Regulator ciśnienia statycznego - instrukcja obsługi

Zadania regulatora ciśnienia statycznego

Regulator ciśnienia statycznego posiada następujące zadania:

• Utrzymywanie zadanego ciśnienia wody powrotnej z sieci według algorytmu utrzymywania ciśnienia wody powrotnej z sieci
• Utrzymywanie zadanego przepływu wody powrotnej z sieci do odgazowywacza według algorytmu utrzymywania przepływu wody powrotnej z sieci

Przy realizacji tych zadań regulator ciśnienia statycznego ściśle współpracuje z regulatorem odgazowywacza.

Schemat układu technologicznego stabilizacji ciśnienia

Układ technologiczny stabilizacji ciśnienia zbudowany jest według następującego schematu (jest to schemat uproszczony, na którym zaznaczono pompy, zawory oraz czujniki pomiarowe):

(1.1)

gdzie:

PO - pompa obiegowa

ZOP - zawór odgazowania powrotów

WMO - wewnętrzny moduł odgazowania

Algorytm utrzymywania ciśnienia wody powrotnej z sieci

Utrzymywanie ciśnienia wody powrotnej z sieci Ppow na poziomie zbliżonym do zadanego ciśnienia wody powrotnej z sieci Podn odbywa się poprzez zmianę wysterowania falownika pompy stabilizującej imp_s. Zmiana tego wysterowania zależy od wielu parametrów i przebiega w kilku etapach. Algorytm tych zmian przedstawić można następująco:

gdzie:

Ppow - ciśnienie wody powrotnej z sieci (wartość średnia z ostatnich 20 sekund)

Ppow chwilowe - ciśnienie wody powrotnej z sieci (wartość chwilowa)

Ppow 30s - ciśnienie wody powrotnej z sieci (wartość sprzed 30 sekund)

Podn - zadanie ciśnienie wody powrotnej z sieci

imp_s - wysterowanie falownika pompy stabilizującej

gradient - wartość pomocnicza oznaczająca szybkość zmian ciśnienia. Podjęcie regulacji uzależnione jest nie tylko od aktualnej wartości ciśnienia wody powrotnej z sieci, ale też od kierunku i szybkości jego zmian. Ma to na celu kompensację bezwładności przyrządów pomiarowych, a co za tym idzie - ograniczenie możliwości wzbudzania się układu.

Regulacja jest podejmowana co 28 sekund. Zakres zmian wysterowania falownika pompy stabilizującej imp_s ustalono na od 40% do 100%.

Przykład sterowania falownikiem pompy stabilizującej imp_s w celu utrzymania ciśnienia wody powrotnej z sieci Ppow na poziomie zbliżonym do zadanego ciśnienia wody powrotnej z sieci Podn przedstawiony jest na poniższym wykresie (jest to wykres pochodzący z PEC Pasłęk, ale jest on uniwersalnym przykładem dla wszystkich systemów, w których zastosowany jest opisany powyżej algorytm):

(2.1)

Na powyższym przykładzie widać, że regulator stara się utrzymywać ciśnienie wody powrotnej z sieci Ppow na poziomie jak najbardziej zbliżonym do zadanego ciśnienia wody powrotnej z sieci Podn. Widać również, iż wszelkie odchyłki ciśnienia wody powrotnej z sieci Ppow od zadanego ciśnienia wody powrotnej z sieci Podn skutkują natychmiastową zmianą wysterowania falownika pompy stabilizującej imp_s, dzięki czemu ciśnienie wody powrotnej z sieci Ppow znów zbliża się do zadanego ciśnienia wody powrotnej z sieci Podn.

Algorytm utrzymywania przepływu wody powrotnej z sieci

Utrzymywanie przepływu wody powrotnej z sieci Gos ma na celu utrzymanie sumarycznego przepływu przez odgazowywacz Gsum na w miarę stabilnym poziomie, co powinno skutkować stabilnym dopływem wody do kolumny odgazowywacza, a tym samym zapewnieniem stabilnych warunków do przebiegu procesu odgazowania. Utrzymywanie przepływu wody powrotnej z sieci Gos na poziomie zbliżonym do przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos (wyliczanego jako zadany dopływ wody do odgazowywacza Gsum pomniejszony o wartość aktualnego przepływu wody zmiękczonej Gwz) jest wykonywane poprzez regulację zaworem wody powrotnej z sieci. Sterowanie tym zaworem odbywa się w jednym z trzech trybów, wybieranym w zależności od aktualnego wysterowania falownika pompy stabilizującej imp_s:

