Automazione Impianti a Pannelli Radianti Gestione di caldaie Unità di Trattamento Aria Telegestione NTH Logger

Transcript

1 63 ESEMPI APPLICATIVI Automazione Impianti a Pannelli Radianti Gestione di caldaie Unità di Trattamento Aria Telegestione NTH Logger

2 64 AUTOMAZIONE IMPIANTI A PANNELLI RADIANTI NewtOhm presenta una soluzione tecnica modulare per la gestione integrata di sistemi caldo/freddo a pannelli radianti. Le principali specifiche del sistema sono: plug&play - Si elimina o limita l'intervento di programmazione e configurazione da parte di personale specializzato ; modulare - Con poche differenti tipologie di prodotto si garantisce la massima modularità per offrire sempre l'applicazione più idonea: dal piccolo appartamento all'edificio più complesso; efficace Il sistema abbatte i costi di posa ed installazione, attraverso l'ausilio delle più innovative soluzioni tecniche basate su bus di comunicazione, limitando il più possibile cablaggi centro-stella tradizionali; efficiente i componenti sono in grado di soddisfare le necessità di termoregolazione invernale o di climatizzazione globale estate/inverno limitando al massimo il consumo energetico; energy saving L'applicazione di algoritmi di regolazione innovativi garantiscono le migliori strategie di risparmio energetico dell'impianto. Si presentano varie soluzioni che per approccio tecnico e costi sono alternative tra di esse, alcune hanno un impatto economico più limitato e differiscono tra di loro dalle richieste dell'impianto e dell'installatore, altre presentano più regolatori e soddisfano pienamente le topologie di impianto e di disposizione dei componenti.

3 65 ESEMPIO 1 : MONOCOLLETTORE Soluzione con regolatori DDC-mPID3 e DDC-mPID3BL Soluzione compatta indicata per applicazioni monocollettore fino a 4 ambienti. Viene utilizzato un regolatore liberamente programmabile DDC-mPID3 NT/NTH come modulo di controllo per la gestione del collettore e della testina del relativo ambiente, mentre per il controllo delle stanze prevede i moduli preprogrammati DDC-mPID3 BL. In particolare il modulo DDC-mPID3 NT/NTH gestisce i seguenti segnali: ingresso temperatura di mandata collettore ingresso temperatura esterna ingresso digitale stato circolatore uscita digitale cmd on/off testina ambiente uscita digitale cmd on/off deumidificatore uscita 0-10-V per il controllo della valvola miscelatrice di collettore sonda ambiente (rilevamento temperatura o temperatura/umidità)

4 66 I moduli preprogrammati possono gestire i comandi testina e deumidificatore nella versione BLTH e testina e radiatore (nel caso in cui sia presente un circuito ad alta temperatura) per la versione BLT. Per ciascun ambiente è possibile impostare un setpoint manuale ovvero impostare un funzionamento orario separato dai restanti ambienti. Soluzione con regolatori DDC-mPID4 CLT e SND-DSPT/TH Soluzione adatta ad impianti con un numero maggiore di ambienti (fino a 6) e di dimensioni maggiori. Grazie ai rele' di cui è dotata la scheda mpid4clt, infatti, è possibile cablare fino a 10 testine per ciascun contatto garantendo in tal modo un'installazione semplice ed ordinata anche nei casi più "complessi". La soluzione sopra raffigurata permette ancora il controllo e la gestione di un solo collettore. Il modulo mpid4clt in particolare prevede: un numero di uscite digitali impegnate per quante sono le testine del termoattuatore da controllare. Uscita digitale per il comando on/off remoto al deumidificatore Ingresso temperatura di mandata del collettore Ingresso temperatura esterna Uscita analogica 0-10V per la gestione della valvola miscelatrice

