Автоматика холодильного центра: вопросы и ответы

Страница для тех, кто проектирует, покупает или обслуживает автоматику холодильной станции: щиты градирен, чиллеров и насосных, датчики, связь с диспетчерской. Здесь вопросы, которые нам задают заказчики, проектировщики и эксплуатация. Цифры взяты из методички для проектировщиков ЭХ-APM007 и наших материалов; уставки под ваш объект задаёт алгоритм станции.

Вопросы на странице (20)
  1. Зачем нужен общий щит станции, если у каждого чиллера есть свой контроллер?
  2. Можно ли управлять несколькими градирнями из одного шкафа автоматики?
  3. По какому протоколу подключать станцию к диспетчеризации: Modbus или BACnet?
  4. Как вывести сигналы щита градирни, насосной или чиллера в диспетчерскую?
  5. Можно ли завести реле протока в контроллер станции и передать чиллеру по Modbus?
  6. Какие датчики уровня нужны в поддоне градирни и что делать, если поплавок залипает?
  7. Передаёте ли вы программу контроллера, уставки и резервную копию?
  8. Сколько экономит автоматика холодильной станции?
  9. Как автоматика распределяет работу нескольких чиллеров?
  10. Почему вторая машина в чиллерной включается и сразу выключается?
  11. Почему станция «не даёт мощности», хотя машины исправны?
  12. Почему уставка воды от градирни плавающая, если технологи хотят постоянную?
  13. Можно ли управлять абсорбционной машиной Thermax из АСУ ТП по Modbus?
  14. Можно ли сделать на щите два ввода питания с АВР?
  15. Зачем холодильной станции свой расходомер и можно ли поставить накладной?
  16. Нужна ли поверка датчикам температуры и давления на станции?
  17. Сколько резерва входов-выходов закладывать в контроллер станции?
  18. Как задать в проекте архив трендов автоматики?
  19. Какую форму разделения щита автоматики задавать?
  20. Чем подтверждается, что щит автоматики соответствует требованиям?

Зачем нужен общий щит станции, если у каждого чиллера есть свой контроллер?

Чтобы машины, насосы и градирни работали как одна станция. Контроллер чиллера защищает свою машину и держит свою уставку. Общий щит (Master-щит) решает то, что с одной машины не видно: сколько машин работает, какая ведущая, ротация по наработке, общая уставка в коллекторе, резерв насосов, байпас и вентиляторы градирни, общая авария. Он же собирает данные для диспетчерской. Защиты машин остаются в их щитах. Подробнее — в статье «Хладоцентр под ключ»

Можно ли управлять несколькими градирнями из одного шкафа автоматики?

Можно, но надёжнее другая схема: у каждой градирни свой щит, сверху общий щит станции. Если всё собрано на одном контроллере, его отказ останавливает все градирни сразу, а шкаф выходит громоздким. Отдельный щит держит свой агрегат даже без общего, а общий распределяет нагрузку и собирает аварии. Какой щит главный и какие сигналы идут между щитами, решают на стадии П. Подробнее — в методичках для проектировщиков

По какому протоколу подключать станцию к диспетчеризации: Modbus или BACnet?

По тому, на котором работает ваша диспетчеризация, и спрашивают об этом до выбора оборудования. На промышленных объектах чаще Modbus TCP, наш щит станции по умолчанию отдаёт данные по нему. BACnet/IP распространён в зданиях: бизнес-центрах, аэропортах, фармацевтике. Шлюз Modbus → BACnet дешевле родного BACnet, но теряет подписку на изменения и аварии как события. Заводу на PROFINET обычно отдают Modbus TCP в его контроллер или через шлюз. Договариваться нужно о карте регистров, а не о названии протокола.

Как вывести сигналы щита градирни, насосной или чиллера в диспетчерскую?

Данные — по цифровому протоколу, всё, от чего зависит останов, — проводом. Щиты NCT отдают данные по Modbus RTU, Modbus TCP или OPC UA, способ выбирают в опросном листе. По шине идут температуры, давления, уровень, частоты, наработка, коды аварий, уставки. Проводом — разрешение работы, общая авария, сигнал пожарной сигнализации. Диспетчерская показывает, архивирует и меняет уставки в заданных пределах, но процессом не управляет: пропала связь — станция работает по последним уставкам.

