1 Regulator nadrzędny Regulator nadrzędny jest obok regulatora przepływów częścią szafy nadrzędnej. Zadania regulatora nadrzędnego Regulator nadrzędny posiada następujące zadania: Wyliczanie mocy odniesienia widełek w sezonie grzewczym według algorytmu Algorytm wyliczania mocy odniesienia i widełek mocy Wyliczanie współczynnika Kpmk do korekcji mocy kotłów według algorytmu Algorytm wyliczania współczynnika Kpmk do korekcji mocy kotłów Wyznaczanie współczynnika dyspozycjialgorytm wyliczania współczynnika dyspozycji Algorytm wyliczania mocy odniesienia i widełek mocy Moc odniesienia Qobl jest obliczana na podstawie wyliczanej temperatury odniesienia Tod (funkcja 00), aktualnej temperatury powrotów z sieci Tpow (pierwsze okienko na panelu wyświetlaczy) oraz przepływu w sieci (funkcja 30), przy czym do obliczeń brana jest średnia wartość przepływu z ostatniej godziny Gc1h wg następującego wzoru: Qobl = Wydnsc(Tod Tpow, Gc1h), (1.1) Funkcja Wydnsc() została zdefiniowana w następujący sposób: (1.2)
2 Temperatura odniesienia Tod jest wyliczana na podstawie temperatury sterującej Tste (funkcja 11), temperatury normalnej Tnor (funkcja 10) oraz programowalnego współczynnika przewidywalności k_przew (funkcja 52). Temperatura odniesienia Tod jest wyliczana w dwóch krokach najpierw wyliczane są jej dwie składowe: składowa od temperatury sterującej: Tost = get_temp_tab(tste) + Tod_kor składowa od temperatury normalnej: Tono = get_temp_tab(tnor) + Tod_kor gdzie Tste temperatura sterująca, Tnor temperatura normalna, Tod_kor programowalna na funkcji 45 korekta, a get_temp_tab() funkcja wyliczająca temperaturę odniesienia w oparciu o łamaną przechodzącą przez następujące punkty charakterystyczne: get_temp_tab(+12 C) = 60 C get_temp_tab(+4 C) = 70 C get_temp_tab( 20 C) = 130 C
3 Wartość Tod_kor programowana na funkcji 45 umożliwia przesunięcie ("podniesienie" lub "opuszczenie") całej charakterystyki. Ostatecznie temperatura odniesienia Tod jest wyliczana wg wzoru: Tod = Tono + (Tost Tono) * k_przew, (1.3) gdzie k_przew programowany na funkcji 52 "współczynnik przewidywalności".
4 Widełki mocy ciepłowni są wyznaczone w odmienny sposób dla sezonu letniego i zimowego W sezonie letnim wartość ta wyliczana jest w następujący sposób (tylko wtedy, gdy przełącznik trybu pracy regulatora jest w pozycji 2 praca w synchronizacji w przeciwnym wypadku widełki nie są liczone): corr_q[mw] = (Twy24h[ C] Twy_od[ C]) * Qc24h[MW] * 1/4[ C/%] * 1[%] (1.4) Qmin[MW] = Qc24h[MW] Qc24h[MW] * 10[%] corr_q[mw] (1.5) Qmax[MW] = Qc24h[MW] + Qc24h[MW] * 10[%] corr_q[mw] (1.6) gdzie: Twy24h średnia krocząca temperatury wyjściowej ciepłowni z ostatniej doby (funkcja 46). Twy_od temperatura odniesienia wody z ciepłowni. W sezonie letnim jest ona programowana na funkcji 00. Qc24h średnia krocząca mocy ciepłowni z ostatniej doby (wartość nigdzie nie wyświetlana, można odczytać ją w programie przeglądającym). Qmin dolna wartość widełek mocy (funkcja 20). Qmax dolna wartość widełek mocy (funkcja 22). wzór 1.4. można zinterpretować następująco: na każde 4 C odchyłki średniodobowej temperatury wyjściowej Twy24h korekta corr_q przekłada się na 1% mocy. Wartość minimalna Qmin 1.5. i maksymalna Qmax 1.6 mocy powstaje przez odpowiednio odjęcie lub dodanie 10% tej mocy oraz w obu przypadkach odjęcie korekty corr_q. W sezonie zimowym jako wyliczona moc odniesienia Qobl +/ 0,5MW. Algorytm wyliczania współczynnika Kpmk do korekcji mocy kotłów
