady Adresy powinny być przyporządkowane w początkowym stadium opracowania projektu technicznego. Nawet w przypadku obiektów zespolonych przyporządkowanie adresu jest bardzo łatwe jeżeli przestrzegane są następujące podstawowe zasady: Każdy adres może być użyty tylko raz. Bardzo często wystarczy używać kolejne numery. W systemie magistrali LPB sekcje obiektu przyłączone do tej samej instalacji zasilającej /powrotnej są z zasady zgrupowane. Jest to zrealizowane poprzez segmentację tak, że wszystkie urządzenia danego segmentu maja nadany ten sam numer segmentu. Znajdują się od 1 do 14 segmentów i główny segment oznaczony 0. Segmenty 1 do 14 są równorzędne. Segment 0 jest szczególnie ważny. Jeżeli obiekt posiada centralne źródło ciepła, urządzenia współpracujące z tym źródłem ciepła są oznaczone adresami w segmencie 0, ale ten segment może być również wykorzystany do innych aplikacji. Wymienniki ciepła i odbiorniki w segmentach 1 do 14 automatycznie przechodzą na pobór ciepła z segmentu 0. Jeżeli ciepłownia posiada kilka urządzeń wytwarzania ciepła, które funkcjonalnie są niezależne (dostarczanie ciepła równoległe) to żadnemu z tych urządzeń wytwarzania ciepła nie może być przypisany adres należący do segmentu 0, ponieważ nie ma głównego źródła ciepła. Jest to na przykład przypadek, kiedy magistrala LPB jest zastosowana do centralnego nadzorowania kilku niezależnych kotłów. W jednym segmencie maksymalnie 16 przyrządów może otrzymać swój numer adresowy (1 do 16). Nadanie przyrządowi numeru 0 (zero) oznacza, że nie może on komunikować się poprzez magistralę. W tym przypadku przyrząd ten działa autonomicznie. Zapotrzebowanie na ciepło jest określone przez regulator nadrzędny odbioru ciepła, natomiast regulację pracy kotłów określa regulator nadrzędny w segmencie ciepłowni. W każdym segmencie musi występować przyrząd z numeru 1, bo tylko tak oznaczony przyrząd może spełniać funkcję regulatora nadrzędnego w segmencie. Podczas nadawania adresów należy koniecznie zwrócić uwagę na następujące zasady: nadawać adresy zgodnie z kierunkiem przepływu ciepła nadając adresy należy zwracać uwagę na czujniki temperatury zewnętrznej (jak na pokazanych przykładach). CE1N200P/ 19.10.1998 Siemens Building echnologies 4/8 Landis & Staefa Division
200Z05p 200Z04p Adresowanie w kierunku przepływu ciepła Regulator zastosowany do urządzeń wytwarzania ciepła jest oznaczony numerem 1, zazwyczaj w segmencie 0 (adres magistrali LPB 0/1). Jeżeli znajduje się kilka (np. n) elementów wytworzenia ciepła, które tworzą układ kaskadowy, poszczególne przyrządy muszą być oznaczone numerami przyrządów 1...n w rosnącej kolejności, zazwyczaj również w segmencie 0 (adresy magistrali LPB 0/1 0/n). Przykład ciepłowni LPB adr. 0/ LPB adr. 0/2 LPB adr. 0/1 Oznaczenia adresowe w ciepłowni z kotłami (n=) Następnie po źródłach ciepła, również regulatorom (np. m) w strefach ogrzewania muszą być nadane adresy w rosnącej kolejności w tym samym segmencie. Numery przyrządów od n+1... do n+m Przykład ogrzewania strefowego LPB adr. 0/ 2 LPB adr. 0/2 LPB adr. 0/1 1 Oznaczenia adresów dla obszarów ogrzewania (n=1, m=2) 1 kocioł grzewczy 2 rurociąg zasilający i powrotny odbiorniki Siemens Building echnologies CE1N200P / 19.11.1998 Landis & Staefa Division 5/8
200Z06p Jeżeli w układzie znajdują się wymienniki ciepła (np. u), które dzielą system na stronę pierwotną i wtórną to muszą być one przypisane do strony wtórnej (odbioru) w segmencie 1...u z numerami przyrządu 1 (adres magistrali LPB x/1). W tym przypadku urządzenia związane z kotłem muszą znajdować się w segmencie 0 (obowiązkowo). Związane z tym obszarem regulatory (np. v), które hydraulicznie przyłączone są do danego wymiennika ciepła mają nadawane numery przyrządu (2...v+1) z tym samym numerem segmentu jak dany wymiennik, z którym współdziałają (adresy magistrali LPB x/2...x/v+1). Przykład dwustopniowej