Regulator nadrzędny

 

Uproszczony algorytm sterowania

 

Regulator nadrzędny - instrukcja obsługi

 

Regulator nadrzędny jest obok regulatora przepływów częścią szafy nadrzędnej.

Szafa nadrzędna posiada dwa podstawowe tryby pracy: pracę w sezonie letnim oraz pracę w sezonie grzewczym. Wyboru jednego z tych trybów dokonuje się przy pomocy tryb pracy. Prawidłowe ustawienie trybu pracy jest bardzo istotne, gdyż informacja ta przesyłana jest również do innych regulatorów (np. do regulatora przepływu, regulatorów odpływu) i w zależności od niej wybierane są różne algorytmy sterowania.

 

Zadania regulatora nadrzędnego

Regulator nadrzędny posiada następujące zadania:

  • Wyliczanie mocy odniesienia widełek w sezonie grzewczym według algorytmu Algorytm wyliczania mocy odniesienia i widełek mocy
  • Utrzymywanie ciśnienia międzykolektorowego kotłów WR-25 według algorytmu Algorytm utrzymywania ciśnienia międzykolektorowego kotłów WR-25
  • Wyznaczanie współczynnika dyspozycji według algorytmu Algorytm wyliczania współczynnika dyspozycji
  •  

    Algorytm wyliczania mocy odniesienia i widełek mocy

    Całkowita moc odniesienia można przedstawić jako sumę mocy odniesienia poszczególnych odpływów tj. Odpływu miasto, Odpływu FŁT, Odpływu TH.

    Formuła Qodn-formula (1.1)
  • Moc odniesienia Qobl_miasto odpływu miasto 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
  • Moc odniesienia Qobl_FLT odpływu FŁT jest obliczana na podstawie temperatury odniesienia (wyliczanej w sterowniku odpływu) Tod_FLT (jako suma aktualnej temperatury wody wyjściowej na wyjściu miasto plus korekta - wartość programowana na sterowniku odpływu), aktualnej temperatury powrotów Tpow_FLT oraz przepływu Gc_FLT, przy czym do obliczeń brana jest średnia wartość przepływu z ostatniej godziny. Wszystkie pomiary temperatur i przepływu są mierzone w sterowniku odpływu i przesyłane do regulatora nadrzędnego, gdzie na ich podstawie wyliczana jest moc odniesienia
  • Moc odniesienia Qobl_TH odpływu TH (Tsubaki Hoover, Centralna Kulkownia) jest obliczana na podstawie temperatury odniesienia (wyliczanej w sterowniku odpływu) Tod_TH (jako suma aktualnej temperatury wody wyjściowej na wyjściu miasto plus korekta - wartość programowana na sterowniku odpływu), aktualnej temperatury powrotów Tpow_TH oraz przepływu Gc_TH, przy czym do obliczeń brana jest średnia wartość przepływu z ostatniej godziny. Wszystkie pomiary temperatur i przepływu są mierzone w sterowniku odpływu i przesyłane do regulatora nadrzędnego, gdzie na ich podstawie wyliczana jest moc odniesienia
  •  

    Moc odniesienia odpływu Miasto wyliczana jest wg następującego wzoru:

    Qobl_miasto = Wydnsc(Tod - Tpow, Gc1h), (1.2)

    Moc odniesienia odpływu FŁT wyliczana jest wg następującego wzoru:

    Qobl_FLT = Wydnsc(Tod_FLT - Tpow_FLT, Gc_FLT), (1.3)

    Moc odniesienia odpływu TH wyliczana jest wg następującego wzoru:

    Qobl_TH = Wydnsc(Tod_TH - Tpow_TH, Gc_TH), (1.4)

    Tak jak już wspomniano wcześniej całkowita moc obliczeniowa Qobljest równa sumie mocy obliczeniowych poszczególnych odpływów.

     

    Funkcja Wydnsc() została zdefiniowana w następujący sposób:

     
    Formuła Wydnsc-formula (1.5)

    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:

     

     

    Wartość Tod_kor programowana na funkcji 93 umożliwia przesunięcie ("podniesienie" lub "opuszczenie") całej charakterystyki.

     

    Ostatecznie temperatura odniesienia Tod jest wyliczana wg wzoru:

    Tod = Tono + (Tost - Tono) * k_przew, (1.6)

    gdzie k_przew - programowany na funkcji 52 "współczynnik przewidywalności".