5 67 montaggio a barra DIN per un più veloce e semplice cablaggio dei comandi dei termoattuattori collegamento via Modbus RTU RS485 con i regolatori ambiente. I vari moduli per il controllo degli ambienti permettono di rilevare la temperatura e umidità ambiente. Ognuno di essi, a seconda delle condizioni calcola se dare il consenso al termoattuatore e lo comunica al regolatore DDC-mPID4 CLT. Uno tra i regolatori ambiente è previsto essere un DDC-mPID3 NT/NTH, il quale, essendo liberamente programmabile, permette di inserire a menu le voci apposite per la gestione dell'impianto e di comunicarle al regolatore master di collettore. Tutti gli altri regolatori di stanza possono essere moduli DDC-mPID3 BLT/BLTH, preprogrammati, che consentono di gestire la testina di zona e a cui è possibile inviare i dati dell'impianto. É possibile prevedere un moduli DDC-mPID4 CLT di espansione nel caso in cui ci sia la necessità di avere più uscite digitali. Questo può essere previsto, per esempio, nel caso in cui vi siano più ambienti. I regolatori ambiente, nei casi in cui è richiesto possono controllare anche solo la gestione del caldo e presentano una uscita digitale integrata che comanda per esempio l'accensione di un eventuale radiatore, nel caso in cui sia presente un circuito ad alta temperatura. In un impianto di questo tipo si può inserire anche un modulo per la gestione della centrale termica, per esempio un regolatore DDC-mPID4 CLT, il quale permette di comandare le pompe dell'impianto sia per il circuito caldo che freddo e il comando remoto per l'accensione del deumidificatore.

6 68 Soluzione con regolatori DDC-mPID9 MX Questa soluzione rappresenta un'alternativa compatta ed economica per un controllo di temperatura ed umidità per collettori fino a 7 ambienti utilizzando unicamente due regolatori. In particolare il sistema prevede l'impiego di un regolatore DDC-mPID9MX, di un regolatore DDCmPID3 NTH e fino a 6 sonde di temperatura da frutto. Il regolatore principale che gestisce il collettore presenta: N.6 Ingressi universali, utilizzati per le sonde ambiente da frutto (NTC) N. 2 Ingressi universali, utilizzati per le sonde di temperatura di mandata e esterna. N. 1 comando analogico 0-10V per la gestione della valvola miscelatrice N. 1 comando digitale on/off per il comando del deumidificatore N. 6 comando digitali on/off per il comando delle testine di zona comunicazione via Modbus RS485 con il regolatore DDC-mPID3 Il regolatore DDC-mPID3, liberamente programmabile, permette di inserire a menu le voci per la gestione dei dati particolari dell'impianto, la visualizzazione delle temperatura degli ambienti, se necessario, e i dati di funzionamento del collettore.

7 69 Le sonde di temperatura da frutto sono sonde di temperatura con sensore NTC 10K facilmente installabili in un frutto da scatola 503 adatto alla serie civile scelta. Nel caso raffigurato è possibile gestire al massimo sei ambienti, ma grazie a un modulo di espansione, si può aumentare il numero di ingressi e uscite. ESEMPIO 2: SOLUZIONE MULTI-COLLETTORE Soluzione avanzata multi-collettore Nell'esempio che prendiamo in esame è rappresentato il controllo di due collettori, ma lo stesso schema può essere ripetuto fino a 8 collettori per impianto.

8 70 Il sistema proposto è di facile e rapido cablaggio, in quanto i regolatori da barra DIN comandano direttamente i termoattuatori ed il deumidificatore garantendo in questo modo un'installazione estremamente compatta. Il sistema prevede l'impiego di: n. 1 regolatore DDC-mPID4 CLT per ognuno dei collettori dell'impianto n. 1 regolatore DDC-mPID3 per le impostazioni dei parametri di funzionamento del collettore tante sonde SND-DSP-TH/T quanti sono gli ambienti da controllare I regolatori che fungono da master di collettore sono collegati da un bus dorsale di impianto, che permette alle DDC-mPID4 di comunicare tra loro. Inoltre, ogni regolatore di ambiente è slave, grazie a un bus di campo, del suo regolatore master di collettore. Per ogni collettore è possibile inserire un modulo DDC-mPID4 CLT di espansione per aumentare il numero di ambienti controllati per collettore. Nell'impianto è possibile inserire un modulo per la gestione della centrale termica, perfettamente integrabile al sistema. I regolatori di ambiente permettono la gestione anche locale del comando al deumidificatore nella versione caldo/freddo e di un comando per il radiatore nella versione solo caldo.

