Dobór urządzeń sterujących dla adaptacyjnego systemu sterowania - charakterystyka poszczególnych kontrolerów

Przedstawiona analiza urządzeń sterujących została dokonana na potrzeby systemu TESSe2b (Thermal Energy Storage System for Energy Efficient Buildings. Application in domestic solar thermal systems and heat pumps. Polska nazwa: Cieplny system magazynowania energii dla budynków energooszczędnych. Zastosowany w domowych instalacjach solarnych i z pompami ciepła).

Idea działania systemu TESSe2b przedstawiona została na rys. 1.

Rys. 1. Idea działania systemu TESSe2b [http://www.tesse2b.eu]

Najbardziej efektywne jest wykorzystywanie energii w miejscu jej wytwarzania, ale ze względu na jej nierównomierne zużycie i wytwarzanie w ciągu dnia konieczne jest jej magazynowanie.

Opracowanie ekonomicznie opłacalnej technologii umożliwiającej długookresową akumulację ciepła i chłodu jest celem czteroletniego projektu o budżecie 4.311.700 €, który jest realizowany przez międzynarodowe konsorcjum 7 jednostek naukowych oraz 3 partnerów przemysłowych w ramach programu badawczego Unii Europejskiej Horyzont 2020.

W ramach projektu będzie rozwijana technologia mająca na celu poprawę właściwości fizykochemicznych materiałów zmiennofazowych oraz zaawansowany system inteligentnego zarządzania energią.

Opracowany system jest obecnie wdrażany w trzech instalacjach pilotażowych w Austrii, Hiszpanii i na Cyprze, w celu oceny możliwości implementacji rozwiązania TESSe2b w różnych warunkach klimatycznych oraz analizy kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

Jeżeli przeprowadzone w instalacjach pilotażowych testy eksploatacyjne okażą się pozytywne, opracowana technologia zostanie wprowadzona do sprzedaży w Unii Europejskiej.

Wymagania techniczne

Analizując schemat hydrauliczny systemu TESSe2b należy zauważyć, że system zbudowany jest z elementów załączanych i wyłączanych w sposób binarny (np. pomp obiegowych, zaworów), jak również elementów wymagających regulacji ciągłej (np. wydajność pomp obiegowych), czujników temperatur, ciśnienia oraz przepływu.

Do sterowania pracą takiego systemu niezbędny jest kontroler posiadający:

• wejścia i wyjścia dyskretne,
• wejścia i wyjścia analogowe,
• opcjonalnie przeznaczone dla danego typu czujników wejścia analogowe,
• zegar czasu rzeczywistego
• oraz protokoły komunikacyjne.

Zastosowany kontroler powinien charakteryzować się:

• dużą niezawodnością,
• łatwością obsługi,
• funkcjonalnością,
• możliwością tworzenia baz danych eksploatacyjnych,
• możliwością zdalnego podglądu pracy systemu i dostępu do baz danych.

Dostępne na rynku urządzenia stosowane w automatyce przemysłowej można podzielić na cztery główne grupy:

• swobodnie programowalne sterowniki (PLC),
• kontrolery automatyki (PAC),
• układy mikroprocesorowe (MC),
• komputery przemysłowe (IPC).

Każde stosowane urządzenie ma wbudowane lub może współpracować z wymaganymi dla systemu modułami:

wejść i wyjść dyskretnych, analogowych oraz dedykowanych.

Każdy z modułów ma pewne specyficzne właściwości, które determinują jego zastosowanie w konkretnej aplikacji:

• liczbę obsługiwanych wejść i wyjść dyskretnych, analogowych, specjalnych (np. dla czujników temperatury) oraz możliwość:
  — rozbudowy hardwaru,
  — współpracy z urządzeniami peryferyjnymi (m.in. HMI, tabletem, smartfonem),
  — wizualizacji pracy (np. system SCADA),
• implementacji:
  — webserwera,
  — protokołów komunikacyjnych i modeli matematycznych
• i - co bardzo istotne w zastosowaniach komercyjnych – cenę.

Czytaj też: Wybrane aspekty techniczne i ekonomiczne zasilania odbiorców energii elektrycznej >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[Słowa kluczowe: instalacje elektroenergetyczne, układy sterowania, system adaptacyjny, sterownik PLC, komputer przemysłowy, programowalny kontroler automatyki]