Как осуществляется автоматизация систем вентиляции. Автоматика вентиляции и кондиционирования Автоматизация работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Содержание
  1. Как осуществляется автоматизация систем вентиляции. Автоматика вентиляции и кондиционирования Автоматизация работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха
  2. Разработка пользовательских интерфейсов диспетчеризации в среде c.Web
  3. Средства диспетчеризации
  4. Свободнопрограммируемые контроллеры семейства c.pCO
  5. Сервер диспетчеризации уровня объекта BOSS
  6. Облачный сервис диспетчеризации tERA
  7. Средства разработки пользовательских интерфейсов
  8. c.Web
  9. Запуск c.Web и создание проекта
  10. Получение точек данных и привязка к объектам
  11. Загрузка в контроллер
  12. Динамическая индикация тревоги
  13. Встраивание готовых страниц
  14. Оптимизация работы при низкой скорости связи
  15. Датчики и преобразователи
  16. Исполнительные устройства
  17. Регуляторы
  18. Щиты автоматизации
  19. Проектирование системы автоматизации вентиляции и кондиционирования
  20. Режимы работы системы. Работа в системе автоматизации и диспетчеризации здания
  21. Управление вентиляцией при пожаре
  22. Понятие автоматизации
  23. Причины востребованности автоматизированных вентиляционных систем
  24. Необходимое оборудование


Как осуществляется автоматизация систем вентиляции. Автоматика вентиляции и кондиционирования Автоматизация работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха

22
Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Если невозможно получить теплоснабжение от сети центрального отопления, используют электрический калорифер с несколькими ступенями мощности (до четырех).

Расход воздуха в приточно вытяжных системах обеспечивается изменением производительности приточно вытяжных вентиляторов. Если при низкой температуре наружного воздуха полной мощности электрического калорифера для поддержания заданной температуры недостаточно, то снижается производительность (скорость враще ния) вентиляторов. Следует помнить, что при снижении скорости вращения вентиляторов количество поступившего в помещение воз духа может не соответствовать требованиям санитарных норм. Однако это позволяет обеспечить работу центрального кондиционера до тем пературы наружного воздуха минус 20–25 °С. Аналогичная ситуация возникает в летний период в случае работы на охлаждение при высо кой (выше расчетной) температуре наружного воздуха.

В
в центральном канале устанавливается датчик потока воздуха

и
датчик перегрева калорифера. При отсутствии потока воздуха электрокалорифер выйдет из строя через
10–15 с, поэтому для его за щиты устанавливается датчик потока. Помимо этого, в калориферах, как правило, устанавливают два термостата:

термостат защиты от перегрева с самовозвратом (температура срабатывания 50 °С);

термостат защиты от возгорания с ручным возвратом (темпе ратура срабатывания 150 °С).

Первый термостат срабатывает обратимо, то есть после того, как температура воздуха за электрокалорифером снизится до 40 °С, кало рифер включится снова. Однако если такое выключение случится 4 раза в течение 1 часа, то произойдет аварийное отключение системы. При срабатывании второго термостата система отключится, вклю чить ее повторно можно будет только вручную после устранения неисправности.

Контроль запыленности фильтра оценивается падением давления на нем, которое измеряется дифференциальным датчиком давления. Датчик измеряет разность давлений воздуха до и после фильтра.

Допустимое падение давления на фильтре указывается в его пас порте (обычно 150–300 Па). Это значение устанавливают при наладке системы на дифференциальном датчике давления (уставка датчика). Когда падение давления достигает значения уставки, от датчика посту пает сигнал о предельной запыленности фильтра и необходимости его обслуживания или замены. Если в течение 24 часов после выдачи сиг нала предельной запыленности фильтр не будет очищен или заменен, произойдет аварийная остановка системы.

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха 23

Аналогичные датчики устанавливаются на вентиляторах. Если выйдет из строя вентилятор или ремень привода вентилятора, то сис тема будет остановлена в аварийном режиме.

1.4.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКВ ПО ОПТИМАЛЬНОМУ РЕЖИМУ

Термодинамическая модель подготовки приточ ного воздуха, основанная на регулировании влагосодержания по тем пературе точки росы, обуславливает большой перерасход холода и тепла. Однако широта ее использования связана с отсутствием быстродействующих точных регуляторов влажности.

В
последнее время применяют метод регулирования СКВ по опти мальному режиму, позволяющему избежать повторного подогрева воз духа. Термодинамическая модель по оптимальному режиму меняется непрерывно, обеспечивая наименьший расход холода и тепла.

В
таких моделях учитывается взаимное влияние двух контуров регулирования: температуры и влажности. Связанные системы регу лирования с двумя стабилизирующими контурами описываются довольно сложными математическими зависимостями, а их аппара турная реализация имеет высокую стоимость. Поэтому регулирова ние по оптимальному режиму применяется в технологическом или прецизионном кондиционировании воздуха.