9 71 LOGICHE PER LA GESTIONE DI CALDAIE ESEMPIO 1 : Sistema Caldaia con Anticondensa e DDC-mPID4 DSP Il sistema di regolazione è gestito da un controller DDC-mPID4 DSP, il quale coordina e controlla i seguenti elementi di campo: Temperatura Mandata; Comando Pompa Anticondensa; Comando Bruciatore; Comando Pompa Mandata; Sicurezze ISPESL; Allarme Bruciatore; Allarme Pompa Mandata;

10 72 Valvola Miscelatrice. Il sistema lavora per mantenere costante la temperatura di mandata mediante una regolazione PID sull attuatore della valvola miscelatrice. Nel momento di bisogno di un incremento dell apporto termico, la regolazione gestisce ad isteresi la partenza della caldaia, andando ad agire sul comando della Pompa di Anticondensa e sul Bruciatore e verificando che non vi siano condizioni di allarme attive. Una volta che il sistema riscontra che non vi è più richiesta di apporto termico, viene tolto il comando al bruciatore e con un certo ritardo impostabile, il comando alla Pompa di Anticondensa. ESEMPIO 2 : Sistema di Cascata Caldaia a 3 con mpid4 DSP Il sistema di regolazione è gestito da un controller DDC-mPID4 DSP, il quale coordina e controlla i seguenti elementi di campo: Comando Caldaia A; Allarme Caldaia A;

11 73 Comando Caldaia B; Allarme Caldaia B; Comando Caldaia C; Allarme Caldaia C; Temperatura Collettore Caldo. Al fine di mantenere la temperatura del collettore caldo al setpoint Impostato, il sistema decide il numero di caldaie da far partire attraverso step di temperature impostabili. Il sistema di gestione fa si che, oltre alla gestione delle partenze di una o più caldaie alla volta, al fine di soddisfare la Temperatura di Collettore, vi sia una rotazione mensile fra le varie caldaie: 1 Rotazione: Caldaia A Caldaia B Caldaia C; 2 Rotazione: Caldaia B Caldaia C Caldaia A; 3 Rotazione: Caldaia C Caldaia A Caldaia B. Con questo tipo di gestione si garantisce un'usura uniforme delle caldaie evitando che sia sempre la stessa Caldaia a partire per prima (facendo così più ore di funzionamento). Nel caso però una caldaia si trovi in una condizione di allarme attiva viene automaticamente esclusa dalla sequenza di accensione e fatto in modo che al suo posto parta quella che sarebbe partita successivamente. ESEMPIO 3 : Sanitaria Sistema di Riscaldamento + Acqua Calda