Можно ли завести реле протока в контроллер станции и передать чиллеру по Modbus?

Нет. Реле протока, реле перепада и блок-контакт насоса заводят проводом прямо в цепь безопасности машины. По проводу команда на останов проходит за десятки миллисекунд, через шлюз и диспетчерскую — за секунды, а если шлюз завис, не проходит совсем. Тогда машина работает на пустом испарителе. По шине передают данные и уставки, но не защиты. Реле протока ставят на трубе каждой машины, а не на общем коллекторе. Подробнее — в методичках для проектировщиков

Какие датчики уровня нужны в поддоне градирни и что делать, если поплавок залипает?

Для регулирования лучше гидростатический зонд 4–20 мА в успокоительной трубе: он даёт непрерывный уровень, и подпитка идёт по двум порогам. Поплавки и электроды дают только отдельные точки; залипающий поплавок меняют на зонд. Аварийно низкий уровень — отдельный прибор: он останавливает насосы и запрещает ТЭН. Аварийно высокий ставят на 50–100 мм ниже перелива, и подпитка закрывается помимо контроллера. Сам перелив — без арматуры, его никогда не перекрывают.

Передаёте ли вы программу контроллера, уставки и резервную копию?

Да, и это стоит записать в договор. Отдельный проект ПО мы не выпускаем: файл программы контроллера передаём в электронном виде, дубль файла — опция. В договоре фиксируют, кому и в каком формате передаётся файл и кто вправе менять алгоритм после пуска: от этого зависит гарантия. К алгоритму прикладывают таблицу уставок: значение, диапазон, кто может менять. Журнал аварий и событий контроллер хранит 6 месяцев, глубже — сервер диспетчеризации.

Сколько экономит автоматика холодильной станции?

По нашей практике правильная автоматика градирни экономит 25–35 % электроэнергии, а автоматика с частотным управлением окупается за 2–3 года. Без частотников вентиляторы работают «всё или ничего» с перерасходом до 50 %. На насосах экономия зависит от места датчика перепада: насос 30 кВт на 70 % оборотов вместо 85 % сберегает около 48 600 кВт·ч за 6000 часов. Каждый градус повышения кипения даёт чиллеру около 2–3 %. Подробнее — в гиде «13 ошибок при выборе градирни»

Как автоматика распределяет работу нескольких чиллеров?

Каскадом и ротацией. Каскад решает, сколько машин работает: следующую вводят по нагрузке или температуре обратки после задержки, а выводят по более низкому порогу и с большей задержкой, например ввод при 90 % загрузки, вывод при 80 %. Ротация выравнивает наработку: раз в сутки ведущей становится машина с наименьшими моточасами, роли меняют только у остановленных машин. Машины разной мощности или возраста вводят по эффективности, без ротации. Машину в аварии из очереди исключают.

Почему вторая машина в чиллерной включается и сразу выключается?

Ввод и вывод настроены по одному порогу или без задержек. Пороги разводят: для двух машин по 500 кВт вторую вводят при нагрузке выше 450 кВт дольше 8 минут, выводят ниже 400 кВт дольше 15 минут, минимальная работа — 10 минут. Задержка ввода должна быть больше времени одного оборота воды по контуру. Если воды в контуре мало, настройка не поможет: нужен буферный бак, его объём проверяют по самой малой ступени машины.

Почему станция «не даёт мощности», хотя машины исправны?

Чаще всего это синдром низкого перепада: вода возвращается холоднее расчётной. При перепаде 2,5 K вместо 5 K те же 86 м³/ч несут 250 кВт вместо 500. Насосы упираются в предел, автоматика вводит лишние машины, и все работают недогруженными. Типичные причины — трёхходовые клапаны у потребителей, открытые перемычки, грязные теплообменники, клапаны с завышенным Kvs. Без расходомера и датчиков температуры станции этого не увидеть, а по архиву за двое-трое суток причина находится.

