Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования «чистых» помещений

Учебный центр российского вуза в Москве при строительстве научно-образовательного пространства столкнулся с необходимостью автоматизации систем вентиляции и кондиционирования «чистых» помещений, где критически важно поддерживать заданные температуру, влажность, перепад давления и чистоту воздуха. Исполнителем проекта выступила компания «Система», выполнившая комплекс работ с использованием оборудования ОВЕН.

Задача проекта

Создать автоматизированную систему управления вентиляцией «чистых» помещений с диспетчеризацией систем кондиционирования, которая должна обеспечивать:

• поддержание заданных параметров микроклимата: температуры, влажности, перепада давления и чистоты воздуха в лабораториях;
• автоматическое управление приточно-вытяжной установкой, электрическими калориферами, регулирующими клапанами и фильтровентиляционными модулями (ФВМ);
• контроль газовой обстановки с помощью газоанализатора;
• диспетчеризацию и удалённый мониторинг работы кондиционеров и всей системы;
• регулирование расходов приточного и вытяжного воздуха с помощью частотных преобразователей для электродвигателей вентиляторов;
• управление воздушными клапанами для поддержания перепада давления между помещениями с целью исключения контаминации воздушной среды;
• предоставление оператору удобного интерфейса для настройки, управления и просмотра состояния оборудования.

Реализация проекта

Для реализации системы автоматизации были собраны и смонтированы три типа шкафов: щит автоматизации (ША), щит управления приточно-вытяжной установкой (ШУ-ПВ) и щиты питания и управления нагревателями (электрическими калориферами) (ШУ-Н). Все шкафы объединены в общую промышленную сеть, что обеспечивает централизованное управление и обмен данными.

Щит автоматизации построен на базе высокопроизводительного программируемого логического контроллера ОВЕН ПЛК210-14-CS. Контроллер выполняет роль главного управляющего устройства системы: координирует работу всех подсистем, обрабатывает сигналы от датчиков температуры, влажности, перепада давления, расположенных в обслуживаемых помещениях, и формирует задания для ШУ-ПВ и щитов калориферов. На двери щита установлена сенсорная HMI-панель для визуализации и оперативного управления всей системой. Через ША реализована диспетчеризация кондиционеров по протоколу Modbus, питание и управление VAV-клапанами и заслонками, интеграция газоанализатора и управление фильтровентиляционными модулями.

Щит управления приточно-вытяжной установкой (ШУ-ПВ) оснащён контроллером ОВЕН ПЛК210-11-CS с модулями аналогового и дискретного ввода-вывода МВ210-102, МВ210-204, МУ210-412 и МУ210-502. Он управляет приточно-вытяжной установкой: регулирует скорость вентиляторов через частотные преобразователи, управляет заслонками с электроприводами, насосом системы охлаждения, контролирует работу калориферов и следит за параметрами воздуха в приточной и вытяжной частях. На щите установлена HMI-панель, позволяющая оператору настраивать режимы, следить за текущими параметрами и аварийными сообщениями.

Щиты питания и управления электрическими калориферами (ШУ-Н) предназначены для коммутации и регулирования мощности многоступенчатых электрических нагревателей. В них установлены твердотельные реле HT-6044.ZD3 (60 А) и HT-4044.ZD3 (40 А) на радиаторах охлаждения РТР036. Твердотельные реле управляются дискретными сигналами от контроллеров через модули дискретного вывода МУ210-412 и обеспечивают ступенчатое включение нагревательных секций. Благодаря бесконтактной коммутации исключается износ контактов и повышается надёжность. Щиты также содержат автоматические выключатели, устройства защиты и клеммные соединения для подключения калориферов.

Щиты автоматизации и управления связаны между собой по сети Modbus TCP, что обеспечивает высокую скорость обмена данными и возможность расширения системы. Программирование ПЛК выполнено в среде Owen Logic.

Результат автоматизации

В результате реализована гибкая и отказоустойчивая система автоматизации, отвечающая строгим требованиям к «чистым» помещениям:

• точное поддержание температуры, влажности и перепада давления;
• снижение энергопотребления за счёт оптимального управления калориферами и вентиляторами;
• повышение безопасности благодаря контролю загазованности и аварийным алгоритмам;
• удобное управление и мониторинг через HMI-панели;
• сокращение времени наладки и простоев.

Мнение партнера

Алексей Горячев, технический директор компании «Система»