12 74 Il sistema di regolazione è gestito da un controller DDC-mPID9 MX e a sua volta è suddivisibile in 3 grandi regolazioni: Gestione Cascata Caldaie; Gestione Impianti Riscaldamento; Gestione Acqua Calda Sanitaria. Gestione Cascata Caldaie Il sistema di regolazione coordina e controlla i seguenti elementi di campo: Comando Caldaia A; Allarme Caldaia A; Comando Caldaia B; Allarme Caldaia B; Comando Caldaia C; Allarme Caldaia C; Temperatura Collettore Caldo. Al fine di mantenere la temperatura del collettore caldo al setpoint impostato, il sistema decide il numero di caldaie da far partire con intervalli di temperature impostabili. Il sistema di gestione fa si che, oltre alla gestione delle partenze di una o più caldaie alla volta, al fine di soddisfare la temperatura di collettore, vi sia una rotazione mensile fra le varie caldaie: 1 Rotazione: Caldaia A Caldaia B Caldaia C; 2 Rotazione: Caldaia B Caldaia C Caldaia A; 3 Rotazione: Caldaia C Caldaia A Caldaia B. Con questo tipo di gestione si garantisce, o meglio si cerca di far invecchiare le caldaie allo stesso modo nel tempo, evitando cioè che sia sempre la stessa caldaia a partire per prima. Nel caso però una caldaia si trovi in una condizione di allarme attiva viene automaticamente esclusa dalla sequenza di accensione. Gestione Impianto Riscaldamento L impianto di riscaldamento preso ad esempio è suddiviso in 2 regolazioni distinte: 1) Circuito Pannelli; 2) Circuito Radiatori. Il primo, il circuito pannelli, è un sistema composta da pompa di mandata (di cui viene supervisionato l allarme), sonda di temperatura e valvola miscelatrice. Sulla base della temperatura esterna viene

13 75 calcolata la curva climatica per determinare il setpoint da mantenere in mandata al circuito, questa regolazione viene effettuata mediante un controllo PID che agisce sull attuatore della valvola. Il sistema può essere subordinato alla richiesta dal campo che proviene da termostati ambiente (collegati via BUS). Il secondo, il circuito radiatori, è un sistema collegato direttamente al collettore (alta temperatura) e composto solamente dalla pompa di mandata (di cui viene supervisionato l allarme). Il sistema può essere subordinato alla richiesta dal campo che proviene da termostati ambiente (Collegati via BUS). Gestione Acqua Calda Sanitaria La regolazione si occupa di mantenere in temperatura la mandata dell impianto di acqua calda sanitaria, andando ad agire con una regolazione On/Off sulla pompa che prende l acqua calda del collettore e regolando il bollitore. Dove richiesto e se previsto è possibile fare cicli di antilegionella (mantenendo per un tempo determinato il bollitore e la mandata dell'impianto ad almeno 60 C) programmati nel tempo attraverso il cronotermostato interno del regolatore.

14 76 LOGICHE PER LA GESTIONE DI UNITA PER IL TRATTAMENTO ARIA ESEMPIO 1 : Regolazione UTA con regolatore DDC-mPID9MX L UTA è dotata di: Serrande motorizzate Presa Aria Esterna ed Espulsione Batteria di recupero Batteria di riscaldamento

15 77 Batteria di raffrescamento Umidificatore La regolazione mantiene la temperatura di ripresa costante ad un setpoint impostabile dall'utente attraverso la regolazione delle batterie calda, fredda e POST e limitando la temperatura di mandata. Il controllo di umidità è eseguito tramite il controllo della batteria fredda in caso di de-umidificazione ed il controllo dell'umidificatore in caso di umidificazione; il passaggio da una condizione ad un'altra avviene attraverso un ciclo ad isteresi con banda impostabile dall'utente. In caso di de-umidificazione il sistema provvede ad aprire ad una percentuale fissa la batteria di raffreddamento in modo tale da favorire la condensazione dell'umidità sulla batteria stessa demandando ai POST in campo di assicurare la temperatura minima di mandata. Le serrande esterne sono aperte durante il funzionamento delle ventilanti. La batteria di recupero è gestita attraverso l'accensione della pompa di ricircolo dell'acqua nel momento in cui la differenza tra la temperatura di ripresa e quella esterna supera un valore impostabile dall'utente mentre è esclusa all'interno di un range di temperatura esterna impostabile dall'utente. Un termostato antigelo assicura la sicurezza invernale della macchina scatenando la seguente sequenza: Blocco ventilanti Chiusura serrande Apertura totale batteria calda Apertura al 20% batteria fredda La presenza di pressostati differenziali sui filtri consente di inviare alla supervisione i relativi allarmi. Il controllo delle ventilanti prevede la possibilità di comandare sia l'accensione / spegnimento delle stesse sia la velocità di funzionamento in funzione della portata desiderata in ambiente; la portata sarà desunta dalla pressione presente all'interno canali. Le ventilanti sono fatte funzionare insieme e, in caso di blocco di uno dei motori saranno chiuse le relative serrande per migliorare il flusso dell'aria. ESEMPIO 2: Regolazione UTA aria primaria con regolatore DDC-mPID4 DSP L UTA è dotata di: Serrande motorizzate Presa Aria Esterna ed Espulsione Batteria di riscaldamento Batteria di raffredamento Umidificatore

