Premium Application Note – Hőközponti irányítástechnika
Iparág
Energetika
Alkalmazás
A Kaposvári Önkormányzat fűtőműve által üzemeltetett Honvéd utcai hőközpont rekonstrukciós munkálatai során az alkalmazott hőenergetikai rendszerek teljesen új vezérlő és felügyeleti rendszert kaptak. Az új rendszer gondoskodik egy iskola, egy óvoda és közel 500 lakás melegvízellátásáról valamint a fűtéséről. Ez az új rendszer hivatott a hőközponti analóg és digitális bemeneti jelek, mérések adatainak feldolgozására, a hőközpontban található beavatkozók, szivattyúk, szabályzószelepek vezérlésére. A TSX Premium vezérlő használatának köszönhetően a használati melegvíz hőmérséklete óránkénti lépcsőkben állítható szabad- és ünnepnapokra, míg a fűtési előremenő víz hőmérséklete a külső környezeti hőmérséklet függvényében automatikusan áll be a megfelelő értékre. A hőközpontban normál üzemvitel során kezelő-személyzet nem tartózkodik. Ha mégis a helyszínről kell a folyamatokba beavatkozni, akkor azt egy érintőképernyős Magelis ipari terminálon keresztül lehet megtenni. A folyamatos felügyelet a PLC részét képező Ethernet kommunikációs modulban elhelyezett WEB szerveren keresztül történik a megközelítőleg két kilométerre lévő operátori munkahelyen.
Automatizálási A hőközpont irányítástechnikai feladatait egy Telemecanique gyártmányú TSX Premium tipusú moduláris PLC látja el. Ez az egység három bővítő rack-ből áll, melyek termékek mindegyike saját 55W-os tápegységgel rendelkezik. Ezeken a hátlapokon helyezkednek el a PLC-t alkotó kártyák. A PLC központi egysége egy ‘loop-controller’ processzor, amely kifejezetten a különböző szabályozási feladatok ellátására lett kifejlesztve. A szabályozási körök gyakorlatilag külön programozást nem igényelnek, csak konfigurálni kell a hurkokat és ezután a rendszer már működtethető. A processzor összesen három soros portján (négy van kiépítve, melyek közül egy tartatlék) keresztül egy hőenergetikai adatgyűjtő rendszerrel, négy darab Altivar58 frekvenciaváltóval valamint egy ipari terminállal van kapcsolatban. A távoli felügyelet egy ipari Ethernet kommunikációt lehetővé tevő és WEB szerverrel rendelkező kártyán keresztül történik. A WEB szerveren tárolt oldalak bármely böngészőprogram (Internet Explorer, Netscape Navigator,stb.) által megjeleníthetők, így az Ethernet hálózaton lévő számítógépek mindegyike hozzáférhet a hőközpont adataihoz, megfelelő jogosultság esetén pedig be is avatkozhat a működésébe. A PLC-hez kapcsolódó érintőképernyős ipari Magelis terminál 10,4 colos képátlójú színes LCD kijelzővel rendelkezik és az előlapi oldalon IP65 védettségű.
Kommunikáció A rendszerben lévő négy soros portból összesen három porton folyik kommunikáció valamilyen külső eszközzel. Az első port RS485 felületen kapcsolódik egy flowcomputerhez, ahonnan a különböző áramlási értékek, hőmérsékletek, energiaértékek kerülnek kiolvasásra. A második porton négy darab Altivar58 frekvenciaváltó van felfűzve szintén RS485 felületű kommunikációs hálózatra. A frekvenciaváltók saját PI szabályzóval rendelkeznek, a működésük ezáltal teljesen automatikus, a soros vonali kapcsolaton keresztül csak a monitorozásuk történik, vagyis a drive és a hajtott motor néhány jellemzője kerül kiolvasásra, majd a WEB felületre (pillanatnyi működési frekvencia, vonali feszültség, termikus állapot, stb). A harmadik porton kapcsolódik az érintőképernyős Magelis terminál. A távoli felügyelet egy ETY510 tipusú Ethernet
Schneider Electric Hungary, Minden jog fenntartva
Oldal 1
kommunikációs kártyán keresztül valósul meg. Az Ethernet hálózaton használt protokoll a Modbus TCP/IP. Mivel az operátori állomás megközelítőleg két kilométerre található, az adatátvitel üvegszálas kábelen történik.