sieci grzewczej LPB adr. 2/2 LPB adr. 2/1 4 5 LPB adr. 1/2 2 LPB adr. 0/1 LPB adr. 1/1 4 5 1 Oznaczenie adresowe w dwustopniowej sieci grzewczej (n=1, u=2, m=1) 1 kocioł grzewczy 2 instalacja pierwotna odbiorniki 4 instalacje wtórne 5 wymiennik, zawór mieszający Oznaczenia adresowe uwzględniające czujnik zewnętrzny Jeżeli regulator posiada zewnętrzny czujnik to wartość jego pomiaru jest przekazywana na magistralę. Przyrząd nie posiadający własnego czujnika przyjmuje wartość z przyrządu z następnym niższym adresem magistrali LPB, który podaje wartość z czujnika. W określeniach uporządkowanych adresów magistrali LPB w pierwszej kolejności jest brany pod uwagę numer segmentu a następnie numer przyrządu. Używany jest rosnący uporządkowany układ adresów magistrali LPB: 0/1; 0/2; 0/; 1/1; 1/2; 2/1; itd. Jeżeli przyrządy z adresami magistrali LPB 0/1...0/n nie posiadają swojego własnego czujnika zewnętrznego co oznacza, że nie ma przyrządu z następny niższy adres magistrali LPB, który mógłby podać wartość z czujnika, wtedy pobierają one tą wartość z przyrządu z wyższym adresem magistrali LPB. CE1N200P/ 19.10.1998 Siemens Building echnologies 6/8 Landis & Staefa Division
200Z07p Przykład adresowania Budynek A LPB adr. 0/2 Budynek B LPB adr. 0/1 Budynek C LPB adr. 0/ Budynek D LPB adr. 0/4 Ponieważ usytuowanie (w stosunku do stron świata) budynków A i B różni się bardzo od usytuowania budynków C i D, powinien być do każdej grupy budynków przydzielony zewnętrzny czujnik. Budynek A będzie przyjmować wartość z czujnika budynku B, a budynek D wartość z czujnika budynku C. Źródło ciepła umieszczone jest w budynku B. Obserwując wyżej podane podstawowe zasady, widać że przyrząd w budynku B jest oznaczony adresem magistrali 0/1. Przyrządy w budynku B, C, D mają nadane adresy 0/2 do 0/4, dzięki temu numery przyrządów są przydzielone (oznaczone) tak, że budynki bez własnego czujnika zewnętrznego śledzą adresy magistrali, które dostarczają sygnał temperatury zewnętrznej. Budynek Adres magistrali Wartość temperatury zewnętrznej A 0/2 z budynku B B 0/1 z własnego czujnika zewnętrznego C 0/ z własnego czujnika zewnętrznego D 0/4 z budynku C Jeżeli z jakiegoś powodu czujnik temperatury na zewnątrz musi być umieszczony na budynku A zamiast na B adresy będą musiały być oznaczone jak niżej: Budynek Adres magistrali Wartość temperatury na zewnątrz budynek A 0/4 z własnego czujnika zewnętrznego budynek B 0/1 z budynku A budynek C 0/2 z własnego czujnika zewnętrznego budynek D 0/ z budynku C Doprowadzenie wartości z czujnika do innych urządzeń Uwaga Synchronizacja czasu Uwaga Podawanie błędów Przy poprawnym skonfigurowaniu regulatorów w segmentach możemy być pewni, że regulatory będą w stanie przekazać na magistralę wartość temperatury (np. wody zasilającej po stronie pierwotnej). a wartość z czujnika może dalej być wykorzystana przez wszystkie przyrządy w tym samym segmencie. ylko jeden regulator magistrali LPB w segmencie może dostarczać do magistrali wielkości pomiarowe z czujników za wyjątkiem pomiaru temperatury zewnętrznej. Większość regulatorów magistrali LPB ma możliwość podawania daty tak jak zegar wiodący lub synchronizować swoje zegary zgodnie z zegarem wiodącym. W każdym układzie magistrali LPB tylko jeden przyrząd może być ustalony do pełnienia funkcji zegara wiodącego. Może to być ustalone na czynnej linii odpowiedniego przyrządu. Przyrządy dostarczane są z nastawą nie pełni funkcji zegara wiodącego. W czasie projektowania obiektu musi być podjęta decyzja czy funkcja ta jest wymagana i jeżeli tak należy określić któremu przyrządowi funkcja zegara wiodącego powinna być przypisana. Większość przyrządów magistrali LPB ma zdolność podawania błędów wskazań innych przyrządów magistrali LPB. Informacje o tym, które błędy z poszczególnych przyrządów są podawane i jakich ograniczeń dotyczą (np. tylko podanie błędów z tego samego segmentu) są podane w dokumentacji odpowiednich przyrządów. Siemens Building echnologies CE1N200P / 19.11.1998 Landis & Staefa Division 7/8
