Zadání projektu
Rekonstrukce původní plynové kotelny vyžadovala nové řízení, které propojí zdroj tepla, jednotlivé topné větve, přípravu teplé vody a zabezpečovací prvky do jednoho funkčního celku.
Hlavním úkolem bylo zajistit stabilní a hospodárný provoz celé technologie, jednoduchou obsluhu a jednoznačnou reakci na poruchové nebo havarijní stavy. Řídicí systém přitom musel respektovat vlastní regulaci kotlů Viessmann a současně převzít nadřazené řízení topných okruhů a souvisejících zařízení.
Výsledkem je systém, který obsluze poskytuje ucelený přehled o kotelně, automaticky přizpůsobuje výrobu tepla aktuálním požadavkům a průběžně kontroluje důležité provozní i bezpečnostní veličiny.
Kaskáda tří kotlů jako jeden zdroj tepla
Zdrojem tepla jsou tři plynové kotle Viessmann Vitocrossal 200 CM2. Každý kotel je vybaven vlastní regulací Vitotronic, která zajišťuje jeho bezpečný provoz a řízení hořáku.
Nadřazený systém MaR nepřebírá funkce kotlové automatiky. Vyhodnocuje požadavky jednotlivých topných okruhů a předává kotlové kaskádě požadovanou výstupní teplotu analogovým signálem 0 až 10 V. Z kotlové regulace současně získává provozní a poruchové informace prostřednictvím komunikačního rozhraní LON.
Toto uspořádání zachovává všechny funkce výrobce kotlů a doplňuje je o koordinaci s celou vytápěcí soustavou. Kotelna tak vyrábí teplo podle skutečných potřeb přípravy teplé vody a jednotlivých vytápěných částí areálu.
Řídicí systém AMiT a modulární vstupy a výstupy
Základem řešení je volně programovatelný řídicí systém AMiT doplněný moduly AMRIO pro sběr provozních hodnot a ovládání technologie. Do systému jsou přivedeny teplotní snímače, bezpečnostní kontakty, detektory plynů, tlakové spínače i povely z ovládacích prvků.
Výstupy řídí oběhová a cirkulační čerpadla, směšovací ventil, havarijní ventil plynu, větrání kotelny a světelnou i akustickou signalizaci. Analogové výstupy zajišťují plynulé řízení směšovacího ventilu a předávání požadavku na teplotu kotlové regulaci.
Modulární koncepce umožnila přehledně oddělit měření, ovládání a bezpečnostní funkce. V seznamu datových bodů je obsazeno 30 vstupních a výstupních kanálů a další pozice zůstávají připravené jako rezerva pro budoucí úpravy.
Tři funkční větve pro rozdílné potřeby areálu
Řídicí systém pracuje se třemi základními provozními celky. Každý z nich má jiný účel a vlastní regulační logiku. První okruh zajišťuje přípravu teplé vody v zásobníku, druhý slouží k vytápění garáží a přístavků a třetí dodává topnou vodu do navazujících regulačních a směšovacích uzlů v dalších objektech areálu.
Ekvitermní vytápění garáží a přístavků
Teplota topné vody pro garáže se vypočítává podle venkovní teploty a nastavené topné křivky. Výslednou hodnotu udržuje směšovací ventil s plynulým řízením.
Obsluha může zvolit režim vypnuto, temperace, plán, komfort nebo útlum. Týdenní časový program lze doplnit samostatným nastavením pro svátky a dovolené. Provoz se tak přizpůsobuje skutečnému využití objektů a v době omezeného provozu zbytečně neudržuje plnou teplotu.
Distribuce tepla do dalších objektů
Třetí okruh napájí další regulační uzly v areálu. Je vybaven dvěma oběhovými čerpadly, jejichž chod se pravidelně střídá podle provozních hodin. Zatížení se tím rozděluje mezi obě zařízení a jedno čerpadlo tvoří provozní zálohu druhého.
Řídicí systém samostatně měří teplotu v obou větvích. Obsluha tak může kontrolovat provoz střídajících se čerpadel a stav topného média v každé části okruhu.
Příprava teplé vody s časovým režimem
Samostatná část programu řídí ohřev teplé vody v zásobníku. Nabíjecí čerpadlo se spíná podle skutečné a požadované teploty s nastavenou hysterezí. Cirkulační čerpadlo zajišťuje dostupnost teplé vody na odběrných místech.
V režimu Komfort systém udržuje stabilní nastavenou teplotu. Režim Plán umožňuje v nočních hodinách požadavek snížit, avšak pouze do bezpečné meze stanovené s ohledem na hygienu provozu. Program současně zahrnuje funkce ochrany proti množení bakterie Legionella.
U nabíjecího i cirkulačního čerpadla se evidují provozní hodiny. Ty usnadňují plánování údržby a zpětnou kontrolu chování technologie.