5 Najpierw sterownik nadrzędny wylicza współczynnik korekty mocy kotłów wg następującego wzoru: gdzie: Kpmk współczynnik korekty mocy kotłów Qobl moc odniesienia ciepłowni (patrz wyżej) Qsumodn suma mocy odniesienia wszystkich pracujących kotłów (regulator nadrzędny klasyfikuje kocioł jako pracujący bądź niepracujący na podstawie jego aktualnej mocy rzeczywistej za wartość graniczną przyjęto 0,150MW w przypadku kotła WCO 80 i 0,3MW w przypadku kotła WR 2,5). (1.7) Qc1h średnia moc ciepłowni z ostatniej godziny. (1.8) Jak widać na wartość Kpmk składają się dwa czynniki: pierwszy (Qobl / Qsumodn) określa jaki jest stosunek zapotrzebowania na moc ciepłowni do sumy zaprogramowanych mocy kotłów; jeżeli stosunek ten wynosi 100% oznacza, to, że aktualnie zaprogramowana moc na wszystkich kotłach jest równa aktualnemu zapotrzebowaniu na moc ciepłowni Qobl; jeżeli wynosiłby 200% oznaczałoby to, ze suma zaprogramowanych mocy kotłów jest o połowę za mała w stosunku do zapotrzebowania na moc Qobl a zatem sterownik nadrzędny będzie musiał wysłać do kotłów informację o tym, że muszą one pracować z mocą równą 200% mocy zaprogramowanej. Ponieważ jednak moc ciepłowni jest zawsze mniejsza od sumy mocy wszystkich kotłów (ze względu na potrzeby własne ciepłowni) stąd potrzebny jest drugi czynnik ((Qobl) / (Qc1h)) który wskazuje jaki jest stosunek mocy odniesienia do rzeczywistej mocy ciepłowni czyli uwzględnia wydatek mocy na potrzeby własne. Tak wyliczony współczynnik korekty mocy Kpmk jest następnie wysyłany do wszystkich kotłów, które wyliczają swoją moc odniesienia przemnażając zaprogramowaną moc zadaną przez Kpmk.
6 Przy tym algorytmie należy jeszcze zwrócić uwagę na dwie rzeczy: wartość bezwzględna mocy zaprogramowanej na sterownikach kotłów nie ma praktycznego znaczenia znaczenie ma to jaki jest stosunek mocy poszczególnych kotłów pomiędzy sobą (przykład: jeśli na pierwszym kotle zaprogramujemy 0,5MW, a na drugim 1MW to oznacza to tylko tyle, że kocioł drugi będzie zawsze pracował z mocą dwukrotnie większą od kotła pierwszego, zaś bezwzględna wartość mocy zostanie wyliczona automatycznie przy udziale sterownika nadrzędnego jeśli nadrzędny wyliczy, że zapotrzebowanie na moc kotłów wynosi 6MW to kocioł pierwszy będzie pracował z mocą 2MW, a kocioł drugi z mocą 4MW tak by zgadzała się suma mocy (tu: 6MW) oraz rozkład mocy pomiędzy kotłami (tu: kocioł drugi ma pracować z dwa razy większą mocą niż kocioł pierwszy) wartość Kpmk dużo różniąca się od 100 (np. 300) nie jest niczym nienormalnym i nie należy z tego powodu dokonywać zmian zaprogramowanej mocy odniesienia kotłów; tak jak napisano w poprzednim punkcie zaprogramowane na poszczególnych sterownikach kotłów wartości mocy odniesienia służą tylko do określenia w jaki sposób chcemy rozłożyć obciążenie pomiędzy poszczególne kotły, zaś o to by uzyskać odpowiednią moc sumaryczną zadba sterownik nadrzędny wyliczając odpowiednią wartość współczynnika Kpmk Przykład Załóżmy, że obecnie na ciepłowni pracują kotły: WCO 80 nr 1 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 1[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 0[MW] WCO 80 nr 2 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 1[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 0,8[MW] WCO 80 nr 3 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 1[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 1[MW] WR 2,5 nr 4 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 2[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 2[MW] Moc obliczeniowa Qobl = 4,5[MW], natomiast moc ciepłowni z ostatniej godziny Qc1h = 4,3[MW]. Wówczas korzystając ze wzoru na Kpmk, możemy obliczyć jego wartość:
7 Na poniższym schemacie przedstawiono zespół kotłów pracujących w algorytmie według powyższych założeń: Poniższy (rzeczywisty) wykres z MPEC Tarnowskie Góry pokazuje przykładowe zmiany współczynnika Kpmk w ciągu doby. Współczynnik rośnie, gdy "podnoszą się" widełki mocy (2) co pociąga za sobą wzrost mocy ciepłowni, a spada, gdy widełki mocy obniżają się (1).