Из описанных выше схем регулирования центральных кондицио неров вытекает, что для нормального функционирования установки центрального кондиционирования воздуха должна реализовываться определенная технология, обеспечивающая поддержание требуемого микроклимата в помещении. Для этого разрабатываются алгоритмы работы центральных кондиционеров по показаниям датчиков темпе ратуры, влажности, давления, величин токов, напряжения на элемен тах управления и т. д.

Реализация алгоритмов осуществляется исполнительными и за щитными элементами (электродвигатели, клапаны, заслонки и др.).

Таким образом, система автоматического управления установкой центрального кондиционирования должна выполнять следующие функции:

Управляющие (включение, выключение, задержки);

защитные (отключение при авариях, предупреждение повреж дений установки);

регулирующие (поддержание комфортных условий при минимальных эксплутационных расходах).

24
Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

1.5.
УПРАВЛЯЮЩИЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ СКВ

Управляющие функции обеспечивают выполне ние заложенных алгоритмов нормального функционирования систе мы. К ним относятся функции:

последовательность пуска;

последовательность останова;

резервирующие и дополняющие.

1.5.1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПУСКА

Для обеспечения нормального пуска кондицио нера необходимо соблюдать следующую последовательность:

1. Предварительное открытие воздушных заслонок

Предварительное открытие воздушных заслонок до пуска венти ляторов выполняется в связи с тем, что не все заслонки в закрытом состоянии могут выдержать перепад давлений, создаваемый вентиля тором, а время полного открытия заслонки электроприводом доходит до 2 мин. Входное напряжение управления электроприводом может быть 0–10 В (пропорциональное позиционное управление при плав ном регулировании) или ~24 В (~220 В) – двухпозиционное управле ние (открыто – закрыто).

2. Разнесение моментов запуска электродвигателей

Асинхронные электродвигатели имеют большие пусковые токи. Так, компрессоры холодильных машин имеют пусковые токи, в 7–8 раз превышающие рабочие (до 100 А). Если одновременно запустить вентиляторы, холодильные машины и другие приводы, то из за боль шой нагрузки на электрическую сеть здания сильно упадет напряже ние, и электродвигатели могут не запуститься. Поэтому запуск элект родвигателей необходимо разносить по времени.

3. Предварительный прогрев калорифера

Если включить кондиционер, не прогрев водяной калорифер, то при низкой температуре наружного воздуха может сработать защита от замораживания. Поэтому при включении кондиционера необходи мо открыть заслонки приточного воздуха, открыть трехходовой кла пан водяного калорифера и прогреть калорифер. Как правило, эта функция включается при температуре наружного воздуха ниже 12 °С.

В системах с вращающимся рекуператором сначала включается вытяжной вентилятор, затем начинает вращаться колесо рекуперато

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха 25

ра, а после его прогрева вытяжным воздухом включается приточный вентилятор.

Таким образом, последовательность включения должна быть сле дующей: вытяжная заслонка – вытяжной вентилятор – приточная заслонка – рекуператор – трехходовой клапан – приточный вентиля тор. Время запуска в летний период составляет 30–40 с, в зимний – до 2 мин.

1.5.2.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОСТАНОВА

1.
Задержка остановки вентилятора приточного воздуха

В установках с электрокалорифером необходимо после снятия нап ряжения с электрокалорифера охлаждать его некоторое время, не вы ключая вентилятор приточного воздуха. В противном случае нагрева тельный элемент калорифера (тепловой электрический нагреватель – ТЭН) может выйти из строя.

2. Задержка выключения холодильной машины

При выключении холодильной машины хладагент сосредоточится в самом холодном месте холодильного контура, т. е. в испарителе. При последующем пуске возможен гидроудар. Поэтому перед выключением компрессора сначала закрывается клапан, устанавливаемый перед ис парителем, а затем при достижении давления всасывания 2,0–2,5 бар, компрессор выключается. Вместе с задержкой выключения компрес сора производится задержка выключения приточного вентилятора.

3. Задержка закрытия воздушных заслонок

Воздушные заслонки закрываются полностью только после оста новки вентиляторов. Так как вентиляторы останавливаются с задерж кой, то и воздушные заслонки закрываются с задержкой.

1.5.3. РЕЗЕРВИРУЮЩИЕ И ДОПОЛНЯЮЩИЕ ФУНКЦИИ

Дополняющие функции закладываются при ра боте в схеме нескольких одинаковых функциональных модулей (электрокалориферов, испарителей, холодильных машин), когда в за висимости от затребованной производительности включаются один или несколько элементов.

Для повышения надежности устанавливаются резервные вентиля торы, электронагреватели, холодильные машины. При этом периоди чески (например, через 100 ч) основной и резервный элементы меня ются функциями.

26
Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

1.6.
ЗАЩИТНЫЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ СКВ

К
защитным функциям относятся:

защита водяного калорифера от замораживания;

защита при выходе из строя вентиляторов или привода вентилятора;

защита при повышении перепада давления на фильтрах (засо рение фильтров);

защита холодильной машины при отклонении от допустимых значений питающего напряжения, давлений, температур, токов;

защита электрокалорифера от перегрева и сгорания.

