Esettanulmány. Éttermi konyha légtechnikai fűtés vezérlése

Esettanulmány Éttermi konyha légtechnikai fűtés vezérlése

1 Háttér Az egyik étterem konyháján gázüzemű berendezések működnek, emiatt olyan légtechnikát alakítottak ki, ami biztosítja a folyamatos légcserét. Egyrészt folyamatosan kétcsatornás elszívó-rendszer külön a zsíros-elszívás (a sütőplatnik felett) és normál elszívás biztosítására. Az elszívott levegőt befújással pótolják. A téli időszakban (a megfelelő munkakörülmények biztosítása érdekében) a befújt levegőt fűteni kell. A levegőt a légcsatornába elhelyezett kalorifer fűti az épület tetején. A hő ellátást a földszinten elhelyezett kazán biztosítja több körös fűtési rendszeren keresztül, a negyedik emelet és a tető közötti kör fagyállóval van feltöltve.

2 Megoldandó probléma A levegő fűtésének a szabályozása korábban manuálisan történt. Ennek következtében a konyhában széles tartományban változott a hőmérséklet, egyrészt az időjárástól, másrészt attól függően, hogy a konyhában a berendezések milyen intenzitással működtek. Másik probléma, hogy a bonyolult fűtési rendszer egyes komponensei időnként meghibásodnak. Ilyenkor a hiba detektálása sokszor nehézkes, mert a szakember kiérkezésekor nem biztos, hogy jelentkezik a probléma, hiszen ez gyakran a terheléstől is függ. A fűtés vezérlésének megvalósítására az épületvezérlését kialakító cég olyan magas árat adott, amit az étterem üzemeltetője nem tudott elfogadni. A rendszer karbantartója vásárolt egy standard szabályzásra alkalmas áramkört, de azt nem lehetett összehangolni a rendkívül lomha légtechnikával. Ugyanis a vezérlés hamarabb felszabályozta a fűtést, mint amikorra a levegő hőmérsékletében a változás jelentkezett volna, így túlszabályozás történt. Ekkor elindult a visszaszabályozás, aminek a hatása szintén lassan jelentkezett a légtechnikában, így a szabályzó szelep folyamatosan a maximális és a minimális érték között ingadozott. Amellett, hogy ez rendkívül kényelmetlen munkakörnyezetet okozott a konyhában, néhány hónap után a szabályzó szelep meghibásodásához is vezetett.

Fájl: CaseStudy-KitchenHeating.docx

1

3 Megvalósított rendszer Az étterem elektromos rendszereinek a karbantartója a TecoWorks Kft segítségével olyan megoldást alakított ki, ami nemcsak a légtechnikához hangolt hatékony vezérlést eredményezett, hanem a folyamatos monitorozhatóság és az adatgyűjtés segítségével az előforduló gépészeti hibák elhárításában is nagy segítséget nyújt. A vezérlés központi egységét az ún. TecoStation-t a negyedik emeleti elektromos elosztószekrénybe helyeztük. A légcsatornákban az elszívott és a befújt, valamint a kültéri hőmérsékletet rádiós hőszenzorral mérjük. Az emeleti szinten lévő fűtési körök hőmérsékletét pedig a fűtéscsövekre erősített hagyományos (olcsó) NTK hőellenállásal mérjük, aminek a gyári karakterisztikáját egyszerű módon, a képlet beírásával lehet megadni. (A használt áramgenerátoros táplálás mellett: TNTK = UNTK x 6,35 – 123). A vezérlési logika is néhány egyszerű képlettel valósult meg: Az „ElvártHőmérséklet” azt a célértéket jelenti, amilyen hőmérsékletre a befújt levegőt fel szeretnénk melegíteni. Ezt az értéket a zsíros elszívás hőmérsékletétől tettük függővé: amennyiben a zsíros elszívás melegebb 28 Co-nál, akkor 18 Co levegőt, ha hidegebb 25 Co-nál, akkor pedig 20 Co levegőt fújunk be. A befújt és az elvárt hőmérséklet összehasonlításakor +/- 1 Co hiszterézist alkalmaztunk, ezzel csökkentve a szelep indokolatlan mechanikus mozgatását. A „SzelepMozgatás” változó értek +3, 0 -3 értékeket veszi fel attól függően, hogy kell-e, illetve milyen irányban kell a szelepet mozgatni. A tényleges „Szelepvezérlés” értékét %-ban kell meghatároznunk (0-100%). Ennek számításakor 180 másodperces késleltetést állítottunk be, azaz 180 másodpercenként változtatjuk a vezérlést a szükséges irányban +/- 3 értékkel.