16 78 P LEGENDA Sonda di Temperatura Canale Sonda di Temperatura Esterna Ventilante Serranda DDC-mPID4 DSP Batteria Freddo Batteria Caldo Umidificatore Filtro P Pressostato In accensione il sistema azionerà il comando di apertura delle serrande e con un ritardo di trenta secondi dall attivazione dello stato serranda aperta farà partire le ventilanti. In spegnimento la logica viene invertita, prima vengono spenti i ventilatori e successivamente chiuse le serrande. Viene anche effettuato un controllo di antigelo della batteria, mediante lo stato del Termostato Antigelo (TAG), in questo caso viene forzato lo spegnimento delle ventilanti la chiusura delle serrande e viene forzata al massimo dell apertura la batteria calda e mentre quella fredda viene aperta al 20%. Dal display incorporato è possibile visionare i parametri dell'impianto e forzare manualmente i vari comandi di campo (es. comando di modulazione della batteria calda, il comando dell umidificatore). Mediante controllo PID vengono comandate le valvole modulanti (0-10V) della Batteria Calda e Fredda (con sistema di interblocco per impedire la contemporanea apertura delle due batterie) per regolare la temperatura di mandata e, contemporaneamente viene verificata l'umidità di ripresa al fine di mantenerla all'interno di un range impostabile.

17 79 TELEGESTIONE NTH LOGGER ESEMPIO: NTH Logger UMTS, la soluzione completa per la telegestione degli impianti tecnologici Grazie a questo prodotto è possibile sia supervisionare che agire su impianti remoti in completa autonomia rispetto al conduttore dell impianto stesso sfruttando la potenza e flessibilità della scheda DDC-mPID9MX e un software facile e intuitivo come lo SCADA ENVisor. Le possibilità di connessione sono garantite dall ampia scelta di modem-router UMTS che possono sfruttare appieno le possibilità di connessione e accesso ad internet delle moderne reti di telefonia mobile UMTS con possibilità di connessione su quattro bande e la connessione attraverso i più moderni standard di comunicazione veloce. Il sistema di telegestione NHT Logger UMTS è ideale per tutte quelle applicazioni in cui si desidera operare da remoto sugli impianti ma non è disponibile localmente l accesso a Internet tramite il collegamento alla rete telefonica ADSL (es. Centrate Termica di un condominio, sistemi di accumulo pompaggio e distribuzione idrica, ecc ) ed è quindi necessario utilizzare un sistema modem-router UMTS con una scheda SIM. I vantaggi per i manutentori e gestori degli impianti sono molteplici basti pensare alla possibilità di diagnosticare eventuali malfunzionamenti da remoto o di variare i parametri di funzionamento di un impianto senza impegnare personale in trasferte inutili. Caratteristiche principali: - Possibilità di supervisionare:

18 80 o Temperature attraverso sonde PT100, NTC 10k o Ingressi analogici 0-10V, 4-20 ma o Contatti puliti di ingresso - Comandi gestibili in campo: o Uscite digitali a relè o uscite analogiche 0-10V - Espandibilità e modularità: è possibile aumentare il numero dei punti controllati localmente aggiungendo ulteriori moduli di espansione come il MOB-MIX6 dotato di ulteriori 5 sonde di temperatura, 2 stati e 4 allarmi. - Invio di tutti i parametri monitorati per visualizzarli sulla postazione centrale. - Registrazione dei parametri nella postazione centrale per fare analisi e gestire i trend delle variabili. - Generazione di eventi e allarmi, con pagine grafiche - Visualizzazione della planimetria o immagini dell impianto per facilitare la ricerca dei parametri da monitorare - Invio di comandi e modifica parametri verso la periferia. Tutti i parametri che sono visibili dalla postazione remota, sono visualizzabili localmente grazie al modulo MOB-DSP consentendo in questo modo all installatore un controllo puntuale all atto dell avvio della supervisione e nel momento dell intervento. Router Wireless N 3G/3.75 G Il Router Wireless N 3G/3.75G permette di condividere una connessione mobile a banda larga 3G/3.75G in qualsiasi posto sia disponibile la copertura 3G/3.75G. Collegando una internet key o un modem UMTS/HSPA/EVDO USB al router è possibile attivare immediatamente un hotspot Wi-Fi. L aspetto più importante quando si acquista un dispositivo 3G è la compatibilità con le periferiche 3G ed i servizi internet offerti dai gestori di telefonia. Il Router Wireless N 3G/3.75G si distingue per il suo sistema di backup 3G/WAN che consente all utente di rimanere sempre online in caso di problemi ad una connessione e di scegliere il modem da utilizzare come backup, 3G o WAN. Questo offre agli utenti un elevato grado di flessibilità nella creazione delle loro reti e consente di gestire al meglio i costi e la durata della connessione di backup.

19 81 - Compatibile con modem USB 3G/3.75G UMTS / HSPA / EVDO - 3G/WAN failover garantisce una connessione Internet sempre attiva - Velocità Wireless N fino a 150 Mbps - Compatibile con PPPoE, IP Dinamico, IP Statico, PPTP, L2TP con accesso Internet via cavo - Tecnologia CCA : evita in automatico conflitti con i canali wireless di altri dispositivi - Funzione QSS: permette di impostare una connessione sicura ed affidabile premendo semplicemente un tasto - Supporto bridge WDS wireless per espandere la rete wireless - Bandwidth control: consente di determinare la banda allocata per ogni singolo PC La possibilità di accedere da remoto al proprio impianto è strettamente legata al tipo di connessione offerta dal gestore telefonico selezionato. Envisor: un software versatile e potente per supervisione ENVisor è un software SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) avanzato per l'acquisizione dati e per il controllo di impianti automatizzati, attraverso l'ausilio dei regolatori programmabili NewtOhm della serie DDC-mPID. Il programma nasce nell'ambito della supervisione e controllo di impianti tecnologici di edificio (riscaldamento, climatizzazione, illuminazione, ecc.), dove grazie alla libera configurabilità offre tutti gli strumenti software per

20 82 comporre interfacce intuitive ed accattivanti di qualsivoglia natura. L'estensivo uso della tecnologia Ethernet TCP/IP consente di semplificare la supervisione remota dell'impianto, sia essa localizzata all'interno dell'edificio (LAN Local Area Network) sia essa delocalizzata mediante router di comunicazione Internet (WAN Wide Area Network) o modem come nel caso di NTH Logger. ENVisor consente di gestire variabili in lettura/comando fino a 500 tag, più che sufficienti a sovrintendere impianti tecnologici di considerevoli dimensioni. La storicizzazione delle variabili è affidata ad una infrastruttura database permanente (tecnologia SQLite), con possibilità di un'analisi degli andamenti temporali selettiva e grafica. L'introduzione di uno schedulatore ad eventi, consente una flessibile gestione degli allarmi con la possibilità di generare diverse tipologie di avvertimento agli operatori. L'immagine seguente offre una panoramica generale su come possa articolarsi l'organizzazione dell'impiantistica tecnologica di un edificio.