• Jeżeli aktualne wysterowanie falownika pompy stabilizującej imp_s jest mniejsze niż 95%, sterowanie odbywa się zgodnie z tzw. "normalnym" algorytmem: jeśli aktualny przepływ wody powrotnej z sieci Gos jest mniejszy od 90% przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos, zawór wody powrotnej z sieci jest otwierany, jeśli zaś aktualny przepływ wody powrotnej z sieci Gos jest większy od 110% przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos, zawór jest zamykany. W tym trybie pracy cykl regulacji ustalono na 90 sekund.
• Jeżeli aktualne wysterowanie falownika pompy stabilizującej imp_s jest większe niż 95%, ale mniejsze niż maksymalne wysterowanie falownika pompy stabilizującej imp_s równe 100%, sterowanie odbywa się zgodnie z uproszczonym algorytmem: zawór wody powrotnej z sieci jest cały czas zamykany. W tym trybie pracy cykl regulacji ustalono na 30 sekund.
• Jeżeli aktualne wysterowanie falownika pompy stabilizującej imp_s jest równe maksymalnemu wysterowaniu falownika pompy stabilizującej imp_s równemu 100%, sterowanie odbywa się identycznie, jak w poprzednim przypadku z tym, że cykl regulacji ustalony jest na 10 sekund.

Powodem zmiany sposobu sterowania w drugim i trzecim przypadku jest zmiana priorytetów: przy wysterowaniu falownika pompy stabilizującej imp_s większym niż 95% uzupełnianie zładu staje się ważniejsze niż stabilne odgazowanie - takie wysterowanie wskazuje na duże ubytki wody sieciowej.

Przykład wyliczania przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos przedstawiony jest na poniższym wykresie (jest to wykres pochodzący z PEC Pasłęk, ale jest on uniwersalnym przykładem dla wszystkich systemów, w których zastosowany jest opisany powyżej algorytm):

(3.1)

Na powyższym przykładzie widać, że wartość przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos zmienia się przeciwnie do zmian aktualnego przepływu wody zmiękczonej Gwz tak, aby ich suma pozostała stała i równa zadanemu dopływowi wody do odgazowywacza Gxsm.

Przykład sterowania zaworem wody powrotnej z sieci w celu utrzymania przepływu wody powrotnej z sieci Gos na poziomie zbliżonym do przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos przedstawiony jest na poniższym wykresie (jest to wykres pochodzący z PEC Pasłęk, ale jest on uniwersalnym przykładem dla wszystkich systemów, w których zastosowany jest opisany powyżej algorytm):

(3.2)

Na powyższym przykładzie widać, że wartość przepływu wody powrotnej z sieci Gos utrzymywana jest na poziomie zbliżonym do przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos tak dokładnie, jak to tylko możliwe - wraz ze zmianami przepływu wody powrotnej odniesienia Gxos dokonywana jest taka regulacja zaworem wody powrotnej z sieci, aby przepływ wody powrotnej z sieci Gos podążał za zmienioną wartością przepływu wody powrotnej z sieci odniesienia Gxos.

Ograniczenie wysterowania pomp

Aby regulacja mogła odbywać się w sposób płynny (bez stref martwych) wysterowanie falowników pomp może zmieniać się jedynie w określonych granicach. Wartość minimalna wysterowania - jest to graniczna wartość wysterowania przy której pompa zaczyna tłoczyć wodę, powinna być wyznaczana doświadczalnie (tutaj została ustalona na 40%). Poniżej przedstawiony został przykład, który ilustruje zadziałanie tego ograniczenia:

(rys.1)

W miejscu oznaczonym 1 widać, że falownik pompy (tu: falownik pompy poprzecznej) osiągnął swoje minimalne wysterowanie (tu: ustawione na 30%). Wartość tego wysterowania nie spada poniżej tej wartości, zgodnie z opisem powyżej.

Znaczenie poszczególnych funkcji

Wyświetlacz stały [TEMPERATURA WYJ] - ciśnienie powrotu głównego - Rezerwa.

00 - zadane cisnienie statyczne: x.xxx [MPa] - Programowalna wartość ciśnienia wody powrotnej z sieci (funkcja 12), która ma być utrzymywana.