Uruchomienie Połączenia kablowe Konfigurowanie regulatorów Adresy na magistrali LPB Dokumentacja Przed przyłączeniem regulatorów do magistrali musi być sprawdzone okablowanie. Błędy okablowania są znacznie trudniejsze do wykrycia, gdy kilka przyrządów jest już podłączonych. Ponieważ magistrala jest dwużyłowym kablem, którego żyły są wzajemnie niezamienne, należy koniecznie zwrócić uwagę na biegunowość żył magistrali (MB i DB) przy podłączeniu przyrządów. Napięcie żyły DB wobec MB musi wynosić 15 18 V DC. Napięcie to może zmieniać się, gdy obniża się ten poziom w czasie komunikowania. W przypadku rozległych sieci okablowania zaleca się przechowywać zapis zmierzonych oporności linii. Do konfigurowania regulatorów należy korzystać z dokumentacji objaśniającej poszczególne jednostki. Jest ważne, aby konfiguracja danych egzemplarzy była wykonana zgodnie z ich zastosowaniem (odbiorniki, wymienniki ciepła itp.). Konfiguracje obejmujące cały układ (zegar wiodący itp.) muszą być wykonane w odpowiednich regulatorach w zgodności z dokumentacją projektu. Dostarczone nowe przyrządy mają ustawiony adres magistrali na 0/0. W celu umożliwienia wzajemnej komunikacji przyrządów podłączonych do magistrali muszą być nadane im adresy (jak podano w dziale Instrukcje techniczne ). Oczywiście nie wolno nadać takiego samego adresu dwukrotnie. Dwukrotnie użyte adresy nie będą identyfikowane przez system. Okablowanie i nadane adresy magistrali LPB muszą być podane w dokumentacji, aby uniknąć problemów gdy będzie potrzeba znalezienia błędów (w okablowaniu, rozgałęzieniach, puszkach łączeniowych i oznakowaniu kabli). W rozległych systemach zaleca się przechowywanie protokołów ze zmierzonych przed przyłączeniem regulatorów wartości oporności linii. Dokumentacja powinna również zawierać przydzielone funkcje różnym przyrządom z odpowiadającym i m adresami magistrali LPB. Np. przyrząd z numerem 1 oznaczony adresem magistrali 1/1 podaje temperaturę zewnętrzną WSCHÓD, jest zegarem wiodącym i podaje wartości z czujnika temperatury wody zasilającej. Diagnostyka Informacja ogólna Przechodzenie na sygnał temperatury zewnętrznej Przyjmowanie wartości ze wspólnych czujników Synchronizacja czasu Informacje o błędach Regulatory do pracy z magistralą LPB posiadają albo wskaźnik LED czy LCD pokazujące stan magistrali lub (operating line), która informuje o stanie magistrali. Wskaźniki te umożliwiają pierwszą diagnostykę pokazując czy magistrala LPB jest prawidłowo połączona. Bardziej szczegółowe informacje podano w karcie katalogowej 202. W celu upewnienia się, że adresy magistrali LPB zostały prawidłowo nadane oraz że wymagane działanie będzie uzyskane, można wykonać kilka prób - jeżeli uznano to za potrzebne. Należy koniecznie sprawdzić, czy do przyrządów dochodzi prawidłowa wartość sygnału temperatury zewnętrznej. emperatura ta powinna być przyjęta nie dłużej niż po 10 minutach i może być wywoływana w trybie obsługi. Jeżeli przyrząd otrzymuje jakąś wartość z czujnika od innego przyrządu, powinno być możliwe wywołanie jego z odpowiedniej linii po upływie nie więcej niż 2 minut. Jeżeli na zegarze wiodącym zostanie zmieniona data, pozostałe przyrządy powinny przyjąć tę zmianę w ciągu jednej minuty. Jeżeli ta zmiana nie zostanie przyjęta po 10 minutach to nastawy (zegara wiodącego, synchronizacja czasu) i wzajemna komunikacja powinny być sprawdzone. Symulowanie błędnych sygnałów (np. odłączenie czujnika) umożliwi sprawdzenie czy błędy są sygnalizowane i wskazywane przez odpowiednie przyrządy (należy zachować ostrożność z podawaniem sygnałów błędów podczas pracy obiektu). 1996 Siemens Building echnologies CE1N200P/ 19.10.1998 Siemens Building echnologies 8/8 Landis & Staefa Division