Aria sempre fresca: SmartWire-DT la soluzione ideale per il sistema di scarico dell’aria per le università

Informazioni generali

Il sistema di scarico dell’aria negli edifici del Dipartimento di chimica di una delle principali università tedesche aveva urgente bisogno di una nuova idea. Grazie alle sue competenze, la società Wagner & Müller (con sede ad Aquisgrana) si è aggiudicata l’appalto per l’eccezionale ideazione della soluzione che include il sistema di cablaggio e comunicazione SmartWire DT di Eaton e le combinazioni di avviatori motore PKE. Rispetto alle tradizionali soluzioni per HVAC, la nuova soluzione si basa su componenti standard ad alte prestazioni e offre risparmi certificabili.

La sfida

I sistemi di scarico dell’aria dei tre edifici appartenenti al Dipartimento di chimica dell’università tedesca necessitavano un rinnovo generale. Erano presenti numerosi problemi individuali relativi all’apertura delle porte, a causa del guasto del sistema di alimentazione dell’aria. Il progetto dei cinque sistemi prevedeva la messa in servizio in sequenza.

La soluzione

La soluzione per il sistema di scarico dell’aria prevede l’uso di SmartWire-DT: SmartWire-DT è la tecnologia di cablaggio intelligente di Eaton. Il sistema aperto e dal design uniforme sostituisce il cablaggio di comando in tutti i componenti, dall’interruttore agli avviatori motore e dagli invertitori di frequenza fino ai dispositivi di comando. In complesso sono stati utilizzati circa 500 avviatori elettronici PKE di Eaton, ognuno dei quali è stato utilizzato in combinazione con due avviatori motore per le velocità delle ventole di estrazione. Le due velocità sono interconnesse grazie all’hardware e al software. Alle ventole (ognuna installata sul tetto dell’edificio) sono state assegnate tante piccole stanze o una stanza più grande.

Ciascuno dei cinque sistemi del dipartimento di chimica è costituito da un quadro di smistamento (larghezza 2,60 m e altezza 2 m), ognuno contenente un quadro tattile da 7,4 pollici HMI/PLC di Eaton della serie XV con un’interfaccia fieldbus Profibus DP, nonché partenze motore dirette installate sul sistema sbarre SASY 60i di Eaton. In combinazione con gli interruttori per protezione motore e gli interruttori di Eaton, SASY 60i costituisce una soluzione coerente e con certificazione UL per comando, controllo, protezione e distribuzione dell’energia.

Le combinazioni degli avviatori motore PKE collegati allo SmartWire-DT garantiscono all’università l’integrazione nell’universo dell’automazione: inoltre, l’interfaccia COM modulare PKESWD-32 fornisce il valore del flusso di corrente effettivo del PKE, oltre a diverse funzioni di segnalazione, ad esempio i segnali di diagnostica, stato e sovraccarico. Tutti i dati di processo rilevanti sono trasferiti direttamente al controllore e sono resi disponibili nell’intero sistema. La trasparenza dei dati così creata aumenta l’efficienza e l’affidabilità operativa delle unità nell’area dell’interruttore automatico di protezione del motore. Il PLC (o un sistema di controllo) riceve sempre dati diagnostici aggiornati e precisi. In aggiunta, i valori relativi ad attivazione e sovraccarico possono essere regolati per favorire la protezione del motore.

Soluzione eccezionale basata su componenti standard. La soluzione proposta per il Dipartimento di chimica dell’Università offre molti vantaggi. L’idea di automazione dell’edificio non si basa su una soluzione proprietaria, ma esclusivamente su componenti standard. Qualsiasi tecnico qualificato può occuparsi dell’attività di manutenzione di hardware e software, nonché ampliare il sistema secondo necessità e conformemente ai requisiti. Il suddetto principio è valido anche per HMI/PLC, dal momento che, analogamente a tutti i gruppi di prodotti xSystem, la serie XV100 è programmata come un PLC con il sistema di programmazione xSoft-Codesys-2 basato su CoDeSys, in conformità con IEC61131-3. La visualizzazione Galileo o CoDeSys Target qui implementata può essere utilizzata come software di visualizzazione. L’HMI/PLC di ognuno dei cinque sistemi è supportato da un UPS 5125 di Eaton.

Inoltre, la soluzione installata permette all’università di implementare un sistema di gestione dell’energia efficiente. Il consumo di energia di tutti i motori può essere stimato e tutti i valori possono essere trasmessi a un sistema di monitoraggio per finalità di analisi.

Il sistema di scarico dell’aria è progettato in modo che in caso di guasto del livello 2 (ad alta velocità), esso continui a funzionare grazie all’attivazione del livello 1 (a bassa velocità).

Sistema di scarico dell’aria autonomo con opzione del sistema di controllo centrale

I cinque sistemi di scarico dell’aria funzionano indipendentemente, quindi non richiedono una connessione al sistema di controllo centrale per operare pienamente. Al momento, il livello di controllo utilizza Modbus, collegato mediante gateway a BACnet. Il collegamento del sistema SmartWire-DT mediante Profibus DP al sistema di controllo centrale è in fase di discussione. Ciò consente l’implementazione di un sistema di monitoraggio centrale. È opportuno precisare che SmartWire-DT offre già questa possibilità per assicurare un progetto a prova di futuro. Le correnti dei motori delle 250 unità di azionamento doppie non possono essere monitorate solamente nel parallelo mediante il cavo di SmartWire-DT. Infatti, il pannello touch è in grado di trasferire queste informazioni anche al centro di controllo dell’edificio via OPC.

PKE con modulo di sgancio ZMR collegabile

Un’altra funzione offerta dal salvamotore PKZ è l’uso di moduli di sgancio collegabili, in questo caso ZMR: insieme all’unità base PKZ, l’unità di sgancio collegabile ZMRPKZ con una funzione di relè di sovraccarico non sgancia il salvamotore in caso di sovraccarico del motore, ma spegne i contattori a valle. In questo modo, il PKZ resta chiuso e non deve essere reimpostato manualmente.

Risultati

Dipl. Ing. Robert Wagner, CEO di Wagner & Müller, sintetizza come segue: “Abbiamo presentato la nostra idea ai progettisti dell’università che, a dispetto della vasta conoscenza tecnica, sono rimasti impressionati dalla nostra soluzione. Grazie alla combinazione di SmartWire-DT e avviatori motore PKE, abbiamo adottato l’approccio giusto, dal momento che il nostro quadro non consente solo di risparmiare denaro. Infatti, SmartWire-DT migliora la continuità di servizio dell’impianto, riduce il cablaggio nel quadro di comando e consente di ridurre il tempo da dedicare alla risoluzione dei problemi durante la messa in servizio e la manutenzione”.