02 - wysterowanie falownika: xxx.x [%] - Sygnał prądowy wychodzący z regulatora (wyjście prądowe nr 1). W trybie pracy ręcznej regulator nie steruje falownikiem pompy stabilizacyjnej - elektrycznie obwód zamknięty jest w ten sposób, że sygnał prądowy z zadajnika w szafie jest wprost (z pominięciem sterownika) podawany na wejście prądowe falownika pompy stabilizacyjnej. W trybie synchronizacji sygnał prądowy na wyjściu prądowym nr 1 jest równy wysterowaniu z zadajnika falownika pompy stabilizacyjnej - sygnałowi prądowemu na wejściu analogowym nr 5, wyświetlanemu na funkcji 03, dlatego też wskazania na funkcjach 02 i 03 pokrywają się. W trybie pracy automatycznej wartość wysterowania jest dobierana przez algorytm sterowania. Wartość wysterowania może być zmieniana w granicach od 40% do 100%.

03 - wysterowanie falownika z zadajnika: xxx.x [%] - Sygnał prądowy z zadajnika 4-20mA. W trybie pracy ręcznej nie jest pokazywany, ponieważ obwód jest elektrycznie zamknięty z pominięciem sterownika i sygnał z zadajnika jest wysyłany prosto do falownika. Potencjometr zadajnika jest dziesięcioobrotowy, jedna działka na potencjometrze odpowiada 1% wysterowania (0.05Hz).

12 - cisnienie powrotu: x.xxx [MPa] - Wartość mierzona w przetworniku ciśnienia, a odbierana przez regulator na pierwszym wejściu analogowym.

40 - sumaryczny zadany przeplyw do odgazowywacza: xx.xx [m3/h] - Wartość programowalna oznaczająca sumę przepływu wody powrotnej z sieci (funkcja 51) oraz przepływu wody zmiękczonej (funkcja 52) do utrzymania.

41 - sumaryczny przeplyw do odgazowywacza: xx.xx [m3/h] - Wartość wyliczana jako suma wartości pomiarów przepływu wody powrotnej z sieci (funkcja 51) oraz przepływu wody zmiękczonej (wartość mierzona w sterowniku odgazowywacza i wyświetlana na funkcji 52).

50 - zadany przeplyw powrotow: xx.xx [m3/h] - Wartość wyliczana zgodnie z algorytmem utrzymywania przepływu wody powrotnej z sieci.

51 - przeplyw powrotow: xx.xx [m3/h] - Wartość mierzona w wodomierzu, a odbierana przez regulator na wejściu impulsowym nr 2.

52 - przeplyw wody zmiekczonej: xx.xx [m3/h] - Wartość mierzona w sterowniku odgazowywacza.

90 - czas ruchu zaworem powrotow - Wartość programowalna pozwalająca ustawić czas trwania ruchu zaworem wody powrotnej z sieci w momencie podejmowania regulacji.

97 - Stan wejść logicznych 1-4 - Każda cyfra na wyświetlaczu odpowiada stanowi wejścia logicznego: pierwsza - wejście 1, druga - wejście 2, trzecia - wejście 3, czwarta - wejście 4. Stan "0" oznacza wejście rozwarte, stan "1" oznacza wejście zwarte.

98 - Stan wejść logicznych 5-8 - Jak funkcja 97, ale cyfry na wyświetlaczu odpowiadają wejściom logicznym: pierwsza - wejście 5, druga - wejście 6, trzecia - wejście 7, czwarta - wejście 8.

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 1 - przeplyw powrotu - Wartość mierzona w wodomierzu, a odbierana przez regulator na wejściu impulsowym nr 2.

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 2 - przeplyw wody zmiekczonej - Wartość mierzona w sterowniku odgazowywacza.

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 3 - sumaryczny przeplyw do odgazowywacza - Wartość wyliczana jako suma wartości pomiarów przepływu wody powrotnej z sieci (funkcja 51) oraz przepływu wody zmiękczonej (wartość mierzona w sterowniku odgazowywacza i wyświetlana na funkcji 52).

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 4 - rezerwa - Rezerwa.

