System automatyki dla instalacji wentylacji i klimatyzacji

Każdy nowoczesny zakład produkcyjny charakteryzuje się nie tylko dopracowanym procesem produkcyjnym i jego wysokim stopniem automatyzacji, ale posiada również nowoczesną infrastrukturę budynkową. Budynki takie spełniają normy bezpieczeństwa, utrzymują wysokie normy jakościowe dla produkcji oraz zapewniają komfortowe warunki pracy osobom przebywającym w nich. Bardzo ważną instalacją wewnątrz budynku jest system wentylacji i klimatyzacji hal magazynowych, pomieszczeń produkcyjnych i przestrzeni biurowych.

Spółka AB Industry wykonała kompleksowy system sterowania instalacji HVAC w fabryce kosmetyków w Polsce należącej do międzynarodowej korporacji. Do jego realizacji wykorzystano rozwiązania firmy Omron. Zaprojektowany i zbudowany został automatyczny system sterowania i nadzoru dla pomieszczeń: magazynowych, produkcyjnych i pakowalni. Do produkcji kosmetyków wykorzystuje się między innymi różnego rodzaju alkohole i pudry, zatem instalacja musiała być przystosowana do pracy w strefach zagrożonych wybuchem. W ramach zadania wykonano:

• system automatyki wentylacji i klimatyzacji (HVAC),
• system lokalnej dystrybucji mediów na potrzeby wentylacji,
• system monitorowania niezależnych węzłów ciepła (para-woda) na potrzeby technologii.

System zapewnia komfortową obsługę wymienionych instalacji, bezpieczeństwo ich eksploatacji, stabilność parametrów procesowych (bezpośrednio wpływając na jakość produkcji zakładu) oraz przyczynia się do minimalizacji kosztów użytkowania i uzyskania optymalnej wydajności nadzorowanych instalacji.

System został wyposażony w interfejsy pozwalające zbierać informacje z autonomicznych systemów zewnętrznych (system sygnalizacji pożaru, system detekcji oparów wybuchowych). System sterowania zrealizowany został poprzez programowalne sterowniki logiczne (PLC – ang. Programmable Logic Controller) CJ2H firmy OMRON, które wyposażono w odpowiednią liczbę wejść/wyjść analogowych i binarnych. 

Sterowniki OMRON realizują zoptymalizowane algorytmy sterowania, zapewniające dokładną regulację żądanych parametrów central wentylacyjnych. Do kontroli i podglądu pracy instalacji wentylacji i klimatyzacji wykorzystane zostały panele operatorskie NS12 firmy OMRON, zainstalowane na elewacji szaf automatyki. Panele umożliwiają  m.in.: logowanie użytkowników, zmianę parametrów zadanych, podgląd parametrów pracy, sterowanie w trybie ręcznym. Sterowniki CJ2H oraz falowniki OMRON komunikują się za pomocą sieci DeviceNET. Układ automatyki monitoruje pracę wymienników para-woda stanowiących źródła ciepła dla procesu technologicznego.

O bezpieczeństwo pracy instalacji dbają sterowniki bezpieczeństwa NE1A firmy OMRON, wyposażone w odpowiednią liczbę WE/WY. System bezpieczeństwa oparty na sterownikach safety pozwolił na znaczne uproszczenie zabudowy szaf automatyki. Dzięki możliwości zaprogramowania algorytmów działania instalacji w poszczególnych stanach alarmowych, udało się bardzo sprawnie zrealizować wyśrubowane oczekiwania klienta. Dodatkowo sterowniki te umożliwiły wprowadzanie zmian w sekwencjach bezpieczeństwa bez konieczności przebudowy szaf automatyki.

Warstwy systemu automatyki HVAC

Fundamentalną warstwę systemu stanowią wszelkie aparaty polowe zamontowane bezpośrednio na urządzeniach wentylacyjnych. Należą do nich urządzenia wykonawcze realizujące funkcje sterowania układami HVAC w celu zapewnienia odpowiednich parametrów wielkości procesowych. Należą do nich zawory regulacyjne na instalacjach wodnych wraz z siłownikami, siłowniki przepustnic powietrza na duktach nawiewnych i wywiewnych, regulatory stałego i zmiennego przepływu powietrza oraz przetwornice częstotliwości.

Drugą równie ważną warstwą systemu stanowią urządzenia kontrolno-pomiarowe, realizujące funkcje pomiaru parametrów. Za ich pomocą będą realizowane pomiary temperatury wielkości procesowych i stanów alarmowych, wilgotności, ciśnienia oraz kontrola różnicy ciśnień, stanów urządzeń wykonawczych itp.

Kolejnym bardzo ważnym elementem systemu sterowania HVAC są kompletne pod względem funkcjonalnym, wielopolowe, rozdzielnice zasilająco – sterujące. Rozdzielnice te zachowują podział funkcjonalny, na część zasilającą i sterującą i zostały zaprojektowane do obsługi urządzeń zainstalowanych w strefach Ex. Obwody iskrobezpieczne znajdują się w wydzielonych obszarach szaf automatyki. Każde pole szafy jest wyposażone w urządzenie wentylacyjne i panel oświetleniowy, a pola, w których znajdzie się sterownik programowalny, są standardowo wyposażone w gniazda serwisowe 230VAC. Wszystkie aparaty elektryczne, które znajdą się w szafach, są zamontowane na panelu montażowym i posiadają jednoznaczne oznaczenie.

Ostatnią warstwą systemu sterowania HVAC są kable sygnałowe, kable zasilające oraz instalacja wyrównania potencjałów. Do podłączeń elementów AKPiA pracujących w strefach zagrożonych wybuchem wykorzystano okablowanie dostosowane do pracy w strefach Ex Wszystkie napędy wentylatorów wyciągowych awaryjnych i tych pracujących w strefach Ex podłączono do systemu HVAC z wykorzystaniem kabli ognioodpornych. Pozostałe elementy AKPiA oraz napędy podłączono za pomocą kabli ekranowanych i nieekranowanych.

Kable ułożono w istniejących i nowo wybudowanych trasach kablowych. Trasy kablowe w których rozprowadzone zostało zasilanie wentylatorów awaryjnych są ognioodporne. Rozwiązanie to zapewnia działanie wentylacji awaryjnej przez określony czas w momencie wybuchu pożaru lub innych sytuacji niebezpiecznych, zdefiniowanych w systemie bezpieczeństwa.

Budowę systemu automatyki dla instalacji wentylacji i klimatyzacji rozpoczęto w 2007 roku wraz z modernizacją i rozbudową zakładu. Kolejne modernizacje dokonano w latach 2010 – 2013. W tej chwili klient posiada jeden spójny system automatyki zbudowany wg. uzgodnionego standardu wykonania, gwarantujący spokojną i pewną eksploatację instalacji HVAC.

http://industrial.omron.pl

źródło: Omron Electronics