2.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СИСТЕМАМ АВТОМАТИЗАЦИИ СКВ

2.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Требования к системам автоматизации условно можно разделить на три группы:

общие требования для всех систем автоматизации;

требования, учитывающие специфику СКВ;

требования к системам автоматизации, определяемые конкрет ной СКВ.

Общие требования для всех систем автоматизации, независимо от объекта управления, определяются рядом общегосударственных, нормативных документов. Главным из них являются: ДСТУ БА 2.4. 3 95 (ГОСТ 21.4.08 93), СНиП 3.05.07.85 «Системы автоматизации», «Правила устройства электроустановок (ПУЭ)» и ДНАОП 0.00 1.32 01.

В
ДСТУ БА 2.4. 3 95 (ГОСТ 21.4.08 93) изложены нормы и пра вила выполнения рабочей документации автоматизации технологи ческих процессов.

Сборник норм и правил СНиП 3.05.07 85 определяет порядок

и
правила выполнения всех работ, связанных с производством, мон тажом и наладкой систем автоматизации технологических процессов

и
инженерного оборудования.

В
ПУЭ даны определения и общие указания по устройству элект роустановок, выбору проводников и электрических аппаратов по спо собу их защиты.

В
ДНАОП 0.00 1.32 01 приведены правила устройств электрообо рудования специальных установок, в т. ч. в разделах 2 и 3 – электро оборудования жилых, общественных, административных, спортивных

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха 27

и культурно зрелищных зданий и сооружений, т. е. объектов, где установка СКВ обязательна. К отдельным положениям этих доку ментов мы будем обращаться в разделах, посвященных технической

2.2.
ТРЕБОВАНИЯ, УЧИТЫВАЮЩИЕ СПЕЦИФИКУ СКВ

Эти требования в общем виде, представлены в разделе 9. СНиП 2.04.05 91*У «Отопление, вентиляция и кондици онирование» и регламентируют объем обязательных функций систем автоматизации: измерения, регулирования, сигнализации, автомати ческих блокировок и защиты технологического оборудования и т. п.

Автоматическое регулирование параметров обязательно для воз душного отопления, приточной и вытяжной вентиляции, работаю щей с переменным расходом, переменной смесью наружного и рецир куляционного воздуха и тепловой мощности калориферов 50 кВт и более, а также кондиционирования, холодоснабжения и местного доувлажнения воздуха в помещениях.

Основные контролируемые параметры СКВ:

температура воздуха и теплоносителя (холодоносителя) на вхо де и на выходе устройств;

температура наружного воздуха и в контрольных точках по мещения;

давление тепло и холодоносителя до и после устройств, где давление изменяет свое значение;

расход теплоты, потребляемой системы отопления и вентиляции;

давление (разность давлений) воздуха в СКВ с фильтрами и теплоутилизаторами по требованию технических условий на оборудование или по условию эксплуатации.

Необходимость дистанционного контроля и регистрации основ ных параметров определяется технологическими требованиями.

Датчики следует размещать в характерных точках в обслуживае мой (рабочей) зоне помещения, в местах, где они не подвергаются влиянию нагретых или охлажденных поверхностей или струй при точного воздуха. Допускается установка датчиков в воздуховодах, если параметры в них не отличаются от параметров воздуха в поме щении или отличаются на постоянную величину.

Если отсутствуют специальные технологические требования к точности, то точность поддержания в точках установки датчиков должна быть ±1 °С по температуре и ±7 % по относительной влажности. В случае применения местных кондиционеров доводчиков с индиви

28
Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

дуальными регуляторами прямого действия точность поддержания температуры ±2 °С.

Автоматическое блокирование предусматривается в:

системах с переменным расходом наружного и приточного воз духа для обеспечения минимально допустимой подачи воздуха;

теплообменниках первого подогрева и рекуператорах для предотвращения их замораживания;

контурах воздухообмена, циркуляции теплоносителя и хладагента, для защиты теплообменников, ТЭНов, компрессоров и др.;

системах противопожарной защиты и отключения оборудования в аварийных ситуациях.

Причиной возможного замерзания воды в трубах является лами нарное движение воды при отрицательной температуре наружного воздуха и переохлаждении воды в аппарате. При диаметре трубки теп лообменника d
тр
= 2,2 см и скорости воды меньшей 0,1 м/с скорость во ды у стенки практически равна нулю. Вследствие малого термическо го сопротивления трубки температура воды у стенки приближается к температуре наружного воздуха. Особенно подвержена замерзанию вода в первом ряду трубок со стороны потока наружного воздуха.

Выделим три основных фактора, способствующих замерзанию воды:

ошибки, допущенные при проектировании и связанные с завы шенной поверхностью нагрева, обвязкой по теплоносителю и способом управления;

превышение температуры горячей воды и, как следствие, резкое снижение скорости движения воды, из за чего создается опасность замерзания воды в теплообменнике;

перетекание холодного воздуха из за негерметичности клапана наружного воздуха и при полном закрытии плунжера водяного клапана.