     

    Widełki mocy obecnie są wyznaczanie jednakowo dla sezonu letniego i zimowego przez odpowiednio odjęcie i dodanie do mocy odniesienia Qobl (funkcja 24) -/+ 1,5MW.

     

    Algorytm utrzymywania ciśnienia międzykolektorowego kotłów WR-25

    Zadaniem algorytmu jest utrzymywanie aktualnej wartości ciśnienia międzykolektorowego kotłów WR-25 (funkcja 62) wokół zadanej wartości (funkcja 61) z tolerancją +/- 0,003 MPa.

    Algorytm sterowania odbywa się w oparciu o regulator proporcjonalny P ze strefą nieczułości ustawioną na +/- 0,003 MPa, w której nie jest podejmowana regulacja. Gdy wartość aktualna ciśnienia międzykolektorowego (funkcja 62) jest mniejsza od wartości zadanej (funkcja 61) -0,003 MPa następuje zwiększenie wysterowania falownika pompy przewałowej (funkcja 06) o 0,1% (0,05 Hz) w przeciwnym wypadku tzn, gdy wartość aktualna ciśnienia międzykolektorowego (funkcja 62) jest większa od wartości zadanej (funkcja 61) +0,003 MPa następuje zmniejszenie wysterowania falownika pompy przewałowej (funkcja 06) o 0,1% (0,05 Hz). Cykl regulacji (sprawdzania zakresów i zmiany wysterowania) dla obu przypadków został ustalony na 30 s.

     

     

    W punkcie 1 zaznaczono sytuację, gdy aktualna wartość ciśnienia międzykolektorowego WR-25 (funkcja 31)) jest większa od wartości zadanej (funkcja 30)) +0,003MPa. W tym przypadku następuje zmniejszenie wysterowania pompy przewałowej (funkcja 06). W punkcie 2 oznaczono sytuację, gdy aktualna wartość ciśnienia międzykolektorowego WR-25funkcja 31) jest mniejsza od wartości zadanej funkcja 30) -0,003MPa. W tym przypadku następuje zwiększenie wysterowania pompy przewałowej funkcja 06). W punkcie 3 zaznaczono sytuację, gdy aktualna wartość ciśnienia międzykolektorowego WR-25 (funkcja 31) jest równa z tolerancją +/-0,003 MPa wartości zadanej (funkcja 30). W tym przypadku pompa przewałowa (funkcja 06) nie zmienia swojego wysterowania.

     

    Algorytm wyliczania współczynnika dyspozycji

    Współczynnik dyspozycji jest wykorzystywany do stabilizacji ciśnienia dyspozycyjnego przez regulatory odpływów.

    Jest to funkcja zdefiniowana w następujący sposób:

    gdzie:

    tx_wsp_pdysp - zadana wartość dla mnożnika ciśnienia dyspozycyjnego przy temperaturze +12°C (funkcja tx_wsp_pdysp - funkcja).

     

    Tak więc funkcja get_wsp_pdysp dla temperatur (będących parametrem funkcji) większych bądź równych 6°C jest zdefiniowana jako:

    Formuła wsp_pdysp-formula (1.1)
    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] - Temp. wyjściowa - Temperatura wody wyjściowej do sieci c.o. (Twy) [°C] - Pomiar z czujnika Pt100, zakres przetwarzania 0..200°C, wejście 10.

    00 - temperatura z tabeli - Temperatura wyjściowa odniesienia. W sezonie zimowym wyliczana na podstawie temp. zewnętrznej, w sezonie letnim - programowana na funkcji 00.

    01 - temperatura wody w kolektorze za kotłami - Pomiar - czujnik Pt100, zakres przetwarzania 0..200°C.

    02 - temperatura zewnętrzna - Pomiar - czujnik Pt100, zakres przetwarzania -30..70°C.

    03 - temperatura zewnętrzna na słońcu - Pomiar - czujnik Pt100, zakres przetwarzania -30..70°C.

    04 - wysterowanie falownika pompy mieszającej - Przedstawia aktualne wysterowanie falownika pompy mieszającej

    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 pompy mieszającej z zadajnika - Sygnał prądowy

    06 - wysterowanie falownika pompy przewałowej kotłów WR-25 - Przedstawia aktualne wysterowanie falownika pompy przewałowej kotłów WR-25

    Wartość wysterowania przekłada się liniowo na częstotliwość tzn. można przyjąć, że każdy 1 % wysterowania falownika oznacza zmianę częstotliwości o 0.5 Hz.