Megrendelő
A megrendelő elsődleges igénye egy korszerű, önálló működésre képes irányítástechnikai rendszer kialakítása volt, amely a rövid installálási és beüzemelési idő mellett alacsony költségekkel üzemeltethető. Elvárás volt még az olcsó, de üzembiztos és több gépen is futtatható megjelenítőrendszer, amely kellő sebességgel dolgozza fel a megjeleníteni kívánt adatokat. Alkalmazva az ipari Ethernet kommunikációs technika adta lehetőségeket mindezeknek az elvárásoknak a rendszer messzemenően megfelel, a gyors kommunikáció a nagy távolság ellenére is működik.
A program
A PLC müködtető programja az IEC 1131 szabványban előírt programozási módszereket lehetővé tévő PL7Pro fejlesztői környezetben lett megírva. A vezérlő algoritmus felépítése lehetővé tette a program nagyfokú struktúrálását, szekciókra tagolásást, amely a beüzemelés során a hibakeresést, diagnosztikát nagyban megkönnyítette. A program összesen tizennégy szabályzókört tartalmaz, melyeket konfigurálni és paraméterezni kellett a programozás során. A kézi-automata működtetést, valamint az alapjelek külső hőmérséklet követését külön programszekciók végzik.
Schneider Electric Hungary, Minden jog fenntartva
Oldal 2
Az alkalmazás által megkívánt sok matematikai művelet legegyszerűbben a PLC-k programozásáról szóló szabvány által is támogatott struktúrált szöveg (ST) programnyelven valósítható meg, ezért az elkészült program nagyrészt a hagyományos létradagram (LD) és struktúrált szöveg (ST) programnyelveken íródott.
Rendszer dagram
A képen a rendszer Magelis terminálon ábrázolt diagnosztikai oldala látható. Ezen követhető a rendszer működése, piros színnel jelölve a nem, vagy a nem helyesen működő rendszer elemeket.
Schneider Electric Hungary, Minden jog fenntartva
Oldal 3
Megjelenítés A rendszerben két megelenítési felület is található. Az egyik az előbb is említett Magelis terminál, amelyen a rendszer technológiai felépítése és az egyes technológiai helyszíeken mért értékek és jelzések láthatók. A terminál megközelítőleg kilencven darab egyedi grafikus oldalt tartalmaz, melyek menürendszerbe illeszkednek. Minden képernyőábra bal felső sarkában található egy kilenc elemű ábrácska, ahol a főbb technológiai részek hibáira utaló piros háromszög jelzés jelenik meg, ha az adott részen bármilyen beavatkozást igénylő esemény lép fel. Ennek az ábrának a segítségével a kezelő mindenkor értesülhet az esetleges hibákról. Az alsó sorban elhelyezkedő eseménynapló pontos dátummal és időbélyeggel látja el és szövegesen is jelzi a bekövetkezett eseményeket.
Schneider Electric Hungary, Minden jog fenntartva
Oldal 4
A másik megjelenítő felület az operátori gépen megjelenő WEB felület. Itt az oldalakon a mérési eredmények, jelzések vannak feltüntetve, beavatkozást csak operátori jelszó megadása után lehet kezdeményezni az erre kialakított külön oldalakon. A PLC Ethernet kommunikációs kártyájában összesen 8 Mbyte memória használható a WEB oldalak tárolására, de mivel egy-egy html kódban megírt oldal memóriaigénye igen kicsi, ezért akár több száz oldal is tárolható ekkora memóriaterületen. A kártya rendelkezik gyárilag kialakított diagnosztikai oldalakkal, így ezek megírására nem kellett időt fordítani.
További információ: Horváth Gyula Schneider Electric Rt.
Schneider Electric Hungary, Minden jog fenntartva
Munkácsi Gyula GHM Elektro Kft.
Oldal 5
