LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI Ćwiczenie 4 Temat: Programowanie cyfrowego regulatora instalacji ogrzewczej 1. Zagadnienia do przygotowania schemat węzła c.o. i c.w.u. wraz z układem regulacji; krzywe grzania, regulacja pogodowa; otwarty a zamknięty układ regulacji. 1. Wprowadzenie Cyfrowy regulator instalacji ogrzewczej RVP96 steruje instalacją centralnego ogrzewania oraz centralnym przygotowaniem ciepłej wody dla budynku. Jest regulatorem pośredniego działania, elektrycznym, typu PID, o wyjściu trójpołoŝeniowym. Przykładowy schemat węzła c.o. (centralnego ogrzewania) i c.w.u. (ciepłej wody uŝytkowej) przedstawia rysunek 1. 2. Zadania regulatora Sterowanie instalacją centralnego ogrzewania Regulator na podstawie zmierzonej temperatury zewnętrznej i/lub wewnętrznej oblicza wymaganą temperaturę zasilania i po porównaniu jej ze zmierzoną temperaturą zasilania instalacji tak otwiera lub zamyka zawór na sieci cieplnej aby temperatura zmierzona była równa obliczonej. Układ regulacji temperatury pomieszczenia ma strukturę otwartą gdy regulacja temperatury zasilania odbywa się wyłącznie w funkcji temperatury zewnętrznej (tzw. regulacja nadąŝna) lub strukturę zamkniętą, gdy regulator bierze pod uwagę równieŝ wskazania czujnika temperatury pomieszczenia. Sterowanie instalacją ciepłej wody uŝytkowej Gdy temperatura w podgrzewaczu pojemnościowym spadnie poniŝej zadanej temperatury c.w.u., regulator otwiera zawór elektromagnetyczny i ewentualnie podnosi temperaturę zasilania (jesień, wiosna). Opór hydrauliczny obiegu przez podgrzewacz pojemnościowy jest znacznie mniejszy niŝ przez instalację c.o. (="priorytet hydrauliczny") co powoduje, Ŝe przy otwartym zaworze elektromagnetycznym dominująca część wody płynie przez podgrzewacz pojemnościowy. Dodatkowo regulator załącza/wyłącza pompę cyrkulacyjną c.w.u. Sterowanie przygotowaniem c.w.u. ma strukturę zamkniętą (jest oparte na ujemnym sprzęŝeniu zwrotnym).
OGRZEWANE POMIESZCZENIE CZUJNIKI: 1. Temperatura zewnę trzna 2. Temperatura wewnę trzna 3. Temperatura zasilania instalacji 4. Temperatura ciepłej wody uŝ ytkowej 5. Temperatura powrotu wody sieciowej 2 cyrkulacja c.w.u. pompa cyrkulacyjna c.w.u. instalacja centralnego ogrzewania 4 ciepła woda uŝ ytkowa (c.w.u.) podgrzewacz pojemnoś ciowy z wodocią gu pompa obiegowa 3 REGULATOR wymiennik ciepła (np. płytowy) 5 1 SIEĆ CIEPLNA zawór regulacyjny Rys. 1 Przykładowy schemat węzła c.o. i c.w.u. wraz z układem regulacji
Kontrola temperatury powrotu wody sieciowej Regulator moŝe kontrolować, czy temperatura powrotu wody sieciowej nie jest zbyt wysoka (= wymóg administratora sieci cieplnej - np. Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej). W przypadku przekroczenia dopuszczalnej temperatury powrotu wody sieciowej czyli zbyt małego ochłodzenia wody w węźle cieplnym regulator przymyka zawór regulacyjny wody sieciowej. 3. Charakterystyki ogrzewania czyli krzywe grzania Charakterystyki ogrzewania oraz ich oznaczenia dla badanego regulatora przedstawia rys. 2. Rys. 2. Charakterystyki ogrzewania dla badanego regulatora 4. Stanowisko laboratoryjne Regulator na stanowisku reguluje wyłącznie instalacją c.o. Aby uzyskać moŝliwość testowania regulatora zamiast czujników temperatury zasilania tz oraz zewnętrznej te (normalnie obydwa typu Pt1000) zastosowano oporniki o nastawialnym oporze. Siłownik zaworu regulacyjnego wody sieciowej zasymulowano za pomocą dwóch lamp. Sygnał regulatora otwierający zawór zapala lampę górną, zamykający - dolną. Pracę pompy obiegowej symuluje mały wentylator łazienkowy. Schemat stanowiska przedstawia rys. 3.
