Программная подсистема управления электронной шайбой.
Программная подсистема электронной шайбы предназначена для управления АП УК (аппаратная подсистема универсального контроллера) для управления электронной шайбой внутри здания/сооружения.
В качестве исполнительного механизма может использоваться любой двухходовой регулирующий клапан. Клапан предназначен для применения в системах автоматического регулирования и управления технологическими процессами в качестве регулирующего органа для трубопроводов жидких сред, нейтральных по отношению к материалам деталей клапана, соприкасающихся со средой.
Клапан может применяться для регулирования отпуска тепловой энергии в системах отопления жилых, общественных и производственных зданий, а также системах горячего водоснабжения в составе оборудования котельных, центральных и индивидуальных тепловых пунктов.
На рисунке 1 изображена схема подключения АП УК, работающего под управлением ПП ЭШ.
Рисунок 1. Схема подключения АП УК, работающего под управлением ПП ЭШ.
На схеме: tпод – температура подачи
tобр – температура обратки
tокр – температура окружающей среды.
Основные функции, выполняемые ПП ЭШ:
- Поддержание связи с сервером посредством Wi-Fi соединения
- Точка доступа Wi-Fi и собственный Web-интерфейс для ввода настроек прибора
- Измерение температуры по 3 каналам в стандарте 1-wire c датчиков типа DS18b20
- Управление электронной шайбой путем подачи напряжения через реле на входы включения или выключения электронной шайбы. Также при использовании другого типа электронной шайбы возможно использование выхода 0-10В (реализуется через ШИМ и емкость)
- Программный ПИД-регулятор для управления электронной шайбой в зависимости от температуры обратки и задаваемой в настройках или с сервера расчетной температуры
Ниже приведена функция расчета выходного воздействия на электронную шайбу в зависимости от расчетной температуры (Trasch), температуры обратки (Tint), пропорционального, интегрального и дифференциального коэффициентов.
Рисунок 2. Установленный «ПП ЭШ»
Рисунок 3. АП УК с программой ПП ЭШ на испытаниях.
Схема алгоритма работы ПП ЭШ представлена в таблице 1
|
Процесс 1. |
Процесс 2. (установка соединения с сервером) |
|
1. Расчет по полученным данным с датчиков необходимой температуры подачи (обратки) на текущем объекте. |
1. Определение канала для передачи данных (в зависимости от настроек и фактического наличия каналов передачи данных). |
|
2. Расчет отклонения от рассчитанной температуры подачи (обратки) от текущей. |
2. Ожидание подключения к сети интернет. |
|
3. Расчет необходимого воздействия на регулирующею арматуру по закону ПИД регулятора. Воздействие на регулирующую арматуру и ожидание реакции на воздействие. |
3. Соединение с сервером. При первичном соединении с сервером контроллер делает запрос текущей даты/времени на сервер и корректирует свои часы реального времени. В случае, если была длительная потеря связи с сервером (на время более периода отсылки данных) контроллер отправляет на сервер архивные данные. |
|
4. Отправка по установленному расписанию на сервер текущих значение, либо если значение вышло из коридора допустимого, то отправка осуществляется немедленно. Получение с сервера установок на изменение настроек (температуры помещения пропорционального, дифференциального и интегрального коэффициента). |
4. Регистрация асинхронных посылок (запросов от сервера). В случае получения команды с сервера (изменения настроек конфигурационных параметров), обновление прошивки (при наличии) и т. п., контроллер выполняет их немедленно. |
|
5. При отсутствии связи с сервером ПП ЭШ работает в автономном режиме с заданными настройками пропорционального дифференциального и интегрального коэффициента. |
5. Опрос часов реального времени (корректировка в случае необходимости). |
Рисунок 4. Контур «Электронная шайба»
На рисунке 2 представлен внешний вид установленной электронной шайбы, состоящий их запорно-регулирующей арматуры, контроллера, разработанного в ходе данного НИОКР, датчиков температуры.
Рисунок 5. График результата работы электронной шайбы, построенный системой «Удаленный диспетчер».
На рисунке 5. представлен график результата работы электронной шайбы построенной системой «Удаленный диспетчер». Из него видно, что система не выходила в расчетное значение (зеленым цветом - расчетное значение, синим - фактическое). В ходе работы были включены рекомендации ПП ИИ 01.02.2023, в результате чего произошло значительное улучшение работы системы. Изменение работы отображены в графике.