8
9 Algorytm wyliczania współczynnika dyspozycji Współczynnik dyspozycji jest wykorzystywany do stabilizacji ciśnienia dyspozycyjnego przez regulatory odpływów. Jest to funkcja zdefiniowana w następujący sposób: gdzie: get_wsp_pdysp(t= 20 C) = 100[%]... get_wsp_pdysp(t=6 C) = 100[%] get_wsp_pdysp(t=12 C) = tx_wsp_pdysp tx_wsp_pdysp zadana wartość dla mnożnika ciśnienia dyspozycyjnego przy temperaturze +12 C (funkcja 12). Tak więc funkcja get_wsp_pdysp dla temperatur (będących parametrem funkcji) większych bądź równych 6 C jest zdefiniowana jako: (1.10) Dla temperatur (będących parametrem funkcji) mniejszych od 6 C funkcja zwraca zawsze 100. Najmniejszą wartość jaką może zwrócić funkcja to 0. Znaczenie poszczególnych funkcji Wyświetlacz stały [TEMPERATURA WYJ] temperatura wyjsciowa Pomiar z czujnika Pt100, zakres przetwarzania 0..200 C, wejście 10. 00 temperatura z tabeli [ C] Temperatura wyjściowa odniesienia. W sezonie zimowym wyliczana na podstawie temp. zewnętrznej, w sezonie letnim programowana na funkcji 00. 01 temperatura wody w kolektorze za kotlami [ C] Pomiar czujnik Pt100, zakres przetwarzania 0..200 C.
10 02 temperatura zewnetrzna [ C] Pomiar czujnik Pt100, zakres przetwarzania 30..70 C. 03 temperatura zewnetrzna na sloncu Pomiar czujnik Pt100, zakres przetwarzania 30..70 C. 04 wysterowanie falownika [%] Przedstawia aktualne wysterowanie falownika pompy mieszającej W trybie 1 praca ręczna wartość nie jest wyświetlana W trybie 2 praca w synchronizacji wartość ta pokrywa się z wartością wyświetlaną na funkcji 05 W trybie 3 praca automatyczna wartość ta jest dobierana wg algorytmu Wartość wysterowania przekłada się liniowo na częstotliwość tzn. można przyjąć, że każdy 1 % wysterowania falownika oznacza zmianę częstotliwości o 0.5 Hz. 05 wysterowanie falownika z zadajnika [%] Sygnał prądowy W trybie 1 praca ręczna jest podawany na wejście prądowe falownika bez udziału sterownika W trybie 2 praca w synchronizacji sterownik przepisuje wartość wejścia prądowego na swoje wyjście W trybie 3 praca automatyczna położenie zadajnika nie ma wpływu na wysterowanie falownika 10 temperatura "normalna" (srednia 24 godz.) [ C] Arytmetyczna średnia krocząca z temperatury zewnętrznej z ostatnich 24 godzin. Jest ona uaktualniana co jedną godzinę 11 temperatura "sterujaca" [ C] jest to skorygowana temperatura "normalna" (funkcja 10) wykorzystywana do obliczenia mocy odniesienia; na wielkość korekty wpływ mają: temperatura zewnętrzna na słońcu (funkcja 03), współczynnik wpływu słońca (funkcja 91), prędkość wiatru (funkcja 70), współczynnik wpływu wiatru (funkcja 92), sumaryczna korekta temperatury zewnętrznej (funkcja 86); jest wykorzystywana do sterowania tylko w zimie. 12 zadany mnożnik ciśnienia dyspozycyjnego przy temperaturze +12 C [%]. Wartość programowana określająca wartość współczynnika dyspozycji +12 C wyrażona w procentach. 13 aktualny mnożnik ciśnienia dyspozycyjnego [%] Parametr jest obliczany w następujący sposób: wsp_pdysp[%] = wsp_pdysp_norm[%] + (wsp_pdysp_ster[%] wsp_pdysp_norm[%]) * k_przew [%] (1.11)