    07 - wysterowanie falownika pompy przewałowej kotłów WR-25 z zadajnika - Sygnał prądowy

    10 - temperatura "normalna" (średnia 24-godz.) - Jest równa średniej kroczącej temperatury zewnętrznej z ostatnich 24 godzin

    11 - temperatura "sterująca" - 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 - odchyłka temperatury sterującej - jest to różnica między temperaturą z tabeli (funkcja 00) a aktualną temperaturą wody wyjściowej (Wartość na wyświetlaczu stałym).

    13 - zadana wartość dla mnożnika ciśnienia dyspozycyjnego przy temperaturze +12°C. Wartość programowana określająca wartość współczynnika dyspozycji +12°C wyrażona w procentach.

    14 - wartość dla mnożnika ciśnienia dyspozycyjnego przy aktualnej temperaturze Parametr jest obliczany w następujący sposób:

    wsp_pdysp[%] = wsp_pdysp_norm[] + (wsp_pdysp_ster[] - wsp_pdysp_norm[]) * k_przew [] (1.16)

    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).

    20 - moc minimalna - Dolna wartość widełek mocy (moc odniesienia Qobl pomniejszona o 1,5MW); ma znaczenie tylko w zimie.

    21 - moc ciepłowni - 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 - Górna wartość widełek mocy (moc odniesienia Qobl powiększona o 1,5MW); ma znaczenie tylko w zimie.

    23 - Moc deficytowa - 24h średnia krocząca między mocą odniesienia Qobl (obecnie wartość nie jest wyświetlana bezpośrednio, ale można ją wyznaczyć licząc średnią arytmetyczną z widełek mocy na funkcjach 20, 22).

    24 - moc obliczeniowa - moc wyliczona ze wzoru 1.1.

    30 - aktualny przepływ systemu - Aktualny przepływ ciepłowni. Pomiar z ciepłomierza.

    31 - średni przepływ systemu - uśredniony przepływ systemu (funkcja 30) z ostatnich 3min.

    52 - współczynnik przewidywalności - Wartość programowana na funkcji 52 - parametr wykorzystywany w algorytmach Algorytm wyliczania mocy odniesienia i widełek mocy, Algorytmu wyliczania współczynnika dyspozycji.

    61 - zadane ciśnienie międzykolektorowe kotłów WR-25 - Wartość programowana na funkcji 61 - wykorzystywana przez algorytm Algorytm utrzymywania ciśnienia międzykolektorowego kotłów WR-25

    62 - aktualne ciśnienie międzykolektorowe kotłów WR-25 - aktualna wartość ciśnienia. Pomiar z przetwornika różnicy ciśnień.

    70 - prędkość wiatru - Aktualna wartość prędkości wiatru (parametr pobierany z komputera).

    72 - temperatura odniesienia od temperatury sterującej - wyliczona wartość temperatury odniesienia Tost

    73 - temperatura odniesienia od temperatury normalnej - wyliczona wartość temperatury odniesienia Tono

    75 - współczynnik dyspozycji od temperatury sterującej - parametr wyliczony przy pomocy Algorytmu wyliczania współczynnika dyspozycji przy czym parametrem wejściowym (t) funkcji jest temperatura sterująca (funkcja 11).

    76 - współczynnik dyspozycji od temperatury normalnej - parametr wyliczony przy pomocy Algorytmu wyliczania współczynnika dyspozycji przy czym parametrem wejściowym (t) funkcji jest temperatura sterująca (funkcja 10).

    86 - sumaryczna korekta - korekta do temperatury sterującej pochodząca od 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" - 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 - współczynnik wpływu słońca - Parametr programowalny na funkcji 91 ustalający w jakim stopniu pomiar temperatury "na słońcu" wpływa na temp. sterującą.

    92 - współczynnik wpływu wiatru - Parametr programowalny na funkcji 92 ustalający w jakim stopniu prędkość wiatru wpływa na temp. sterującą.