Ogólne uwagi na temat obsługi sterownika

Na szafie regulatora znajduje się przełącznik zmiany trybu pracy, który pozwala na przechodzenie pomiędzy trybami: 1 - sterowanie ręczne, 2 - praca w synchronizacji, 3 - praca automatyczna. Poszczególne tryby pracy wiążą się nie tylko z rozkazami wydawanymi do sterownika, ale także z połączeniami elektrycznymi wewnątrz szafy. W szafie regulatora mogą znajdować się przyciski: kasowania awarii i kontroli sygnalizacji (nie występują one we wszystkich szafach). W przypadku zaistnienia awarii odpowiednia lampka na szafie regulatora mruga i ewentualnie towarzyszy temu sygnał dźwiękowy. Kasowanie awarii powoduje, że sygnał dźwiękowy zostaje wyłączony, a lampka świeci się światłem ciągłym - jeśli stan awaryjny, który spowodował jej załączenie, wciąż trwa - lub gaśnie - jeśli stan awaryjny minął. W przypadku zaistnienia stanu awaryjnego powtórne załączenie sygnału dźwiękowego wymaga więc skasowania awarii przez naciśnięcie przycisku, ustąpienia stanu awaryjnego i jego powtórnego zaistnienia. Kontrola sygnalizacji ma na celu sprawdzenie, czy wszystkie lampki i sygnalizacja dźwiękowa są sprawne - naciśnięcie tego przycisku powoduje załączenie wszystkich lampek na czas jego przyciśnięcia.

Tryby pracy regulatora oraz przełączanie między nimi

Regulator może pracować w jednym z trzech trybów pracy, które są wybierane przy pomocy trójpozycyjnego przełącznika. Dostępne są następujące tryby pracy:

1. Tryb pracy ręcznej, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "1 - Praca ręczna". Jest to tryb pracy awaryjnej. Wartości wysterowań są brane z zadajników z pominięciem regulatora - elektrycznie obwód jest zamknięty w ten sposób, że sygnały z zadajników na szafie są wprost (z pominięciem sterownika) podawane na wejścia elementów sterowanych. Tryb ten jest używany zazwyczaj podczas zmiany programu technologicznego oraz przy naprawach sterownika lub szafy. Korzystanie z tego trybu w innych sytuacjach jest zdecydowanie odradzane.
2. Tryb synchronizacji, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "2 - Synchronizacja". Wartości wysterowań są brane z zadajników, przy czym w przepisywaniu wartości bierze udział regulator - fizycznie na wejścia elementów sterowanych podawane są sygnały z wyjść regulatora, przy czym przyjmują one dokładnie takie wartości, jakie mają wartości sygnały z zadajników na szafie. Jest to tryb przejściowy między trybem pracy ręcznej a automatycznej. Należy go wykorzystywać również w przypadku awarii w układzie sterowanym, jednak przy sprawnym regulatorze.
3. Tryb pracy automatycznej, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "3 - Praca automatyczna". Wartości wysterowań są dobierane przy pomocy algorytmów, których zadaniem jest regulacja ciśnienia oraz przepływu wody powrotnej z sieci. Jest to zalecany, prawidłowy tryb pracy.

Przełączanie z trybu pracy ręcznej do trybu synchronizacji jest kłopotliwym przełączeniem. W trybie synchronizacji regulator powiela sygnał z wejścia analogowego na wyjście prądowe, a w trybie pracy ręcznej jest elektrycznie odcięty od sygnałów z zadajników, dlatego też, zanim regulator zacznie prawidłowo powtarzać sygnał do falowników, musi go dokładnie zmierzyć. Z uwagi na filtracje przeciwzakłóceniowe dokładny pomiar sygnału prądowego z zadajnika zajmuje kilka sekund od momentu jego elektrycznego podłączenia do regulatora, które ma miejsce w tym przełączeniu. W przypadku źle zaprogramowanych falowników (jeśli zamiast lotnego startu mają ustawiony start po całkowitym zatrzymaniu) lub zaprogramowanego zbyt krótkiego czasu zwalniania (poniżej 10 sekund) przy zaniku prądowego sygnału sterującego, przełączenie to może nawet doprowadzić do chwilowego odstawienia falowników. Wówczas należy natychmiast załączyć je ponownie. Przełączenie to nie wymaga dodatkowych operacji.

Przełączanie z trybu synchronizacji do trybu pracy ręcznej jest operacją nie wymagającą żadnych dodatkowych czynności. Przełączenie inaczej niż w powyższym przypadku praktycznie nie powoduje zaniku sygnału sterującego wysyłanego do falowników - elektryczne odcięcie sterownika z obwodu regulacji odbywa się na tyle szybko, że pozostaje właściwie niezauważone przez falowniki.