Обычно защита от замерзания теплообменников выполняется на базе двухпозиционных регуляторов с датчиками температуры перед аппаратом и в обратном трубопроводе воды. Опасность заморажива ния прогнозируют по температуре воздуха перед аппаратом (t
н
<3 °С) и одновременным понижении температуры обратной воды, напри мер, t w min < 15 °С. При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор. В нера бочее время клапан остается приоткрытым (5–25 %) при закрытой заслонке наружного воздуха.

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха 29

Приведенные выше регламентированные функции автоматики СКВ не исчерпывают всех особенностей процесса и оборудования воздухообработки. Практика наладки и эксплуатации таких систем показала необходимость выполнения еще целого ряда требований. Здесь следует, прежде всего, остановиться на обязательном прогреве воздухонагревателя первого прогрева перед пуском двигателя при точного вентилятора и соблюдении последовательности включения

и
останова рабочего оборудования системы. На рис. 1.13 показан типо вой график включения и выключения аппаратов и устройств приточ но вытяжной системы. Первым полностью открывается клапан калорифера, после его прогрева в течение 120 с подается команда на открытие воздушных заслонок, еще через 40 с включается вытяжной вентилятор и только при полностью открытых заслонках – приточ ный вентилятор. Кроме того, должен быть предусмотрен индивиду альный пуск оборудования, которое необходимо включать при наладке

и
профилактических работах.

30
Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

2.3.
ТРЕБОВАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ КОНКРЕТНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

Эти требования формулируются на основе алго ритмов функционирования и управления СКВ. При этом выбор алго ритма управления определяется двумя основными качествами: точностью и экономичностью управления. Первое качество опреде ляет выбор оптимального закона управления, второe – оптимальной программы управления. Другие показатели, такие как надежность, стоимость и т. д. накладываются как ограничения на выбранный кри терий оптимальности первых двух факторов. И если определение оптимального закона управления производится специалистом по ав томатизации, то определение оптимальной программы управления должно вестись совместно специалистами по кондиционированию и вентиляции и специалистами по автоматизации. При таком подходе учитываются как требования к системе автоматизации, так и к автома тизируемому объекту. На практике более распространено раздельное проектирование с выдачей технического задания или исходных дан ных на автоматизацию.

В этих документах обычно оговаривается:

диапазон изменения возмущающих воздействий;

заданные параметры состояния воздуха и требования к точности их поддержания;

требования к поддержанию параметров воздуха в обслуживаемых помещениях в нерабочее время;

функциональная схема объекта с техническими характерис тиками выбранных аппаратов и устройств тепловлажностной обработки воздуха;

данные о расчетных максимальных и минимальных теплов лажностных нагрузках объекта, режимах тепловлагообработки воздуха и условия перехода от одного режима к другому;

графики или диапазоны изменения нагрузок на протяжении суток, рабочей недели, месяца и т. п.

Эти данные необходимы для реализации программного управле ния СКВ в указанные периоды с целью экономии электроэнергии, затрат тепла и холода.

На основании описанных требований и исходных данных произ водится выбор технических средств автоматики и разрабатывается техническая документация на систему автоматизации.

Для обеспечения требуемых условий надлежащего движения воздуха в помещениях, для создания надежных систем вентиляции и кондиционирования, чтобы при этом сократить надобность в обслуживающем персонале, а также для экономии электроэнергии и сохранения холода и тепла, прибегают к применению автоматизированных систем кондиционирования и вентиляции, которые в числе прочего позволяют производить автоматическое отключение и включение оборудования в аварийных ситуациях.

Чтобы автоматизированная система работала правильно и наиболее экономично, для наблюдения за основными параметрами на щиты выносят приборы контроля. На отдельных узлах, для возможности отслеживания работы отдельных элементов, устанавливают местные приборы контроля, для мониторинга промежуточных показателей.

Автоматика самопишущих приборов позволяет вести учет и анализ текущей работы вентиляционного оборудования, а для своевременной фиксации опасных отклонений служат приборы сигнализирующие, призванные предотвратить нарушение технологического процесса и, как следствие, — брак продукции.

Индикаторы работы системы вентиляции и кондиционирования устанавливают как в системе приточной вентиляции, так и в комбинированных системах с воздушным отоплением, и в системах кондиционирования воздуха. Здесь важен контроль температуры воздуха наряду с контролем параметров теплоносителя.

Что касается конкретно кондиционирования, то тут важно отслеживать и влажность воздуха и температуру горячей и холодной воды, а также давление, чтобы правильно регулировать работу насосов, подающих воду в оросительную камеру.

В зависимости от того, насколько точной должна быть регулировка поддерживаемых параметров, от назначения системы, от экономической и технической целесообразности, выбирают позиционный, пропорциональный или пропорционально-интегрированный способ управления автоматизированной системой. А в зависимости от вида энергии, которая используется для обеспечения работы системы, система регулирования может быть электрической или пневматической.