11 gdzie: wsp_pdysp_ster współczynnik dyspozycji od temperatury sterującej (funkcja 75). wsp_pdysp_norm współczynnik dyspozycji od temperatury normalnej (funkcja 76). k_przew współczynnik przewidywalności (funkcja 52). 16 korekta zadanej mocy kotłów [%] wyliczona wartość korekty mocy kotłów Kpmk 20 moc minimalna [MW] Dolna wartość widełek mocy (moc odniesienia pomniejszona o 4MW); ma znaczenie tylko w zimie. 21 moc cieplowni [MW] Aktualna moc ciepłowni policzona z ostatnich dziesięciu minut na podstawie temperatury wyjściowej (wartość wyświetlana na wyświetlaczu stałym), powrotnej (wartość wyświetlana na pozycji 1 panelu wyświetlaczy) oraz przepływu ciepłowni (wartość wyświetlana na pozycji 3 panelu wyświetlaczy). 22 moc maksymalna [MW] Górna wartość widełek mocy (moc odniesienia powiększona o 4MW); ma znaczenie tylko w zimie. 23 moc obliczeniowa [MW] moc wyliczona ze wzoru 1.1. 24 moc deficytowa [MW] różnica pomiędzy funkcjami: 23 a 21 średnia z ostatniej doby (parametr informacyjny nie wykorzystywany do sterowania) 30 aktualny przeplyw systemu [t/h] Aktualny przepływ ciepłowni 31 przeplyw z ostatnich 3 ch minut uśredniony przepływ systemu (funkcja 30) z ostatnich 3min. 45 korekta temperatury odniesienia [ C] wartość programowana na funkcji 45 pozwala to wprowadzić dodatkową korektę do wyliczanej temperatury odniesienia na sieć 46 średnia dobowa temperatura wyjściowa [ C] wartość temperatury wody wyjściowej (wartość wyświetlana na wyświetlaczu stałym) z ostatniej doby. 52 współczynnik przewidywalności: [%] Wartość programowana na funkcji 52 parametr wykorzystywany w algorytmach Algorytm wyliczania mocy odniesienia i widełek mocy, Algorytmu wyliczania współczynnika dyspozycji. 86 współczynnik przewidywalności: [%] korekta do temperatury sterującej pochodząca od
12 temperatury zewnętrznej mająca na celu uwzględnienie tendencji zmian temperatury zewnętrznej, wyliczana w następujący sposób: corr = Tz3h Tz24h + Tz3h Tz_l3h + Tz6h Tz_l6h + Tz12h Tz_l12h + Tz24h Tz_l24h, gdzie: Tzxh średnia temp. zewnętrzna z ostatnich x godzin [ C] Tz_lxh średnia temp. zewnętrzna z ostatnich x godzin z poprzedniej doby [ C] 90 temperatura "startu" [ C] Parametr programowalny na funkcji 90, który jest podstawiany do wszystkich wartości średnich temperatur zewnętrznych, gdy sterownik nie posiada jeszcze rzeczywistych temperatur średnich niezbędnych do wyliczenia korekt temp. sterującej. Dlatego też po każdorazowym przeprogramowaniu sterownika jako temperaturę "startu" należy ustawić wartość temperatury sterującej (funkcja 11) bezpośrednio sprzed programowania. 91 wspolczynnik wplywu slonca [%] Parametr programowalny na funkcji 91 ustalający w jakim stopniu pomiar temperatury "na słońcu" wpływa na temp. sterującą. 92 wspolczynnik wplywu wiatru [%] Parametr programowalny na funkcji 92 ustalający w jakim stopniu prędkość wiatru wpływa na temp. sterującą. 97 Stan wejść logicznych 1 4 Na poszczególnych pozycjach wyświetlacza pokazywane są stany wejść logicznych: zwarte = "1", rozwarte = "0". Pozycje liczone są od lewej strony: pierwsza cyfra pokazuje stan wejścia logicznego nr 1, druga stan wejścia logicznego nr 2, itd. 98 Stan wejść logicznych 5 8 Podobnie jak funkcja 97, ale dla wejść 5 8 Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 1 temperatura powrotna Pomiar z czujnika Pt100, zakres przetwarzania 0..200 C, wejście 9. Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 2 temperatura zewnetrzna Pomiar czujnik Pt100, zakres przetwarzania 30..70 C. Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 3 przeplyw systemu Aktualny przepływ ciepłowni. Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 4 wydajnosc cieplowni z ostatnich 10 min Aktualna moc ciepłowni policzona z ostatnich dziesięciu minut na podstawie temperatury wyjściowej (wartość wyświetlana na wyświetlaczu stałym), powrotnej (wartość