Przełączanie z trybu synchronizacji do trybu pracy automatycznej może wiązać się z gwałtowną zmianą wysterowania falowników pomp poprzecznych i obiegowych, gdy zadane wartości wysterowań nie są prawidłowo ustawione. Aby przełączenie było łagodne, należy sprawdzić poprawność wszystkich parametrów jeszcze w trybie synchronizacji.

Asysta przy zdalnej zmianie programu regulatora

Część parametrów takich, jak zakresy przyrządów pomiarowych oraz konfiguracje programu takie, jak kolejność wyświetlania parametrów, niektóre progi zapalania lampek alarmowych itp. są trwale zakodowane w programie sterownika. Nie można tego zmienić z poziomu obsługi (programowania parametrów stałych czy paczek czasowych), ponieważ są to zbyt newralgiczne dla działania regulatora wielkości. Takie zmiany występują stosunkowo rzadko. Zmiana programu regulatora zwykle prowadzona jest bezpośrednio przez pracowników firmy Praterm. Polega ona na podłączeniu notebooka kablem modemowym do RS232/0 sterownika i uruchomieniu na notebooku odpowiedniego programu. Ta operacja jednak może też zostać przeprowadzona z wykorzystaniem serwera SZARP, który w normalnej pracy jest podłączony przez RS232/0 do sterownika w celu zbierania i rejestracji danych. Pracownicy firmy Praterm mogą zdalnie - z wykorzystaniem Internetu - na serwerze SZARP uruchomić program do zmiany programu regulatora, fizycznie nie będąc przy sterowniku. Dzięki temu przy ewentualnej konieczności zmiany programu (np. po wymianie uszkodzonego przetwornika pomiarowego na nowy o innym zakresie) możliwa jest szybka operacja zmiany, bez konieczności przyjazdu na miejsce. Zdalna zmiana programu regulatora wymaga pomocy pracowników obsługi znajdującej się bezpośrednio przy sterowniku:

1. Jeżeli regulator jest w trybie pracy automatycznej, przełączyć w tryb synchronizacji zgodnie z podanymi w niniejszej instrukcji wskazówkami.
2. Jeżeli regulator jest w trybie synchronizacji, przełączyć w tryb pracy ręcznej zgodnie z podanymi w niniejszej instrukcji wskazówkami. Zaleca się do czasu zakończenia programowania, aby nie zmieniać ustawień potencjometrów zadajników sygnałów prądowych do falowników.
3. Spisać wszystkie wartości zaprogramowanych paczek i parametrów stałych.
4. Otworzyć drzwiczki z manipulatorem i panelem i wypiąć ze sterownika wtyczkę sieci RS'owej z gniazda RS485/1 - zielona wtyczka z 3-ma przewodami na dole po lewej stronie sterownika.
5. Poinformować o gotowości do rozpoczęcia zmiany programu regulatora.
6. Po zakończeniu zmiany programu sterownik sam zresetuje się. Zapali się lampka Awaria regulatora i zacznie dzwonić alarm - należy go skasować.
7. Wpiąć z powrotem wtyczkę sieci RS'owej do gniazda RS485/1.
8. Ustawić wszystkie zaprogramowane paczki i parametry stałe według spisanych wcześniej wartości. W szczególności należy pamiętać o wprowadzeniu właściwego kodu zabezpieczającego (w zależności od wersji pamięci EPROM programowany on jest w parametrach stałych na funkcji 99 lub na funkcji specjalnej AC), jeśli w danym regulatorze taka pozycja występuje.
9. Przełączyć regulator z trybu pracy ręcznej w tryb synchronizacji zgodnie z podanymi w niniejszej instrukcji wskazówkami.
10. W trybie synchronizacji regulator powinien pozostać kilka minut. Jest to niezbędne do przepisania niektórych parametrów.
11. Jeżeli przed zmianą programu regulator znajdował się w trybie pracy automatycznej, należy go przełączyć w ten tryb zgodnie z podanymi w niniejszej instrukcji wskazówkami.

Wartości wyświetlane

Panele wyświetlaczy

Wartości stałe

Wejścia analogowe

Wejścia logiczne

Wyjścia analogowe

Wyjścia przekaźnikowe

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

Automatically generated by DOCGEN on 2020.08.01 00:00:33
based on /var/szarp/programy/trunk/miedzyrz/sterow/2313/ciszwyk.c