Если на предприятии отсутствует сеть сжатого воздуха или ее установка экономически неприемлема, то используют электрическую систему регулирования. Если сеть сжатого воздуха (с давлением от 0,3 до 0,6 МПа) на предприятии есть, или в целях противопожарной безопасности, применяется система пневматического регулирования.

Принцип автоматического регулирования температуры воздуха заключается в смешивании рециркулирующего воздуха и наружного воздуха, а также в варьировании режимов работы калориферов. Эти методы могут применяться как совместно, так и по отдельности. При этом благодаря регулировке в системе кондиционирования достигаются требуемые температура, давление и относительная влажность.

Для автоматизированной системы приточной вентиляции характерно измерение температуры воздуха в помещении (после вентилятора), и температуры горячей воды до и после калорифера. При этом, благодаря регулятору температуры, автоматически действующему на регулировочный клапан горячей воды, изменяется в нужную сторону температура в помещении.

В системе имеются два датчика температуры, функция которых — предотвратить замерзание калорифера. Первый датчик отслеживает температуру теплоносителя после калорифера (в обратном трубопроводе), второй — температуру воздуха между калорифером и фильтром.

Если в процессе работы вентиляционной установки первый датчик зафиксирует понижение температуры теплоносителя до +20 — +25°С, то вентилятор будет автоматически отключен, а клапан регулировки будет полностью открыт, чтобы подать теплоноситель в калорифер с целью прогрева.

Если температура поступающего воздуха больше 0°С, то замерзание калорифера, конечно, невозможно, и нет надобности в отключении вентилятора, нет надобности в открывании клапана горячей воды, — второй датчик отключит узел защиты калорифера от замерзания.

Пусть в ночное время вентилятор отключен, и требуется защита калорифера от замерзания, тогда второй датчик (перед калорифером), фиксируя температуру ниже +3°С, откроет клапан для подачи горячей воды. Когда калорифер будет прогрет, клапан закроется.

Именно так реализуется автоматическая двухпозиционная регулировка температуры воздуха перед калорифером когда вентилятор отключен. При запуске системы калорифер предварительно прогревается, до того, как вентилятор будет включен. В момент включения вентилятора открывается заслонка.

Для нагрева воздуха возможно применение одной из двух схем. В первой схеме, установленный в потоке подогретого воздуха, терморегулятор при отклонении температуры воздуха от уровня уставки включает моторный клапан, регулирующий подачу в калорифер теплоносителя (целесообразно применять в случае если теплоносителем является вода). Вода поступает в калорифер пропорционально положению клапана над седлом по высоте.

Когда теплоносителем служит пар, то его поступление не будет пропорционально, и тогда подойдет второй метод регулирования. В схеме приемлемой для пара, терморегулятор управляет сервомотором, связанным с дроссельными клапанами, регулирующими соотношение воздуха идущего в обход, и воздуха, идущего непосредственно через калорифер.

Увлажнение воздуха в форсуночной камере регулируется одним из двух методов, в основе которых адиабатное насыщение. Коэффициент?р прямо связан с коэффициентом орошения p, и изменяя p, меняем?р. Регулятор влажности управляет моторным клапаном, установленным на нагнетательной стороне насоса, который подает воду к форсункам из поддона камеры. Но есть и второй путь.

Второй способ заключается в том, что меняя температуру воздуха, проходящего через калорифер, можно менять влажность, оставляя нетронутыми? и р. Просто регулятор влажности в этом случае регулирует подачу в калорифер теплоносителя.

Для охлаждения воздуха служит следующий процесс. Перемещаемый по каналу воздух попадает в форсуночную камеру, где он должен быть охлажден разбрызгиваемой холодной водой. Положение дроссельных клапанов меняется так, что часть воздушного потока идет в обход, а часть — в форсуночную камеру. В обходном канале температура не изменяется.

После прохождения части потока через форсуночную камеру, разделенные потоки вновь объединяются, смешиваются, и в результате температура воздуха становится такой, как нужно в соответствии с условиями в помещении. Доля воздуха, проходящего через форсуночную камеру или идущего в обход, регулируется, и может достигать 100%, — весь поток через камеру или весь поток по обходному каналу.

Какую выбрать систему — пропорциональную или двухпозиционную? В зависимости от соотношения производства регулирующего агента с объемом его потребления. В случае если производство агента намного больше емкости потребления, то лучше пропорциональная система, в противном случае — двухпозиционная.

Когда решается вопрос о возведении системы регулирования влажности в помещении, определяют количество водяного пара, которое воздух помещения способен будет принять.

На температуру в помещении влияют внутренние поверхности в нем, и для упрощения примем, что расположенные в помещении вещи на температуру воздуха не влияют.

Общеизвестно, что поверхности отличаются по температуре от воздуха, и поскольку они велики, то термическое действие всегда оказывается таким, что температура воздуха становится соответствующей температуре поверхности, и изменение температуры воздуха свидетельствует об изменившейся температуре поверхности.