Rys. 3 Schemat stanowiska pomiarowego
5. Programowanie regulatora Wygląd płyty czołowej regulatora Rys. 4 Płyta czołowa regulatora Oznaczenia: 1. Godzina i dzień tygodnia 2. Temperatury nastawione i zmierzone 3. Nastawiona charakterystyka ogrzewania 4. Klawisze do zmiany wyświetlonej nazwy 5. Praca zimowa - dla c.o. i c.w.u. - automatyczna wg zadanego programu 6. Wyłączenie c.o. i c.w.u. - tylko zabezpieczenie przed zamarznięciem (= załączenie instalacji ogrzewczej przy obniŝeniu się temperatury poniŝej zadanego progu np. +8 C) 7. Praca letnia - tylko przygotowanie c.w.u. + zabezpieczenie przed zamarznięciem 8. Wymuszenie temperatury obniŝonej 9. Wymuszenie temperatury normalnej 10. Wskazanie wybranego trybu pracy 11. Wywołanie programów grzewczych poszczególnych dni 12. Przycisk standardowego programu grzewczego 13. Programy grzewcze - wstawienie odcinka czasowego o obniŝonej temperaturze 14. Programy grzewcze - wstawienie odcinka czasowego o normalnej temperaturze 15. Przycisk powrotny dla przycisków 13 i 14 16. Odcinek czasu o obniŝonej temperaturze 17. Odcinek czasu o normalnej temperaturze 18. Znacznik aktualnego czasu 19. Wyświetlanie godziny i dnia tygodnia lub temperatury zasilania instalacji 20. Wyświetlenie aktualnego stanu pracy regulatora: zabezpieczenie przed zamarznięciem; praca letnia; temperatura obniŝona; temperatura normalna; jest ładowany podgrzewacz pojemnościowy zadziałało ograniczenie (np. za wysoka temp. zasilania instalacji lub powrotu do sieci cieplnej) 21. Przełącznik na sterowanie ręczne awaryjne regulatora 22. Miejsce na instrukcję obsługi. Testowanie działania siłownika Przytrzymać przez 5 sekund klawisz 5 (AUTO). Regulator przeszedł w tryb ręcznego nastawiania. Przycisk "+" słuŝy do otwierania zaworu; przycisk "-" - do zamykania). Nastawianie czasu
Wcisnąć przycisk 1; przyciskami 4 nastawić dzień tygodnia i godzinę Temperatury Temperatury wywołuje się przyciskiem 2; zmiana nastaw przyciskami 4. Nazwa na wyświetlaczu Opis Typ Nastawa fabryczna Zakres nastaw TEMP1 Temperatura normalna Nastawa 20 C 14...25,5 C TEMP2 Temperatura obniŝona Nastawa 14 C 8...19,5 C TEMP3 Temperatura c.w.u. Nastawa 55 C zmienny TEMP4 Temperatura zabezpieczenia przed mrozem Nastawa 10 C 4...19,5 C TEMP5 Temperatura graniczna sezonu grzewczego Nastawa 16 C 8...29,5 C TEMP6 Temperatura zasilania instalacji Pomiar TEMP7 Temperatura w podgrzewaczu pojemnościowym Pomiar TEMP8 Temperatura w pomieszczeniu Pomiar Parametry instalacji Przejście do parametrów instalacji: - nacisnąć krótko dowolny klawisz; - nacisnąć razem przyciski 14 i 15 przez 2-4 sek - ukaŝe się ADAPT1; - ADAPT2 i następne - przez wciskanie przycisku 15. Nazwa na wyświetlaczu Opis Typ Nastawa fabryczna Zakres nastaw ADAPT1 Charakterystyka ogrzewania Nastawa 14 0...39,5 ADAPT2 Ograniczenie maksymalnej temperatury zasilania Nastawa 80 C 8...119,5 C ADAPT3 Wpływ temperatury w pomieszczeniu Nastawa 8 0...15 ADAPT4 Temperatura wody ładującej podgrzewacz Nastawa 70 C 0...119,5 C ADAPT5 Kodowanie typu zasilania podgrzewacza c.w.u. Nastawa 2 0...15 ADAPT6 (zawór-pompa, priorytet,...) Kodowanie typu budynku (lekki-cięŝki), moŝliwości adaptacji charakterystyk ogrzewczych (tak-nie), zabezpieczenia przed mrozem (tak-nie). ADAPT7 ADAPT8 Temperatura powrotna wody sieciowej Pomiar Nastawa 4 0...15
6. Czujniki Wszystkie czujniki podłączone do regulatora powinny być typu Pt 1000. Charakterystykę czujnika Pt 1000 przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Charakterystyka czujnika Pt 1000 t [ C] R [Ω] t [ C] R [Ω] -30 871 35 1161-25 892 40 1185-20 913 45 1209-15 935 50 1234-10 956 55 1258-5 978 60 1283 0 1000 65 1309 5 1022 70 1334 10 1045 75 1360 15 1068 80 1386 20 1091 85 1412 25 1114 90 1438 30 1137 95 1465 100 1492 105 1519 110 1546 115 1574 120 1601 125 1629 130 1658 7. Zadania a) przetestować tryb ręcznego nastawiania otwarcia zaworu; b) za pomocą ADAPT3 uniezaleŝnić działanie regulatora od temperatury w pomieszczeniu; c) zaprogramować 3 doby z nocnym i dziennym obniŝeniem temperatury; d) zaprogramować krzywą grzania dla ogrzewania podłogowego (dla te=-18 C tz=55 C); e) nastawić te=-10 C; ustalić taką temperaturę zasilania, przy której regulator nie otwiera ani nie zamyka zaworu; f) przetestować reakcje regulatora na zmianę temperatury zasilania lub temperatury otoczenia; g) podpunkty d), e) i f) powtórzyć dla ogrzewania konwekcyjnego (dla te=-18 C tz=90 C).