SK85094A3 - Device for control, regulation and monitoring of heating systems - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia pre riadenie, regulovanie a kontrolovanie vykurovacích sústav, hlavne zariadenia dialkového dodávania tepla, za použitia výmenníkových staníc dialkového vykurovania inštalovaných u zákazníkov s prístrojom na meranie spotreby tepla, riadenými elektronickými stavebnicovými dialkového vykurovania ako i mikroprocesorovo skupinami, ktoré sú vybavené riadiacim, regulačným a kontrolným zariadením dialkového vodného vykurovania, vrátane pre ten účel vypracovaných programov a sú spojené s potrebnými meracími prístrojmi na meranie teplôt okolia, miestnosti a teplôt, ako i prietokov nositeľov tepla a spotrebovanej vody.

Doterajší stav techniky

Hlavná požiadavka modernej vykurovacej sústavy spočíva v docielení energo - ekonomickej úspory energie. V tomto ohlade má dialkové vykurovanie image moderného a taktiež ohľaduplného tvaru energie k životnému prostrediu. Okrem pomerne vysokého stupňa spokojnosti zákazníkov vykazuje diaľkové vykurovanie niektoré zásadné nevýhody.

Známe pohotové spôsoby pripojenia výmenníkových staníc dialkového tepla sú vybavené potrebnými komponentmi na riadenie a regulovaniu zariadení na toho je možné dobre zvládnuť regulačné funkcie, napríklad reguláciu teploty ovplyvnenú dodávka tepla sa riadi podľa krivky), sklzové obmedzenie vykurovan ie a spotrebu vody. Následkom u koncového spotrebiteľa dôležité sklzové nočné poklesy, predbežnú poveternosťou (to znamená, že jednotlivo nastavenej vykurovacej klesajúcej teploty v závislosti na vonkajšej teplote a podobne.

Na trhu sú ďalej mikroprocesorové regulátory s programom diaľkového vykurovania, ktoré spĺňajú dodatočne tiež kontrolné, obmedzovacie a zabezpečovacie funkcie požadované dialkovými elektrárňami. Pomocou mikroprocesoru sú dosiahnuté všetky dôležité zložky výkurovne a sústredenie dôležitých regulačných funkcii. Následkom toho však môže byť zreteľ tiež na rozličné funkcie pamäti budov.

Ďalej sú známe mikroprocesorové regulátory, ktoré sú opatrené zadanými programami, podľa ktorých sú regulovateľné rôznorodé druhy zriadených sústav. Pritom skutočné prispôsobenie regulátora rôznorodým zriadeným sústavám sa vykonáva napríklad zásuvnými diskami. Používateľ si môže obstarať informácie, ako i zadať inštrukcie pomocou ovládacieho zariadenia. K dispozícii je za týmto účelom možnosť manuálneho zásahu, aby bolo možné vykonať v každom prípade vzniknuté núdzové zásahy.

Pri iných vyrobených regulátoroch diaľkového tepla je zabudovaná rozpoznávacia funkcia vetrania oknom. Tým je zabránené tomu, že sa nemusia vykonávať nepotrebné korekčné výpočty. Pomocou adaptívnej optimalizácie sa prispôsobí tento regulátor automaticky tepelnému správaniu vykurovanej budovy. Pomocou obmedzovacich funkcií sa skúša zaviesť energeticky úsporná prevádzka a zaistiť ochrana zariadenia. Všetky prevádzkové stavy a nastavenia môžu byť zobrazené na číslicovej zobrazovacej jednotke.

Zariadenie diaľkového vykurovania a spotreby vody koncového spotrebiteľa sú teda dobre zaevidované u doterajších staníc diaľkového odovzdávania tepla, avšak jedná sa pritom o existujúce zariadenia, ktoré pracujú práve toho času izolovane len pre vyskytujúceho sa koncového spotrebiteľa bez skutočných funkcií spätného hlásenia pre výrobcu diaľkového tepla.

Úlohou vynálezu je teda vytvorenie systému, ktorý by za dodržania individuálnych regulačných možností pre koncového spotrebiteľa diaľkového tepla vytvoril situáciu pre výrobcu diaľkového tepla, ktorá by umožňovala presné rozdelenie prenášanej energie prispôsobiť z času na čas skutočnej spotrebe energie, a tým optimálne využiť tepelnú energiu, ktorá je k dispozícii.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je zariadenie pre riadenie, regulovanie a kontrolovanie vykurovacích sústav, hlavne zariadenia diaľkového dodávania tepla, za použitia odovzdávacích staníc diaľkového tepla inštalovaných u zákazníkov diaľkového tepla včítane prístroja na meranie spotreby tepla, ako i mikroprocesorovo riadených elektronických stavebnicových skupín, ktoré sú vybavené riadiacim, regulačným a kontrolným zariadením pre vykurovanie a spotrebu vody včítane na to vypracovaných programov a sú v spojení s prístrojmi potrebnými na meranie teplôt okolia, miestností a teplôt včítane prietokov nositeľov tepla a spotrebovanej vody a súčasne sú pripojené k potrebným periférnym prístrojom, spotreby teplej vody ktorého podstatou je, že merací prístroj je opatrený pamäťou zabezpečenou proti vypadnutiu pre zaregistrovanie hodnôt o spotrebe, a že elektronické stavebnicové skupiny sú dimenzované ako voľne programovateľné moduly, a že elektronické stavebnicové skupiny sú navzájom spojené cez dátový komunikačný modul, pričom obmedzením na určité oblasti je zaistená jednosmernosť v prevádzke prístroja na meranie spotrebovaného tepla, a že teraz mnohé odovzdávacie stanice sú zahrnuté do jednej skupiny staníc, ktoré sú prepojené pomocou ich dátového komunikačného modulu cez prvú dátovú zbernicu príslušnej skupiny teraz s dátovým koncentrátorom, a že dátové koncentrátory sú spojené teraz cez druhú dátovú zbernicu s hlavným počítačom ústredne, v ktorej je hlavný počítač spojený vedľajšou cestou s energetickým riadiacim počítačom, pričom hlavný počítač je vybavený programom pre dotazy, diagnózy a predbežné určovanie hodnôt, ako i grafické znázornenie skúšobných a poruchových dát, ako v tvare farebných grafických obrazov, tak meracích priebehov pre výrobu tepla pri diaľkovom vykurovaní, a taktiež pre odovzdávacie stanice diaľkového vykurovania, zatiaľ čo energetický riadiaci počítač je opatrený programom pre energetickú optimalizáciu.

Novosť spočíva v tom, že výrobcovi diaľkového vykurovania je po prvýkrát možné zariadením podľa vynálezu prideľovať energiu podľa súčasne sa vyskytujúcej potreby energie na základe informácií centrálnemu hlavnému počítaču sprostredkovaných odovzdávacími stanicami dátovej siete. Týmto spôsobom je možné optimálne využiť energiu, ktorá je k dispozícii. Prináša to výhody ako výrobcovi diaľkového vykurovania, tak i odberateľom. Ďalej je výhodné, že zariadenie podľa vynálezu podporuje individuálne riadenie, regulovanie a kontrolovanie.

Ďalšie zdokonalenie vynálezu spočíva v tom, že spojenie medzi dátovým komunikačným modulom a prvou dátovou zbernicou je vykonané pomocou zasunuteľnej zástrčky, zatiaľ čo dátový komunikačný modul je ľubovoľne pripojíteľný k prvej dátovej zbernici alebo diagnostickému počítaču.

Ďalšie zdokonalenie podľa vynálezu zaisťuje vopred rýchle a bezproblémové pripojenie diagnostického počítača.

Dodatočný význak vynálezu počíta s tým, že elektronické stavebnicové skupiny v odovzdávacích staniciach diaľkového vykurovania sú vybavené vymazateľnými programovateľnými pamäťami alebo elektricky vymazateľnými programovateľnými pamäťami, pričom centrálny hlavný počítač je opatrený počítačovým modulom pre zadávanie optimálnych programov cez dátovú sieť do týchto vymazateľných programovateľných pamäti alebo elektricky vymazateľných programovateľných pamätí.

Je to výhodné v tom, že je tým poskytnutá možnosť bežne zdokonalovať a centrálne zadávať riadiace, regulačné a kontrolné programy pre odberateľov diaľkového vykurovania.

V inom vyhotovení vynálezu je väzba medzi druhými rozhraniami dátových koncentrátorov a prvým rozhraním centrálneho hlavného počítača vyhotovená ako modem.

Výhoda tohto vyhotovenia spočíva v tom, že v danom prípade možno súčasne použiť príslušné spojovacie vedenie, ktoré je k dispozícii. Táto možnosť je však využívaná hlavne v prípade veľkých vzdialeností medzi dátovým koncentrátorom a centrálnym hlavným počítačom.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príklad vyhotovenia podľa vynálezu bude podrobnejšie vysvetlený so zreteľom k pripojenému výkresu. Pripojený Obr. znázorňuje blokovú schému zodpovedajúcich zložiek pre riadiace, regulačné a kontrolné zariadenie siete diaľkového vykurovania.

Príklad uskutočnenia vynálezu

V oblasti výrobcu diaľkového vykurovania je v ústredni 1 spojený centrálny . hlavný počítač 2 s energie navzájom cez vedľajšiu spojnicu dátovej siete 11, 12 , 13 , 14 sú cez prvé 23, 24 teraz spojené so skupinou 37 , 38, počítačom na riadenie 4.. Štyri koncentrátory dátové vedenia 21, 22, 39 , 40 odovzdávajúcich staníc diaľkového tepla. Každá zo skupín 37, 38., 39, 40 je zložená z prvej , druhej a n-tej stanice 25 , 26, 27, pripadne 28, 29, 30, prípadne 31, 3 2 , 33., eventuálne 34., 35 , 22· Dátové koncentrátory 11, 12., 22, 14 sú v spojení s centrálnym hlavným počítačom teraz cez druhé dátové vedenia 15, 16 , 17 , 18. Odovzdávacie stanice diaľkového tepla 25, 26, 22, 28., 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 sú univerzálne riadiace a regulačné sústavy, ktoré, ako je známe, sú špeciálne skonštruované pre požiadavky domácich staníc diaľkového vykurovania. K úlohám tejto sústavy patrí meranie spotrebovaného tepla, ktoré je sledované na elektronickom počítači, riadenie a regulovanie vykurovacej a vodnej sústavy, ako i oznamovanie po dátových vedeniach 15, , 17 , 18, 21, 22, 23 , 24 súčasnej dátovej siete s dátovými koncentrátormi 11, 12., 13.Λ 1Α· Uvedené funkcie sú v danom prípade zaznamenané na mikroprocesorom riadenej základnej doske v odovzdávacej stanici programu. Elektronické a kontrolovanie sústav diaľkového tepla a sú tam spracované do čipové skupiny pre riadenie, regulovanie vykurovania a spotreby vody a podobne sú technicky vybavené ako voľne programovateľné moduly. K dispozícii je rozsiahly katalóg regulovateľných a ovládateľných čipov, z ktorých spolu s možnosťou voľného prepojovania sa ponúka používateľovi vysoká pružnosť pri navrhovaní sústavy.

V danom prípade je konkrétne uskutočnená predbežná regulácia teploty podľa poveternostných podmienok. Za týmto účelom riadi skutočná, prípadne včasná sprostredkovaná vonkajšia teplota podľa vykurovacej krivky teraz adekvátnu predbežnú teplotu. Pri väčšom počte budov je regulátorom automaticky priradená každej budove optimálna vykurovacia krivka. Kvôli obmedzeniu klesania teploty je uskutočnené opatrenie, že je stanovená zodpovedajúca medzná hodnota ako konštantná alebo sklzová podľa teploty okolia.

Čo hodnoty a zákazníci diaľkového vykurovania majú na miestnom svetelnom indikátore, odovzdávajúcich staníc 3.5, 36 s centrálnym odpočítať aj väčšinou raz pamäti dotázať

25, 26, 27, 2θ, diaľkového vykurovania sú v hlavným počítačom, na diaľku.

za mesiac, je

V časových je vydaný zložky

33, 34, sa týka sprostredkovanej spotreby tepla, sú jednotlivé spotreby bezpečne proti výpadku uložené do možnosť sa na ne Pretože všetky , 30, 31., 32, spojení cez dátovú sieť možno hodnoty spotreby periodických intervaloch, zariadením podľa vynálezu protokol o spotrebe, ktorý možno použiť priamo na vyúčtovanie. Tým odpadá ako odčítavanie počítadla tepla na mieste, tak aj s tým spojené manuálne zapisovanie.

Ak sa požaduje spotreba úžitkovej vody, prepne regulátor z prevádzky vykurovania na prevádzku dodávania úžitkového tepla.

Teplota vody je potom nastavená presne na požadovanú hodnotu. Aby sa zabránilo ochladeniu ohrevu, prepína sa vždy v intervaloch na vykurovanie. Časovým programom je možné vymedziť dodávanie úžitkovej vody na určité časové úseky.

Zvyšovanie teploty je obmedzované na minimum. Malé teplotné rozdiely medzi stúpnutím a poklesom spôsobujú väčšie chyby v meraní počítadla tepla. Z toho dôvodu sa uzatvára regulačný ventil v odovzdávacích staniciach 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 3 6 diaľkového tepla pri istom minimálnom stúpnutí. Ak sa zvýši potreba tepla, potom sa ventil z vlastného popudu otvorí do pozície presahujúcej minimálnu hodnotu.

Jednotlivé odovzdávacie stanice 25, 26 , 27 , eventuálne 28, 29, 30, eventuálne 31, 32 , 33 , eventuálne 3_4, 35, 36 diaľkového tepla sú v spojení cez dátovú sieť s koncentrátormi 11, resp. 12, resp. 13., resp. 14,. Dátová sieť je ako zbernica'; spojenie zložiek medzi sebou môže byť jednoduché i neusporiadané. Dátová sieť takéhoto druhu môže obsiahnuť niekoľko sto účastníkov. Zbernicové vedenie je štvoržilové, smie dosahovať niekoľko kilometrov, nemalo by však prekročiť rádovo asi desať kilometrov. U veľkých sietí alebo s viac ako 250 odovzdávajúcimi stanicami diaľkového tepla je účelné rozdelenie na väčší počet dielčich sietí. Dátové koncentrátory 11, 12., 12, 14 obsahujú okrem zbernicového rozhrania pre odovzdávacie stanice 25, 26., 27., 28, 29, 30, 31, 32, 33 , 34 , 35, 36 ešte druhé výhodnejšie rozhranie V24 pre pripojenie k centrálnemu hlavnému počítaču 2. Pri väčších vzdialenostiach možno toto spojenie tiež navrhnúť ako modemový úsek. Komunikačný protokol spočíva na princípe hlavného a podriadeného počítača. Koncentrátor dátovej siete má pritom za úlohu dotazovať sa stále všetkých odovzdávacích staníc 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 , 33, 34, 35, 36 diaľkového tepla po poriadku a a týmto spôsobom zaistiť, že sú rýchlo nahlásené poruchy alebo výpadky jednotlivých staníc. Všetky telegramy v sieti sú opatrené overovacím kódom (CRC16), a tým umožňujú vysoké rozpoznávanie chýb (Hammingova vzdialenosť =4).

Všetky podstatné informácie siete diaľkového vykurovania sú taktiež prenášané cez dátovú sieť a dátové koncentrátory 11, 12, 13, 14 na centrálny hlavný počítač 2. Hlavný počítač 2 uskutočňuje v podstate päť úloh.

Prvá z týchto úloh sa týka zobrazovacej jednotky informácií. Podstatné pritom je, že obsah obrazu je naladený na informačnú potrebu operátora, pričom informácia je podávaná v štruktúrovanej zodpovedajúcej podobe. V sieti strednej velkosti, napríklad asi 300 odovzdávacích staníc dialkového tepla, je treba neustále spracovávať množstvá dát o asi 10 000 signáloch. Kvôli prehľadnému optickému zobrazeniu je účelné zvoliť obrazové triedenie. Triedenie možno usporiadať napríklad nasledujúcim spôsobom (od hora dole): sieťový prehlad - fázové obrazy - komunikačné obrazy - staničné obrazy. V prehladovom obraze siete '“ä vo fázových obrazoch sú znázornené len súčtové stavy (Stav dátových spojení a funkčný stav). Aktualizovanie týchto obrazových bodov vzniká samovoľne; popud k prenosu zodpovedajúcich hodnôt vychádza z každej zložky odovzdávacích staníc diaľkového tepla. Obrazové prvky staničného obrazu sú oproti tomu aktualizované len keď bol obraz zapojený.

Následná úloha centrálneho hlavného počítača 2 spočíva v ukladaní do pamäti a indikácii meracích kriviek (trendov). Cyklicky merané hodnoty, ktoré sú vysielané do centrálneho hlavného počítača 2, môžu byť v dlhých časových intervaloch uložené do pamäti a zobrazené ako krivkové priebehy na tienidle. Hodnoty uložené do pamäti sú zaistené proti vypadnutiu na pevnom disku. Doba záznamu sa môže pretiahnuť cez jeden rok, ak sú napríklad zaznamenávané hodinové hodnoty. Takýmito meranými hodnotami môže byť napríklad spotreba tepla v celej sieti, spotreba tepla v jednotlivých staniciach, teplota okolia a klesanie teploty.

Ďalšou úlohou centrálneho protokolov o hlásení. Všetky dátového spojenia, porucha hlavného počítača 2 je vydanie údaje (napríklad o vypadnutí funkcie) môžu byť vytlačené v tlačiarni 5 vo forme protokolu o hlásení. Na všetkých hláseniach je vyrazený časový údaj, takže prípady porúch je možné aj neskôr ešte rekonštruovať.

Meranie spotreby tepla je tiež jednou z úloh centrálneho hlavného počítača 2. V každej zložke odovzdávacej stanice diaľkového tepla je uložená do pamäti spotreba energie zaistená proti výpadku práve platného pripojenia diaľkového tepla.Táto môže byť mesačne odovzdaná do centrálneho 2 a potom vytlačená ako mesačný odpočet v tlačiarňou 5.

i spotrebe a i odčítaním hodnota j počítača vydanom hodnôt o diaľkovým konkrétnejšiemu časovému zablokovaniu

Následkom toho ich manuálne okrem toho odpadá miestne zaznamenávanie. dochádza k hodnôt spotreby.

hlavného protokole odčítanie

Mesačným podstatne

Centrálny hlavný počítač 2 tým tiež poskytuje štandardné hodnoty pre normalizáciu parametrov a menovitých hodnôt. Zadanie je vyhotovené buď priamo cez klávesnicu alebo nepriamo cez grafický obraz.

Na miestnu údržbu a diagnózu je opatrený diagnostický počítač, najlepšie osobný počítač s postupným prístupom k spoju. Zodpovedajúca zložka odovzdávacej stanice diaľkového tepla je v prípade diagnózy odpojená a pripojená k diagnostickému počítaču. K dotazom na hodnoty .je možno aj tu použiť staničný obraz. Hodnoty nevyskytujúce sa v staničnom obraze možno získať pomocou príkazu k odpočtu.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie pre riadenie, regulovanie a kontrolovanie vykurovacích sústav, predosetkým zariadenie diaľkového vykurovania, za použitia odovzdávajúcich staníc diaľkového tepla inštalovaných u zákazníkov diaľkového tepla včítane pristroja na meranie spotreby tepla, elektronických čipových regulačným a vody včítane prístrojmi s

   a teplôt, ako ako i skupín, kontrolným zariadením na to vypracovaných na meranie okolitých i prietokov nositeľov s na to potrebnými ~ periférnymi:' prístrojmi; tým, že merací prístroj spotreby teplej vody je mikroprocesorovo riadených ktoré sú vybavené riadiacim, pre vykurovanie a spotrebu programov a sú v spojení teplôt, teplôt miestnosti tepla a spotrebovanej vody sú spojené a

   vyznačujúce sa opatrený pamäťou zabezpečenou voči vypadnutiu pre registrovanie hodnôt o spotrebe, a že elektronické čipové skupiny sú navrhnuté ako voľne programovateľné moduly, a že merací pristroj diaľkového tepla a elektronické čipové skupiny sú spolu spojené cez dátový komunikačný modul, pričom obmedzením na určité oblasti je zaistená jednosmernosť v prevádzke meracieho pristroja spotreby tepla, a že teraz mnohé odovzdávacie stanice (25, 26, 27, prípadne 28, 29, 30, prípadne 31, 32, 33, prípadne 34, 35, 36) sú zahrnuté do jednej staničnej skupiny (37, 38, 39, 40) a že stanice (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36) sú pomocou ich dátového komunikačného modulu cez prvú dátovú zbernicu (21, 22, 23, 24) príslušnej skupiny (37, 38, 39, 40) práve teraz spojené s dátovým koncentrátorom (11, 12, 13, 14), kde dátové koncentrátory (11, 12, 13, 14) sú teraz spojené cez druhú dátovú zbernicu s centrálnym hlavným počítačom (2) v ústredni (1), kde hlavný počítač (2) je spojený s riadiacim energetickým počítačom (3) vedľajšou cestou (4), zatiaľ čo centrálny hlavný počítač (2) je vybavený programom pre dotazy, diagnózy a predbežné určovanie hodnôt, grafické znázornenie skúšobných a poruchových dát ako vo forme farebných grafických obrazov, tak meracích priebehov jednak pre výrobu diaľkového tepla, jednak tiež pre odovzdávacie stanice diaľkového tepla (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36), zatiaľ čo riadiaci energetický počítač (3) je vybavený pre energetickú optimalizáciu.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že spojenie medzi dátovým komunikačným modulom a prvou dátovou zbernicou (21, 22, 23, 24) je uskutočnené pomocou zasunuteľnej zástrčky, pričom dátový komunikačný modul je ľubovoľne pripojiteľný k prvej dátovej zbernici (21, 22, 23, 24) alebo k diagnostickému počítaču.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že elektronické čipové skupiny v odovzdávacích staniciach (25, 26, 27, 28, 29? 3(T, 31, 32, 33, 34, 35, 36) diaľkového tepla sú vybavené vymazateľnými programovateľnými permanentnými pamäťami alebo elektricky vymazateľnými programovateľnými pamäťami, pričom centrálny hlavný počítač (2) je opatrený počítačovým modulom pre zadávanie optimalizovaných programov cez dátovú sieť do uvedených vymazateľných programovateľných permanentných pamätí alebo elektricky vymazateľných programovateľných permanentných pamätí.
4. 4. Zariadenie podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že väzba medzi dátovými koncentrátôrmi (11, 12, T3, 14) a centrálnym hlavným počítačom (2) je vyhotovená ako modem.