    93 - korekta temperatury odniesienia na sieć - wartość programowana na funkcji 93 - pozwala to wprowadzić dodatkową korektę do wyliczanej temperatury odniesienia na sieć

    97 - wejścia logiczne 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 - wejścia logiczne 5-8 - Podobnie jak funkcja 97, ale dla wejść 5-8

    Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 1 - Temp. powrotna - Temperatura wody powrotnej z sieci c.o. (Tpow) [°C] - Pomiar z czujnika Pt100, zakres przetwarzania 0..200°C, wejście 9.

    Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 2 - Temp. zewnętrzna - Temperatura zewnętrzna 2 (Tze) [°C] - Pomiar z czujnika Pt100, zakres przetwarzania -30..70°C, wejście 12.

    Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 3 - Przepływ - Aktualny przepływ w sieci c.o. (Gwy) [t/h] - Wartość odczytywana z serwera systemu SZARP.

    Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 4 - Wydajność - Moc wyjściowa (Qwy) [MW] - Wartość wyliczana przez regulator (średnia krocząca z ostatnich 10 minut).

    Wartości wyświetlane

    numer opis
    stały wyświetlacz Temp. wyjściowa - Temperatura wody wyjściowej do sieci c.o. (Twy) [°C]
    nE Wersja pamięci EPROM: 2313
    nP Wersja programu technologicznego: 2071
    00 Temp. odniesienia - Temperatura z tabeli (To) [°C]
    01 temperatura wody w kolektorze za kotłami [°C]
    02 Temp. zewnętrzna - Temperatura zewnętrzna 2 (Tze) [°C]
    03 Temp. na słońcu - Temperatura zewnętrzna na słońcu (Tslo) [°C]
    04 Wyst. fal. p. mie. - Aktualne wysterowanie falownika pompy mieszającej (imp_g) [%]
    05 Wyst. fal. pompy mieszającej z zadajnika (ig_z) [%]
    06 Wyst. fal. p. ob. - Aktualne wysterowanie falownika pompy obiegowej (imp_o) [%]
    07 Wysterowanie fal. pompy obiegowej z zadajnika (iz_o) [%]
    10 Temp. normalna - Temperatura normalna średnia 24-godz. (Tnor) [°C]
    11 Temp. sterująca - Temperatura sterująca (Tste) [°C]
    12 Odchyłka - Odchyłka od temperatury sterującej (Odch) [°C]
    13 Wsp. dysp. Tzew=12°C - Współczynnik dyspozycji przy Tzew=12°C (Wpd) [%]
    14 Akt. wsp. dysp. - Aktualny współczynnik dyspozycji (Wp) [%]
    20 Min. moc zadana - Minimalna moc zadana (Qmin) [MW]
    21 Wydajność - Moc wyjściowa (Qwy) [MW]
    22 Max. moc zadana - Maksymalna moc zadana (Qmax) [MW]
    23 moc obliczeniowa [MW]
    24 Moc deficytowa - Moc deficytowa (Qd24) [MW]
    30 Przepływ - Aktualny przepływ w sieci c.o. (Gwy) [t/h]
    31 przepływ z ostatnich 3-ch minut [t/h]
    52 Wsp. przewidywalności - Współczynnik przewidywalności (k) [%]
    61 Ciśn. m. kol. zad. WR - Zadana różnica ciśnień kolektorowych WR-25 (DPwx) [MPa]
    62 Ciśnienie m. kol. WR - Różnica ciśnień kolektorowych WR-25 (DPw) [MPa]
    70 Prędkość wiatru (Pred) [m/s]
    72 Temp. odn. od t. ster. - Temperatura odniesienia od temp. sterującej (Tost) [°C]
    73 Temp. odn. od t. norm. - Temperatura odniesienia od temp. normalnej (Tono) [°C]
    75 Wsp. dysp. od t. ster. - Współczynnik dyspozycji od temp. sterującej (wDst) [%]
    76 Wsp. dysp. od t. norm. - Współczynnik dyspozycji od temp. normalnej (wDno) [%]
    86 Sumaryczna korekta - Sumaryczna korekta od temperatury zewnętrznej (corr) [°C]
    90 temperatura "startu" [°C]
    91 Wpływ słońca - Współczynnik wpływu słońca (k_s) [°C/°C]
    92 Wpływ wiatru - Współczynnik wpływu wiatru (k_w) [°C/m/s]
    93 Korekta do Tod - Korekta od odchyłki Twy od Tod (Ktod) [MW/°C]
    97 Stan wejść logicznych 1-4
    98 Stan wejść logicznych 5-8