Журнал «Мир климата» продолжает публикацию фрагментов новой учебной программы ДПО Учебно-консультационного центра «УНИВЕРСИТЕТ КЛИМАТА» под названием «Автоматизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха».

Ранее мы подробно описали работу с приложениями современной среды разработки CAREL
c.Suite. Теперь расскажем о разработке пользовательских интерфейсов диспетчеризации в среде c.Web

Разработка пользовательских интерфейсов диспетчеризации
в
среде c.Web

Средства диспетчеризации

Номенклатура продукции компании CAREL
включает различные средства диспетчеризации как локального, так и глобального уровня.

Свободнопрограммируемые контроллеры семейства c.pCO

Контроллеры семейства c.pCO, оснащенные встроенным портом Ethernet, предоставляют возможность непосредственной диспетчеризации через Интернет за счет встроенного веб-сервера.

Пользовательский интерфейс сервера может быть как стандартным, предоставляемым компанией CAREL бесплатно, так и разработанным в соответствии с требованиями конкретного заказчика.

Стандартного пользовательского интерфейса достаточно для мониторинга работы установки, управления ею и анализа поведения оборудования во времени за счет встроенной функции ведения журнала (лога) значений выбранных параметров с последующим просмотром их в виде графиков.


Такое решение оптимально для объектов с небольшим количеством оборудования, где бюджет не позволяет установить выделенный сервер системы диспетчеризации.


Сервер диспетчеризации уровня объекта BOSS

Все контроллеры семейства c.pCO, независимо от модификации, имеют как минимум один встроенный порт RS485, который может быть использован для интеграции контроллера в шину диспетчеризации по протоколам ModBus или BACnet.

Сбор, хранение, отображение информации от полевых контроллеров и уведомление персонала объекта о требующих внимания ситуациях должны осуществляться сервером системы диспетчеризации BOSS
.

Особенностями и достоинствами сервера системы диспетчеризации BOSS
являются:

  • доступ через любой веб-браузер с ПК, планшета или смартфона;
  • встроенная точка доступа Wi-Fi позволяет удаленно работать с BOSS
    как с
    мобильного устройства так с
    персонального компьютера;
  • при необходимости возможно подключение монитора через разъемы Display Port или VGA
    , а также клавиатуры и
    мыши через порты USB;
  • автоматическое масштабирование страниц сервера под разрешение экрана устройства, с которого происходит доступ;
  • интегрированная поддержка протоколов Modbus (Master и Slave) и
    BACnet (Client и
    Server) по
    шинам MS/TP (RS485) и
    TCP/IP;
  • максимально упрощенная процедура развертывания системы диспетчеризации на основе BOSS
    за
    счет визуализации данных с
    помощью шаблонных страниц.

Решение с использованием BOSS
ориентировано на объекты, где необходима интеграция в единый интерфейс диспетчеризации десятков — сотен контроллеров как производства CAREL
, так и сторонних, поддерживающих наиболее распространенные в настоящее время коммуникационные протоколы ModBus и BACnet.

Облачный сервис диспетчеризации tERA

Облачный сервис диспетчеризации tERA, использующий возможности Интернета для взаимодействия с полевыми контроллерами, расположенными в различных местах, — универсальное решение для объектов любого масштаба, а также для сетей объектов.

Достоинства tERA:

  • отсутствие необходимости размещения какого-либо серверного оборудования на местах;
  • доступ к интернет-порталу tERA возможен с
    любого устройства, подключенного в
    глобальной сети;
  • не требуется специальная настройка сетевого оборудования на
    объекте, где установлены системы автоматизации, которые предполагается контролировать;
  • детализация информации по оборудованию и
    возможности управления зависят от
    типа пользователя, устанавливаемого локальным администратором;
  • автоматическое создание отчетов как по расписанию, так и
    при наступлении определенных событий, требующих вмешательства обслуживающего персонала;
  • поддержка обновления программного обеспечения полевых контроллеров;
  • встроенный инструментарий анализа поведения оборудования путем сравнения параметров во времени и
    между различными объектами;
  • пользовательский интерфейс может быть как минималистичным, состоящим только из таблиц и
    графиков, так и
    оформленным с
    учетом пожеланий конкретного заказчика.

Применение сервиса tERA особенно актуально для сетей объектов малого и среднего масштаба, где нецелесообразно применение физических серверов диспетчеризации из-за малого количества оборудования на каждом из объектов, а количество самих объектов велико, что делает затруднительным прямое подключение к каждому из них.

Также сервис tERA является оптимальной платформой для сервисных организаций, предлагающих своим клиентам услуги периодического сервисного обслуживания и ремонта оборудования.

Средства разработки пользовательских интерфейсов

Все инструменты диспетчеризации предполагают возможность создания пользовательского интерфейса, оформленного в соответствии с требованиями заказчика.