13 wyświetlana na pozycji 1 panelu wyświetlaczy) oraz przepływu ciepłowni (wartość wyświetlana na pozycji 3 panelu wyświetlaczy). Wartości wyświetlane numer stały wyświetlacz opis temperatura wyjsciowa ne Wersja pamięci EPROM: 3000 nl Wersja biblioteki procedur: 1001 nb Kompilacja biblioteki procedur: 7016 np Wersja programu technologicznego: 3006 00 temperatura z tabeli [ C] 01 temperatura wody w kolektorze za kotlami [ C] 02 temperatura zewnetrzna [ C] 03 temperatura zewnetrzna na sloncu 04 wysterowanie falownika [%] 05 wysterowanie falownika z zadajnika [%] 10 temperatura "normalna" (srednia 24 godz.) [ C] 11 temperatura "sterujaca" [ C] 12 zadany mnożnik ciśnienia dyspozycyjnego przy temperaturze +12 C [%] 13 aktualny mnożnik ciśnienia dyspozycyjnego [%] 16 korekta zadanej mocy kotłów [%] 20 moc minimalna [MW] 21 moc cieplowni [MW] 22 moc maksymalna [MW] 23 moc obliczeniowa [MW] 24 moc deficytowa [MW] 30 aktualny przeplyw systemu [t/h] 31 przeplyw z ostatnich 3 ch minut 40 stan analizy kotlow 45 korekta temperatury odniesienia [ C] 46 średnia dobowa temperatura wyjściowa [ C]
14 52 współczynnik przewidywalności: [%] 61 predkosc wiatru [m/s] 84 sumaryczna korekta [ C] 90 temperatura "startu" [ C] 91 wspolczynnik wplywu slonca [%] 92 wspolczynnik wplywu wiatru [%] 97 Stan wejść logicznych 1 4 98 Stan wejść logicznych 5 8 Panele wyświetlaczy temperatura powrotna przeplyw systemu Wartości stałe temperatura zewnetrzna wydajnosc cieplowni z ostatnich 10 min numer minimalna wartość maksymalna wartość 00 55 140 58 12 0 100 70 domyślna wartość opis temperatura wyjściowa na sieć w sezonie letnim [ C] zadana wartość mnożnika ciśnienia dyspozycyjnego przy temperaturze +12 C 45 15,0 15,0 5,0 korekta do temperatury odniesienia [ C] 52 0 100 100 wpółczynnik przewidywalności [%] 61 0,0 10,0 0,0 predkosc wiatru 90 20,0 20,0 1,4 temperatura "startu" 91 0,0 1,0 0,3 wspolczynnik wplywu slonca 92 0,0 1,0 0,1 wspolczynnik wplywu wiatru 95 0,1 0,9 0,7 Wejścia analogowe numer opis 01 przeplyw cieplowni (4..20mA) 02 przeplyw mieszania goracego (4..20mA) 03 rezerwa (4..20mA) 04 rezerwa (4..20mA)
15 05 zadajnik pradowy falownika pompy (4..20mA) 06 rezerwa (4..20mA) 07 rezerwa (0..200 C) 08 temperatura wody w kolektorze za kotlami (0..200 C) 09 temperatura wody powracajacej z systemu (0..200 C) 10 temperatura wody wyjsciowej do systemu (0..200 C) 11 temperatura zewnetrzna na sloncu ( 30..70 C) 12 temperatura zewnetrzna ( 30..70 C) Wejścia logiczne numer opis 01 praca automatyczna 02 synchronizacja 03 rezerwa 04 rezerwa 05 rezerwa 06 sezon zimowy 07 rezerwa 08 rezerwa Wyjścia analogowe numer opis 01 wysterowanie falownika pompy mieszajacej 02 rezerwa 03 rezerwa Wyjścia przekaźnikowe numer opis 01 praca automatyczna 02 rezerwa 03 rezerwa 04 rezerwa 05 rezerwa 06 sygnalizacja transmisji z komputera
16 07 sygnalizacja regulacji 08 sygnal do kotlow "nic nie rob" 09 sygnalizacja braku transmisji 10 wstrzymanie regulacji zaklocenie pracy kotlow 11 koniec zakresu regulacji przeplywem mieszania 12 przekroczenie mocy deficytowej 13 rezerwa 14 rezerwa 15 reset ciepłomierza Kamstrup nz 16 buczek 17 rezerwa Instrukcja obsługi regulatora Z Elektronik Instrukcja obsługi panelu blokad Automatically generated by DOCGEN on 2009.11.17 17:47:35 based on /var/szarp/programy/trunk/paslek/3000/1001/siecwyk.c