    Panele wyświetlaczy

    Temp. powrotna - Temperatura wody powrotnej z sieci c.o. (Tpow) [°C] Temp. zewnętrzna - Temperatura zewnętrzna 2 (Tze) [°C]
    Przepływ - Aktualny przepływ w sieci c.o. (Gwy) [t/h] Wydajność - Moc wyjściowa (Qwy) [MW]

    Wartości stałe

    numer minimalna wartość maksymalna wartość domyślna wartość opis
    00 60 140 80 Temp. odniesienia - Temperatura z tabeli (To) [°C]
    12 0 100 100 Wsp. dysp. Tzew=12°C - Współczynnik dyspozycji przy Tzew=12°C (Wpd) [%]
    52 0 100 100 Wsp. przewidywalności - Współczynnik przewidywalności (k) [%]
    61 0,020 0,400 0,200 Ciśn. m. kol. zad. WR - Zadana różnica ciśnień kolektorowych WR-25 (DPwx) [MPa]
    90 -20,0 20,0 3,0 temperatura startu [°C]
    91 0,0 1,0 0,3 Wpływ słońca - Współczynnik wpływu słońca (k_s) [°C/°C]
    92 0,0 1,0 0,2 Wpływ wiatru - Współczynnik wpływu wiatru (k_w) [°C/m/s]
    93 0,0 1,0 0,0 Korekta do Tod - Korekta od odchyłki Twy od Tod (Ktod) [MW/°C]
    99 0 9999 0 kod dostępu do parametrów programowalnych

    Wejścia analogowe

    numer opis
    01 rezerwa (4..20mA)
    02 rezerwa (4..20mA)
    03 Spadek ciśnienia na wymienniku FLT (4..20mA)
    04 Spadek ciśnienia na wymienniku technologia (4..20mA)
    05 Wyst. fal. pompy mieszającej z zadajnika (ig_z) (0..20mA)
    06 Wysterowanie fal. pompy obiegowej z zadajnika (iz_o) (0..20mA)
    07 Ciśnienie m. kol. WR - Różnica ciśnień kolektorowych WR-25 (DPw) (0..200°C)
    08 rezerwa (0..200°C)
    09 Temp. powrotna - Temperatura wody powrotnej z sieci c.o. (Tpow) (0..200°C)
    10 Temp. wyjściowa - Temperatura wody wyjściowej do sieci c.o. (Twy) (0..200°C)
    11 Temp. na słońcu - Temperatura zewnętrzna na słońcu (Tslo) (-30..70°C)
    12 Temp. zewnętrzna - Temperatura zewnętrzna 2 (Tze) (-30..70°C)

    Wejścia logiczne

    numer opis
    01 praca automatyczna
    02 synchronizacja
    03 sezon zimowy
    04 rezerwa
    05 rezerwa
    06 rezerwa
    07 kontrola sygnalizacji
    08 kasowanie sygnalizacji

    Wyjścia analogowe

    numer opis
    01 Wyst. fal. p. mie. - Aktualne wysterowanie falownika pompy mieszającej (imp_g) [%]
    02 Wyst. fal. p. ob. - Aktualne wysterowanie falownika pompy obiegowej (imp_o) [%]
    03 rezerwa

    Wyjścia przekaźnikowe

    numer opis
    01 praca automatyczna
    02 rezerwa
    03 rezerwa
    04 rezerwa
    05 rezerwa
    06 sygnalizacja transmisji z komputerem
    07 sygnalizacja regulacji
    08 sygnał do kotłów - "nic nie rób"
    09 sygnalizacja braku transmisji
    10 wstrzymanie regulacji - zakłócenie pracy kotłów
    11 koniec zakresu regulacji przepływem mieszania
    12 rezerwa
    13 rezerwa
    14 rezerwa
    15 rezerwa
    16 buczek
    17 rezerwa

    Instrukcja obsługi regulatora Z-Elektronik
    Instrukcja obsługi panelu blokad
    Deklaracja zgodności CE regulatora Z-Elektronik

    Automatically generated by DOCGEN on 2017.07.08 03:29:14
    based on /var/szarp/programy/trunk/krasnik/sterow/2313/1000/siecwyk.c