Vždy čerstvý vzduch: SmartWire-DT je ideálním řešením pro univerzitní systém odsávání vzduchu

Situace

Systém odsávání vzduchu v budovách chemické fakulty významné německé univerzity nutně vyžadoval nový koncept. Díky rozsáhlým odborným znalostem společnosti Wagner & Müller s ní byla uzavřena smlouva na její technologický koncept, který zahrnoval kombinace komunikačního a propojovacího systému SmartWire DT a spouštěče motorů PKE společnosti Eaton. V porovnání s tradičními klimatizačními řešeními budov je tento způsob založen na vysoce výkonných standardních produktech a nabízí prokazatelné úspory nákladů.

Výzva

Systémy odsávání vzduchu ze tří budov náležejících chemické fakultě německé univerzity vyžadovaly modernizaci. Bylo zde několik individuálních problémů s otevíráním dveří z důvodu selhání systému přívodu vzduchu. Bylo navrženo celkem pět systémů, které bylo nutno uvádět do provozu postupně.

Řešení

Řešení pro systém odsávání vzduchu zahrnovalo použití koncepce SmartWire-DT: SmartWire-DT je technologie pro snadné propojování a komunikaci od společnosti Eaton. Tento jednotně navržený a otevřený systém nahrazuje ovládací kabeláž ve všech prvcích od jističe ke spouštěčům motorů, k frekvenčním měničům a ovládacím a signalizačním přístrojům. Celkem bylo na chemické fakultě použito přibližně 500 spouštěčů motorů PKE Eaton, přičemž každý z nich byl použit v kombinacích dvou spouštěčů pro nízké a vysoké otáčky ventilátoru odsávání vzduchu. Obě rychlosti jsou vzájemně svázány jak hardwarově, tak softwarově. Jednomu ventilátoru je přiřazeno několik malých nebo jedna velká místnost, přičemž každý ventilátor je instalován na střeše budovy.

Každý z pěti systémů chemické fakulty se skládá z rozváděče (šířka 2,60 m, výška 2 m), každý z nich obsahuje HMI/PLC Eaton, 7,4palcový dotykový panel řady XV s komunikačním rozhraním Profibus DP, a také přímé spouštěčové kombinace namontované na sběrnicovém systému SASY 60i od společnosti Eaton. V kombinaci se spouštěči motorů a běžnými jističi Eaton tvoří systém SASY 60i kompaktní řešení s certifikací UL pro spínání, řízení, ochranu a distribuci energie.

Spouštěčové kombinace s PKE připojenými k systému SmartWire- DT umožňují zajistit univerzitě integraci do světa automatizace: Rozhraní PKE-SWD-32 poskytuje také aktuální hodnotu proudu procházejícího spouštěčem PKE, ale i různé signalizační funkce, jako je vnitřní diagnostika, stav a přetížení. Veškerá data relevantní pro daný proces jsou přenášena přímo do řídicí jednotky a jsou k dispozici v celém systému. Takto vytvořená datová transparentnost zvyšuje účinnost a provozní spolehlivost pohonů v oblasti spouštěče motorů. PLC (nebo řídicí systém) má vždy k dispozici aktuální a přesná diagnostická data, přičemž lze pro ochranu motoru dále nastavit i vypínací a přetěžovací hodnoty.

Působivé řešení založené na standardních přístrojích navržené pro chemickou fakultu univerzity nabízí několik výhod. Koncepce automatizace budovy není založena na ostrovním řešení, ale výhradně ze standardních produktech. Jakýkoliv odborně způsobilý technik může provádět údržbu hardwaru a softwaru, nebo i rozšiřovat systém dle potřeby v souladu s relevantními normami. To platí i pro HMI/PLC, jelikož jako všechny produktové řady je i jednotka XV100 programována jako PLC v programovacím prostředí xSoft-Codesys-2 na platformě CoDeSys v souladu s normou ČSN EN 61131-3. Jako vizualizační software lze použít buď zde implementovanou vizualizaci pomocí SW Galileo, nebo CoDeSys Target. Každé HMI/PLC ve všech pěti systémech je zálohováno zdrojem UPS Eaton 5125.

Toto instalované řešení dále umožňuje zavést univerzitě účinný systém řízení energie. Lze vyhodnocovat spotřebu energie u všech motorů a předávat veškeré hodnoty monitorovacímu systému k analýze.

Systém odsávání vzduchu je dále navržen tak, aby při selhání úrovně 2 (vysoké otáčky) mohl pracovat pomocí aktivované úrovně 1 (nízké otáčky).

Autonomní systém odsávání vzduchu s možností centrálního řídicího systému

Pět systémů odsávání vzduchu pracuje nezávisle. Proto ke svému plnému provozu nevyžadují připojení k centrálnímu řídicímu systému. Řídicí úroveň aktuálně využívá sběrnici Modbus připojenou přes bránu k BACnet. V jednání je připojení systému SmartWire-DT přes sběrnici Profibus DP k centrálnímu řídicímu systému. To umožňuje implementaci centrálního monitorovacího systému, protože systém SmartWire-DT již tuto možnost poskytuje a tím zajišťuje konstrukci odolnou i pro budoucí požadavky. Proudy motorů z 250 zdvojených pohonů lze monitorovat nejen paralelně přes kabel SmartWire-DT, ale lze tuto informaci přenášet přes dotykový panel do řídicího centra budovy pomocí OPC.

PKE se zásuvným blokem spouští ZMR

Další funkcí, kterou spouštěč motoru PKE nabízí, je použití zásuvných bloků spouští – v tomto případě ZMR: V kombinaci základní jednotky PKE a spouště ZMR-PKE s funkcí nadproudového relé nerealizuje odpojení zátěže v případě přetížení motoru spouštěč, ale odpíná použitý stykač. Tak zůstává PKE sepnutý a není nutné jej ručně resetovat.

Výsledky

Dipl. Ing. Robert Wagner, CEO společnosti Wagner & Müller, shrnuje: „Předložili jsme náš návrh konceptu odborníkům na univerzitě, na které naše řešení i přes jejich rozsáhlé technické znalosti zapůsobilo. Pomocí kombinací technologie SmartWire- DT a spouštěčů motorů PKE využíváme ideální přístup, a tím náš systém nešetří jen peníze. Komunikace SmartWire-DT zvyšuje provozuschopnost systému, snižuje propojovací práce ovládacích obvodů a eliminuje časově náročné odstraňování závad během uvádění do provozu a při údržbě.“