Важной составляющей пользовательского интерфейса оператора является графическое оформление, от удобства, наглядности и эргономичности которого зависит эффективность работы диспетчера.

Кроме того, к современным средствам визуализации информации в системах BMS
предъявляются требования по обеспечению кроссплатформенности и поддержки мобильных устройств.

Всем перечисленным требованиям соответствует среда разработки пользовательских интерфейсов CAREL
c.Web, имеющая следующие основные характеристики:

поддержка современных кроссплатформенных технологий визуализации — используется стандартный код HTML
и SVG
графика, поддерживаемая всеми современными платформами — в отличие от FLASH
и ряда других технологий;

процесс разработки максимально оптимизирован для использования библиотечных элементов с минимально необходимым объемом программирования. В то же время опытному разработчику предоставляются широкие возможности настройки;

предусмотрена поддержка мобильных устройств с точки зрения удобства для оператора при работе с экранами малого размера;

защита интеллектуальной собственности — учтены интересы разработчиков — в целевое устройство загружается откомпилированный HTML-код, в то время как исходный проект остается у автора;

c.Web является единым унифицированным инструментом разработки пользовательских интерфейсов для средств диспетчеризации различного уровня производства CAREL
вплоть до возможности переноса проектов из одной системы в другую с сохранением функциональных возможностей и минимальными доработками.

c.Web

Запуск c.Web и создание проекта

Для запуска c.Web следует выбрать соответствующий ярлык в панели задач и запустить его от имени администратора:

После этого меню приобретет вид:

Следует выбрать Project Console, что приведет к появлению соответствующего окна:

Если предполагается работать с уже выбранным проектом, то следует нажать кнопку Builder. Если требуется изменить текущий проект, следует нажать красную кнопку остановки сервера.


В открывшемся окне следует указать имя нового проекта и папку, в которой он будет находиться:

Следует отметить, что если в указанной папке окажутся файлы ранее созданного проекта, то при запуске редактора они будут открыты как новый проект. Таким путем можно разрабатывать новые проекты на основе ранее созданных.


а затем — кнопку Builder для запуска собственно редактора c.Web.

Если сервер ранее не был сконфигурирован, появится окно параметров, в котором необходимо назначить имя сервера, его адрес и тип.

В нашем случае тип должен быть Carel, а имя и IP-адрес целевого контроллера мы указываем, исходя из собственных предпочтений.

На закладке Advanced необходимо указать пути к папкам, содержащим таблицы параметров контроллера, доступных для диспетчеризации, и к папкам, куда редактор поместит готовый проект.

При наличии связи с контроллером по локальной сети удобно загружать готовый проект непосредственно в котроллер с помощью встроенного FTP-сервера, поэтому в качестве целевых папок указываем соответствующие папки в контроллере.

Для заполнения поля Config Source необходимо создать файл конфигурации переменных контроллера, что можно сделать, только имея исходный проект.

Для этого следует вернуться к проекту приложения контроллера и открыть его в среде разработки c.Suite, в программе c.design.


Устанавливаем галочку Enable c.Web — это необходимо для корректной работы проекта пользовательского интерфейса после загрузки в контроллер:

Экспортируем переменные проекта в формате, соответствующем редактору c.Web:

Откроется окно, в котором следует указать папку, куда мы намерены сохранить конфигурационный файл.

После выполнения указанных действий появится сообщение вида:

Поскольку мы внесли изменения в проект приложения контроллера, его необходимо перезагрузить:

Теперь мы можем вернуться к настройке редактора c.Web, указав в поле Config Source путь к папке, куда был сохранен файл конфигурации переменных из c.design:

В итоге указанное окно примет вид:

Установка галочки Cleanup dataroot приведет к очистке папки, куда в контроллер будут загружаться файлы проекта, поэтому, если в процессе работы туда будут помещаться какие-либо дополнительные файлы, не входящие в проект c.Web, они будут удалены. В ряде случаев это нежелательно, поэтому данную галочку лучше не устанавливать.

На вкладке Layout выберем подходящий формат страниц с учетом разрешения экрана, на котором, вероятнее всего, будет отображаться создаваемый пользовательский интерфейс:

После нажатия OK откроется основное окно редактора:

Получение точек данных и привязка к объектам

Первое, что необходимо сделать — загрузить информацию о точках данных, которые мы планируем использовать в нашем проекте. Для этого следует щелкнуть правой кнопкой мыши по имени проекта и выбрать Acquire Datapoints:

При успешном выполнении процедуры появится окно вида:

Прочитанные переменные можно увидеть в разделе OBJECTS
дерева проекта:

Собственно пользовательский интерфейс начнем создавать на странице Main. Перенесем объект Circular Meter из библиотеки на страницу проекта:

Свойства выбранного объекта отображаются в соответствующем окне редактора. Для привязки переменной к объекту для отображения значения переменной необходимо использовать свойство Base.

Привяжем к имеющемуся объекту переменную, содержащую значение текущей температуры:

И поменяем ряд других параметров, определяющих внешний вид и поведение объекта:

Загрузка в контроллер

Чтобы убедиться, что механизм импорта переменных сработал правильно, загрузим полученный проект с одним объектом в целевой контроллер.