2

A konyha vezetőjének összeállítottunk egy egyszerű grafikus vizualizációs képernyőt, amin könnyen leolvasható a fűtés aktuális állapota. A képernyő elkészítéséhez nem szükséges szoftverfejlesztési eszközök használata, mert a rendszer lehetővé teszi, hogy tetszőleges grafikát töltsünk be, és a mért adatokat egyszerűen „ráhúzzuk” erre a grafikára:

Utólagos vizsgálat/elemzés céljára néhány diagramot definiáltunk, amit a konyhafőnök és az üzemeltető személyzet is használt. A diagramokat is össze lehet állítani különösebb informatikai ismeretek nélkül.

4 Beüzemelési tapasztalatok A rendszer üzembe állítása egy hideg esős este történt, ami a tetőn történő szerelést rendkívül kényelmetlenné tette. Viszont a rendszer architektúrája megengedte, hogy az állomás (TecoStation) és a szenzorok gyors elhelyezése után a rendszer konfigurálását az éttermi részben, kényelmes körülmények között lehessen elvégezni. Ugyanígy a rendszer megfigyelése, a működés ellenőrzése és hangolása sincs a helyszínhez kötve. Néhány óra múlva a diagramon látszott, hogy a vezérlés nem stabil, hanem egy kisebb „rezgőkör” alakult ki, ugyanis a fűtési rendszer tehetetlensége nagyobb volt, mint amire számítottunk, így mire a vezérlés hatása megjelent a befújt levegő hőmérsékletében, addigra túlszabályozta a szelepet, majd ezt észlelve ellenkező irányban zajlott le a folyamat.


3

Kezdetben a fűtési rendszer késleltetését 120 másodpercre állítottuk, ezt kellett megnövelni 180 másodpercre, amit távolról, pillanatok alatt el lehetett végezni, így a vezérlés azonnal stabillá vált:


4

5 Üzemeltetési tapasztalatok Néhány hét stabil üzem után a konyhafőnek megtekintette a rendszert. Pillanatok alatt megértette az összes számára összeállított képernyőt. Sőt azt is észrevette, hogy a zsíros elszívás karakterisztikája bizonyos reggelek esetén eltér a normálistál és hirtelen túl meleg, pedig a reggel csak előkészítő-munka folyik a konyhában sütés még nem. Kiderült, hogy az egyik szakácsnak az a szokása, hogy amikor ő a reggeli műszakos, akkor fűtési célból kora reggel bekapcsolja a kemencét. Ez egyrészt gazdaságtalan, másrészt az új fűtésvezérlés miatt felesleges is:

Másik érdekes üzemeltetési eset volt, amikor a fűtés hirtelen leállt. A karbantartó megvizsgálta a grafikont, amin azt tapasztalta, hogy a legfelső fűtési kör előremenő és visszatérő ágának hőmérséklete jelentősen eltérő egymástól, pedig általában csak néhány fok különbség szokott lenni. Ebből könnyen megállapította, hogy ennek a fűtési körnek a keringető szivattyújával van probléma:


5

6 Összegzés Néhány alacsony költségű hardverelem és a felhő-számítástechnika szemléletben készült szerveroldali rendszer felhasználásával rövid telepítési idő alatt olyan rendszert sikerült összeállítani, ami a szabályozási feladaton túl, a konyhafőnök és a karbantartó személy számára is bárhonnan, akár mobiltelefonról is elérhető hasznos információkat szolgáltat. A rendszer segítségével távoli beavatkozási lehetőség is könnyen biztosítható, de ebben az esetben erre nem volt szükség.


6

Esettanulmány. Éttermi konyha légtechnikai fűtés vezérlése

Recommend Documents