Bezpečnost kotelny pod trvalým dohledem
Měření a regulace nezajišťuje pouze řízení vytápění. Důležitou součástí realizace je také zabezpečení plynové kotelny a jednoznačné vyhodnocení poruch. Systém sleduje zejména:
- minimální a maximální tlak topné vody,
- překročení maximální teploty,
- teplotu prostoru kotelny,
- přítomnost oxidu uhelnatého,
- únik zemního plynu pomocí dvou detektorů metanu,
- zaplavení technologického prostoru,
- stisk havarijního tlačítka STOP,
- poruchové stavy kotlů,
- stav bezpečnostního plynového ventilu,
- stav zálohovací baterie řídicího panelu.
Při dosažení havarijní koncentrace metanu systém uzavře přívod plynu, spustí nucené větrání a aktivuje světelnou i akustickou signalizaci. Opětovné uvedení technologie do provozu vyžaduje zásah obsluhy.
Reakce na jednotlivé poruchy jsou přizpůsobeny jejich charakteru. Při překročení maximální teploty nebo tlaku například mohou oběhová čerpadla zůstat v provozu, aby pomohla odvést přebytečné teplo do otopné soustavy.
Přehledná obsluha na dotykovém terminálu
Obsluha řídí a kontroluje technologii pomocí grafického dotykového terminálu. Jednotlivé obrazovky zobrazují stav kotlů, topných okruhů, čerpadel, regulačního ventilu, měřené teploty i aktivní poruchy.
Rozhraní je rozděleno do přehledových a detailních obrazovek. Z úvodního panelu lze rychle přejít ke kotlům, topným okruhům, seznamu poruch nebo servisním funkcím. Barvy a jednoduché symboly jednoznačně rozlišují chod a odstavení zařízení, skutečné a požadované hodnoty i povely regulace.
Parametry, které mají zásadní vliv na bezpečný provoz, jsou v programu omezeny podle požadavků technologie. Tím se snižuje riziko nevhodného nastavení a zároveň zůstává běžná obsluha jednoduchá a srozumitelná.
Automatické funkce omezují servisní zásahy
Program obsahuje několik preventivních funkcí pro období, kdy některá zařízení delší dobu nepracují. Jednou týdně se automaticky krátce protočí odstavená oběhová čerpadla, aby během letní přestávky nezatuhla. Směšovací ventil se pravidelně pootevírá a vyrovnává tlak mezi přívodním a vratným potrubím. U dvojice čerpadel distribučního okruhu systém vyhodnocuje provozní hodiny a jejich chod střídá.
Při růstu venkovní teploty přejde vytápění automaticky do letního režimu. Při poklesu pod bod mrazu může regulace aktivovat nezámrznou ochranu. Všechny tyto funkce probíhají bez nutnosti každodenního zásahu obsluhy.
Provozní dokumentace a pravidelná kontrola
Součástí dodávky je návod k obsluze, který popisuje všechny provozní obrazovky, režimy regulace, alarmy i servisní funkce. Dokumentace stanovuje také intervaly preventivních kontrol.
Nejméně jednou ročně nebo před zahájením topné sezony se kontrolují zabezpečovací funkce MaR a šroubové spoje v rozvaděči. Samostatné intervaly jsou určené pro čištění rozvaděče, kontrolu povrchových teplot prvků a kontrolu či výměnu zálohovací baterie operátorského panelu.
Přehledná dokumentace usnadňuje provozovateli běžnou obsluhu a servisnímu technikovi rychlou diagnostiku i pravidelnou údržbu.
Přínos realizace
Nový systém MaR propojuje řízení zdroje tepla, jednotlivých odběrů a zabezpečení kotelny do jednoho koordinovaného celku. Hlavní přínosy řešení jsou:
- výroba tepla podle aktuálních požadavků jednotlivých okruhů,
- koordinace vlastní regulace kotlů Viessmann s nadřazeným systémem AMiT,
- ekvitermní regulace a časové programy pro hospodárnější vytápění,
- automatické střídání záložních čerpadel podle provozních hodin,
- bezpečné řízení přípravy teplé vody,
- nepřetržitý dohled nad provozními a havarijními stavy,
- jednoznačná reakce na únik plynu, oxid uhelnatý nebo zaplavení,
- přehledná lokální vizualizace a jednoduchá obsluha,
- preventivní funkce pro čerpadla a regulační ventil,
- podrobná provozní a servisní dokumentace,
- rezerva vstupů a výstupů pro budoucí rozšíření.
Projekt v číslech
- 3 plynové kotle Viessmann Vitocrossal 200 CM2
- 1 volně programovatelný řídicí systém AMiT
- 1 grafický dotykový operátorský terminál
- 3 funkční okruhy: příprava teplé vody, vytápění garáží a distribuce tepla do areálu
- 5 řízených oběhových a cirkulačních čerpadel
- 2 střídající se čerpadla distribučního okruhu
- 10 měřených teplot
- 1 detektor oxidu uhelnatého a 2 detektory metanu
- 30 obsazených vstupních a výstupních kanálů MaR
- 11 sledovaných skupin poruchových stavů
- verze řídicího softwaru 3.2.12