Для этого необходимо щелкнуть правой кнопкой по имени проекта и выбрать Distribute:



По ее окончании, открыв браузер и указав IP-адрес контроллера, мы сможем убедиться, что загрузка прошла успешно и данные корректно отображаются в веб-интерфейсе контроллера:

Для изменения заголовков страниц веб-интерфейса следует модифицировать соответствующую строку в коде объекта index.htm, находящегося в разделе Library — ATVISE — Resources:

Добавим на нашу страницу объект, позволяющий не только просматривать, но и изменять значения переменных в контроллере.

Таким объектом может быть, например, Read/Write Variable — он особенно удобен для использования на сенсорных экранах, так как содержит крупные кнопки уменьшения и увеличения значения, а также движок регулятора.

Поместим указанный объект на страницу, привяжем к переменной уставки температуры и модифицируем вид объекта в соответствии с своими предпочтениями:

После загрузки обновленного проекта в контроллер появится возможность изменять заданное значение через веб-интерфейс:

Добавим переключатель для изменения состояния дискретной переменной и привяжем его к включению и выключению установки:

Динамическая индикация тревоги

Добавим индикацию тревоги. Для этого нарисуем круг с помощью инструмента Add circle.

Для ряда графических объектов в c.Web имеется набор готовых шаблонов, в частности это касается кругов: выделив круг и выбрав в меню Templates, можно применить формат шаблона к выбранному объекту.

Сделаем круг красным с градиентной заливкой.

Для изменения состояния индикатора тревоги в зависимости от ситуации воспользуемся механизмом Add Simple Dynamic, встроенным в c.Web.

В пункте EVENT
укажем значение переменной состояния тревоги, а в пункте ACTION — сопоставим состоянию наличия тревоги мигание выбранного объекта и состояние его невидимости при отсутствии тревоги.

Фактически механизм Simple Dynamics представляет собой мастер, который простыми визуальными средствами позволяет создавать определенные последовательности действий, требующих программирования. Simple Dynamics позволяет упростить этот процесс, однако на выходе возникает скрипт, который может быть использован как основа и в дальнейшем вручную модифицирован разработчиком.

Для отображения и редактирования скрипта следует нажать кнопку Script на панели c.Web:

Полученный скрипт можно проанализировать и дополнить.

Для более развернутого уведомления оператора о наличии тревоги к визуальному уведомлению — мигающему красному индикатору целесообразно добавить акустический сигнал.

Для этого добавим в папку Resources файл, содержащий сигнал тревоги:

Кроме того, добавим еще один индикатор — зеленый, который должен светиться, когда тревога отсутствует:

Размеры зеленого индикатора зададим такими же, как и красного, а для точного расположения обоих индикаторов друг над другом воспользуемся инструментами выравнивания:

Доработаем скрипт следующим образом:

Дополнительные сведения о доступных командах и синтаксисе скриптов доступны во встроенной справке.

Добавим еще один регулятор, который привяжем к переменной, определяющей порог срабатывания тревоги.

И добавим подписи к элементам индикации и управления:

Для повышения эстетичности создаваемого веб-интерфейса добавим градиентный фон, воспользовавшись инструментом Add Rectangle в панели управления c.Web.

Зададим параметры прямоугольника и расположим его под уже имеющимися объектами:

После загрузки в контроллер веб-интерфейс будет иметь вид:

Встраивание готовых страниц

Дальнейшее расширение функциональных возможностей веб-интерфейса возможно с использованием готовых шаблонов, доступных для скачивания из раздела c.Web портала ksa.carel.com:

В частности, доступны готовые страницы с отображением встроенного дисплея контроллера WebpGD, графиков логов и тревог.

Для применения указанных шаблонов соответствующие файлы необходимо загрузить в файловую систему контроллера по FTP
. Для этого можно использовать программу FileZilla:

Заранее скачанные папки следует подготовить для копирования в папку HTTP
контроллера.

Если до этого момента в контроллер уже был загружен веб-интерфейс, данная папка не будет пустой, и папки шаблонов следует добавить к уже имеющимся файлам:

По завершении процесса передачи данных папка HTTP
контроллера будет иметь вид:

Чтобы воспользоваться шаблонами предлагается добавить на главную страницу пользовательского интерфейса меню с тремя пунктами: WebpGD, Тренды и Тревоги.

Также добавим новую страницу, назвав ее WebpGD.

В меню File выберем пункт Settings для настройки параметров новой страницы:

Установим размеры страницы 900 на 500 пикселей, после чего воспользуемся инструментом Add Foreign Object:

Нарисуем прямоугольник размером 460 на 800 пикселей — это зона, где будет отображаться экран контроллера и кнопки управления.

Щелкнув по данной зоне, получим окно редактирования скрипта объекта, куда добавим команду обращения к ранее загруженной шаблонной странице: