Рис. 1. Основные составляющие концепции MachineStruxure
Рис. 2. Специализированные линейки оборудования для HVAC&R рынка
Рис. 3. Шкаф управления SmartHVAC
Рис. 4. Пошаговый запуск SmartHVAC
Рис. 5. Пример интеграции в систему управления верхнего уровня
Рис. 6. Линейка типоразмеров шкафов управления SmartHVAC
Рис. 7. Шкафы управления SmartHVAC
Рис. 8. Внешний вид конфигуратора и альбома применений
Рис. 9. Объект автоматизации
Schneider Electric уже давно работает на российском рынке. Сегодня Schneider Electric является комплексным поставщиком оборудования и осуществляет техническую и сервисную поддержку OEM-партнёров, системных интеграторов, дистрибьюторов и конечных пользователей. Одно из приоритетных направлений развития Schneider Electric — рынок автоматизации, в том числе локальной. Данное направление получило концептуальное название MachineStruxure (комплексный подход к созданию систем управления).
В рамках этого направления специалистами компании разработана и выпущена широкая линейка оборудования, включающего в себя различные модификации логических контроллеров и устройств управления движением. Продукция Schneider Electric для машиностроения ориентирована на семь ключевых применений: упаковочное оборудование; вентиляционное оборудование; подъёмно-транспортное оборудование; насосное оборудование; оборудование для добывающей промышленности; оборудование для обработки материалов и текстильной промышленности (рис. 1).
Стараясь минимизировать время подготовки и запуска систем управления партнёрами, компания Schneider Electric использовала опыт собственных 340 экспертов по всему миру для создания пакета предустановленных, проверенных на работоспособность и готовых к использованию проектов с функциональной привязкой к наиболее востребованным направлениям автоматизации. Данные шаблоны именуются как TVDA — Tested Validated Documented Architectures (протестированные подтверждённые документированные архитектуры).
Компания Schneider Electric является комплексным поставщиком оборудования и осуществляет техническую и сервисную поддержку OEM-партнеров, системных интеграторов, дистрибьюторов и конечных пользователей. Одним из приоритетных направлений развития Schneider Electric является рынок автоматизации, в том числе локальной
Среди них представлены архитектуры общего управления оборудованием и специализированные под определённые решения. Эти проекты могут быть оптимизированы и использованы в качестве базовых либо применяться для создания индивидуальных решений. Каждый из них сопровождается инструкцией по эксплуатации, функциональными схемами, программной частью и специализированным графическим интерфейсом.
Рынок систем центрального кондиционирования — это одно из перспективных направлений развития в рамках инициативы MachineStruxure.
В связи с этим в 2012-м году компанией Schneider Electric был налажен выпуск ряда линеек специализированного оборудования: контроллер Modicon 168, преобразователь частоты Altivar 212 и другое оборудование КИПиА, которое было по достоинству оценено и получило признание весьма требовательных целевых потребителей (рис. 2).
За локальным успехом пришли достижения и в части комплексной автоматизации систем управления вентиляцией промышленных предприятий. Успешный опыт реализации ряда крупных и значимых в масштабах страны проектов позволил компании Schneider Electric объединить полученный опыт и собственные наработанные TVDA-программные решения и в 2014-м году запустить серийное производство комплектных шкафов для автоматизации систем вентиляции — SmartHVAC (рис. 3).
Инновационные шкафы управления вентиляцией SmartHVAC представляют собой полностью комплектное, протестированное и готовое к эксплуатации изделие со встроенным специализированным программным обеспечением, учитывающим все требуемые технологические особенности. Основная цель, преследуемая при разработке данного продукта — создать комплектное, многофункциональное и доступное решение, способное в рамках одного предложения решить до 95 % всех задач по автоматизации приточно-вытяжных систем и гарантировать при этом минимальную сложность пусконаладки, сравнимую с процедурой запуска преобразователя частоты.
Все указанные цели достигаются с помощью инновационного программного обеспечения. В каждый шкаф автоматизации встроены более сотни наиболее востребованных программ управления, а сам шкаф способен в базовом исполнении решать большое количество задач и, по сути, является параметризируемым решением. Для запуска всей вентиляционной системы в эксплуатацию достаточно выбрать номер требуемой задачи в контекстном меню и смонтировать шкаф управления согласно схемам подключения (рис. 4).
Каждый программируемый логический контроллер М168, который встроен в шкаф SmartHVAC, содержит программу управления для более чем 8000 вариантов вентиляционных систем. Созданное программное обеспечение состоит из 40 отлаженных блоков, комбинации которых и составляют конкретную программу управления. Конечно, каждая задача автоматизации вентиляционной установки ориентирована на конкретное оборудование, но есть общие свойства, которые характерны для всех программ.
Инновационные шкафы управления вентиляцией SmartHVAC производства Schneider Electric представляют собой полностью комплектное, протестированное и готовое к эксплуатации изделие со встроенным специализированным программным обеспечением, учитывающим все требуемые технологические особенности
Производимые Schneider Electric интеллектуальные шкафы SmartHVAC позволяют осуществлять комплексное управление абсолютно всеми элементами вентиляционной системы. Разработчиками предусмотрено регулирование объёма воздуха в системе благодаря возможности применения до четырёх приводов воздушных заслонок, как с электрообогревом, так и без него. До шести воздушных фильтров обеспечивают очистку воздуха для комфортного пребывания человека, а также для нормального протекания технологических процессов.
Максимальное количество вентиляторов, которое может быть подключено к одному шкафу — четыре. Мощность их двигателей в стандартном исполнении — от 0,18 до 15 кВт. Также предусмотрены возможности использования термоконтактов, термисторной защиты, индивидуальной защиты по току, защиты от обрыва ремня, симисторного регулятора для однофазных двигателей, автоматического регулирования скорости вращения вентиляторов (для поддержания температуры воздуха, расхода воздуха, качества воздуха по СО2), резервирования вентиляторов и управления по сети Modbus. Шкафы SmartHVAC гарантируют надёжную работу до двух водяных нагревателей, обеспечивая защиту от обмерзания, как по воздуху, так и по обратной воде, осуществляя контроль температуры подающей воды, предварительный прогрев и управление резервным циркуляционным насосом.
Для систем с электрическим нагревателем предусмотрено подключение двух нагревателей напряжением 220/380 В с плавным, ступенчатым или плавно-ступенчатым управлением. Максимальное количество ступеней одного нагревателя (групп ТЭН) — восемь. Максимальная мощность ступени нагревателя — 26 кВт. Существуют возможности комбинирования степеней разной производительности и продувки нагревателя перед отключением калорифера.
Для защиты нагревателя предусмотрена возможность применения биметаллических термовыключателей. Для снижения температуры приточного воздуха предусмотрено применение водяных либо фреоновых охладителей.
В условиях развития энергосберегающих технологий всё большее применение получают системы вентиляции с рекуперацией тепла. В настоящее время они более чем разнообразны и используются в установках различного назначения, от частных жилых помещений до развёрнутых промышленных систем специального назначения. Энергоэффективные шкафы SmartHVAC позволяют управлять пластинчатым рекуператором с защитой от обмерзания, пластинчатым рекуператором с байпасом, роторным с регулированием скорости и защитой от замерзания и гликолевым с защитой от обмерзания, а также рециркуляционной заслонкой. Для создания комфортного климата предусмотрена возможность управления увлажнителями и осушителями воздуха.
Используемые программные решения были разработаны для реальных вентиляционных задач с учётом российской специфики и являются полностью работоспособным решением, прошедшим проверку на действующих объектах различных масштабов.
Данные решения обеспечивают следующий функционал: при низких наружных температурах программа включает системы с водяным калорифером при помощи специального «зимнего» запуска. Это позволяет безопасно и гарантировано (с первого раза) осуществлять старт вентиляционной системы с водяным калорифером. В зависимости от наружной температуры рассчитывается необходимая начальная температура обратной воды. На время запуска изменяется значение поддерживаемой температуры и коэффициенты PID-регулятора. При выключении системы с электрическим калорифером включается режим «проветривания». Это даёт возможность не перегревать калорифер, что может привести к пожару. Время обдува калорифера рассчитывается исходя из текущей мощности его работы. При «проветривании» контролируется температура приточного воздуха.
Каждый программируемый логический контроллер М168, встроенный в шкаф SmartHVAC, содержит программу управления для более чем 8000 вариантов вентиляционных систем. Созданное программное обеспечение состоит из 40 отлаженных блоков, комбинации которых и составляют конкретную программу управления
При значительном падении наружной температуры в зимний период возможно автоматическое снижение скоростей вращения приточного и вытяжных вентиляторов (необходимо установить частотные преобразователи). Программа управления снизит обороты вентиляторов при понижении температуры обратной воды из калорифера или при длительной невозможности поддержать заданную температуру приточного воздуха.
Все программы поддерживают два варианта экономичного режима работы и «ночной режим» с периодическим проветриванием. Возможна работа по стандартным режимам «лето/зима» с функциями «выходной день» и «ночной режим». В случае необходимости детальной настройки предлагается использовать гибкий параметризируемый график на каждый день.
Многофункциональный рабочий журнал позволяет не только получать информацию о состоянии каждого элемента вентиляционной установки, но и контролировать наработку моторесурса. Также в автоматическом режиме отслеживается необходимость прохождения технического обслуживания и смены фильтров. Тестовый и индикационный режимы дают возможность пользователям проверить работоспособность отдельных элементов непосредственно самой приточно-вытяжной установки.
Программы управления поддерживают работу в большинстве стандартных протоколов обмена по сети: Modbus RTU, Modbus TCP/IP, BACnet, что обеспечивает простую интеграцию в системы управления зданием верхнего уровня. Данная опция доступна уже в базовом исполнении каждого шкафа SmartHVAC и не требует дополнительной доработки или модернизации (рис. 5).
Для максимальной типизации были разработаны 12 масштабируемых архитектур, размещаемых в шести вариантах оболочек — три в пластиковом исполнении и три в металлическом. Подобный подход позволил создать максимально серийное изделие, тем самым минимизировав издержки и позволив создать складской запас с учётом всех возможных требований рынка (рис. 6).
Для производства шкафов автоматизации SmartHVAC на территории России организован локальный сборочный цех с привлечением высококвалифицированного персонала. Специализированный логистический поток позволяет сократить сроки и расходы. Использование оборудования Schneider Electric для комплектации шкафов SmartHVAC позволяет обеспечить высочайшее качество итогового продукта (рис. 7).
В 2012-м году компанией Schneider Electric был налажен выпуск ряда линеек специализированного оборудования: контроллер Modicon 168, преобразователь частоты Altivar 212 и другое оборудование КИ-ПиА, которое было по достоинству оценено и получило признание весьма требовательных целевых потребителей
Исключение влияния человеческого фактора обеспечивается использованием специально разработанных и созданных уникальных тестовых стендов. Их задача заключается в контроле правильности внутреннего монтажа и работоспособности программ управления. Применение данных разработок позволяет минимизировать влияние человека на итоговый результат.
В рамках рассматриваемой линейки были сделаны два вида шкафов управления. Первый (окончание референса на «AHU») обеспечивает индивидуальное управление приточно-вытяжными установками. Данные шкафы имеют возможность работы вентиляторов только от преобразователя частоты ATV212 и содержат в себе несколько ограниченный функционал — это бюджетное решение. Второй тип шкафов (окончание референсов на «MTP») способен управлять группой до четырёх вентиляторов и не имеет ограничений по функциональной части. Кроме того, данный тип шкафов управления, в отличие от первого, доступен как в пластиковом, так и в металлическом исполнении, что позволяет удовлетворить любые эксплуатационные требования конечного потребителя.
Для удобства выбора предлагается два универсальных и очень удобных в эксплуатации инструмента: альбом применений (выбор на основании технологической схемы) и конфигуратор (выбор на основании необходимых элементов приточно-вытяжной установки). Данные продукты доступны в открытом доступе и предоставляются по запросу (рис. 8).
Помимо непосредственно продуктового предложения партнёрская программа включает в себя обеспечение всесторонней технической и сервисной поддержки в требуемом объёме и в кратчайшие сроки. Для решения возникающих вопросов, помимо специалистов-разработчиков, локализованных на производстве, в различных городах России успешно работают эксперты Schneider Electric.
В случае необходимости обеспечивается всесторонняя поддержка на протяжении всего жизненного цикла оборудования с предоставлением всей требуемой документации, начиная от этапа проектирования (принципиальные, монтажные схемы и схемы подключения) и заканчивая сервисным обслуживанием.
Несмотря на недавний запуск, в активе Schneider Electric уже есть несколько успешных проектов, реализованных на данном оборудовании. Одно из наиболее интересных комплексных решений с применением интеллектуальных шкафов SmartHVAC — автоматизация системы вентиляции комбината «Калевала», самого крупного европейского деревообрабатывающего производства на сегодняшний день.
Перед техническими специалистами компании Schneider Electric стояла непростая задача — удовлетворить все требования заказчика при соблюдении оптимального бюджета, а именно: комплексное решение для управления многочисленными системами вентиляции завода; использование SCADA; быстрый ввод в эксплуатацию; наращиваемость системы (вторая очередь строительства).
В активе компании Schneider Electric уже есть несколько успешных проектов, реализованных на данном оборудовании. Одно из наиболее интересных комплексных решений с применением интеллектуальных шкафов SmartHVAC — автоматизация системы вентиляции самого крупного в Европе деревообрабатывающего комбината «Калевала»
Было предложено следующее техническое решение. Сеть спроектирована на протоколе Modbus RTU и разделена на два сегмента. Они, в свою очередь, сходятся в шкаф управления с ЖК-панелью, с которой осуществляется управление всем вентиляционным оборудованием. Общая протяжённость сети — более 3 км. Общее количество работающих в сети контроллеров Modicon M168 — 43 шт., блоков расширения — 102 шт., частотных преобразователей — 58 шт., софтстартеров — 45 шт. Это позволяет диспетчеру осуществлять управление 86 приточновытяжными вентиляционными системами с одной ЖК-панели, установленной в диспетчерской. В качестве программы управления использована специализированная SCADA-система Vijeo Designer с расширением RunTime. Количество сетевых переменных — 3200 шт. (рис. 9).
Всё оборудование локального управления было смонтировано и поставлялось в виде серийных комплектных шкафов управления вентиляцией SmartHVAC производства Schneider Electric. Данное решение позволило в полном объёме удовлетворить требования заказчика в рамках предложенного бюджета.
Шкафы управления вентиляцией способны решать практически любые типовые задачи в рамках стандартных применений. Оборудование является полностью комплектным, апробированным, сертифицированным, готовым к запуску, простым и доступным решением сложных задач по оптимальной стоимости.