Почему уставка воды от градирни плавающая, если технологи хотят постоянную?

Чтобы в прохладные часы градирня давала воду холоднее и разгружала чиллер. Плавающая уставка — мокрый термометр плюс около 3,9 K. Снизу её ограничивает минимальная температура, которую допускает потребитель: для чиллера — паспорт конденсатора, для технологии — регламент. Если процесс требует постоянной температуры, уставку фиксируют, а экономию берут только на частотных преобразователях вентиляторов. Подробнее — в методичках для проектировщиков

Можно ли управлять абсорбционной машиной Thermax из АСУ ТП по Modbus?

Читать данные — да, управлять — нет. Порт Modbus RTU (RS-485) у машины Thermax работает только на чтение. Пуск и останов извне подают дискретным сигналом на клеммы щита машины, переведённой в дистанционный режим. Это закладывают в проект сразу. По спецификации модели уточняют, какие разрешения выдаёт сама машина (насосам, градирне), а что регулирует щит станции. Подробнее — в методичках для проектировщиков

Можно ли сделать на щите два ввода питания с АВР?

Можно, а нужно ли — решает категория надёжности, и её задают по слоям станции. Контроллер, панель и цепи управления держат на ИБП 1–3 кВА с автономией 15–30 минут: станция переживает переключение и успевает сообщить «нет питания». АВР силовой части нужен, когда насосы и компрессоры отнесены к I категории. После АВР станция поднимается сама, ступенями: насосы и вентиляторы, потом компрессоры по одному. Два ввода от одного трансформатора — всё равно одна точка отказа.

Зачем холодильной станции свой расходомер и можно ли поставить накладной?

Свой расходомер нужен, чтобы вводить машины по нагрузке, считать холод и доказать проектную мощность. Доля холода в потреблении предприятия — от 10 до 40 %, и задним числом из общего учёта её не выделить. Прибор ставят врезной, на обратке, с прямыми участками 10 D до и 5 D после; регулирующий клапан — после прибора. Накладной ультразвуковой на плохой гидравлике ошибается на десятки процентов. Нет места под прямые участки — перекомпонуйте узел или письменно зафиксируйте, что расход не измеряется.

Нужна ли поверка датчикам температуры и давления на станции?

Нет, если по их показаниям никто не платит и они не входят в противоаварийную защиту опасного объекта. Каналы коммерческого учёта и такой защиты выделяют в проекте отдельно, им поверка нужна. Технологическим датчикам достаточно калибровки: например, Pt100 в ледяной точке должен показать 100,00 Ом, допуск класса B при 0 °C — ±0,30 K. Гильзы закладывают так, чтобы датчик вынимался без опорожнения контура. Подробнее — в методичках для проектировщиков

Сколько резерва входов-выходов закладывать в контроллер станции?

20 % каждого типа входов и выходов, но не меньше двух точек на тип. Резерв ниже 15 % обычно съедается уже на пусконаладке, а первый новый сигнал после неё означает новый модуль и остановку щита. Разница в комплектации — один-два модуля расширения. Так же резервируют сам шкаф: 20 % клемм, свободный участок рейки, 20 % кабельных вводов, блок питания 24 В с запасом 30 %.

Как задать в проекте архив трендов автоматики?

Перечнем: какие точки пишутся, с каким шагом и сколько хранятся. Для ключевых точек требуйте не меньше 12 месяцев сырых значений с выгрузкой в CSV: 120 точек раз в минуту — около 757 Мбайт в год. По такому архиву тактование машин, низкий перепад, загрязнение теплообменника и уход датчика находят за минуты без выезда. Глубокий архив держит сервер диспетчеризации, нужны единое время по NTP и журнал аварий с метками до секунды.

Какую форму разделения щита автоматики задавать?

По цене простоя потребителей. Если один насос нужно обслуживать, не останавливая остальные, — не ниже формы 3b по IEC 61439-2: контактор одного насоса меняют на работающей станции. Если станцию допустимо остановить на время ремонта, хватает формы 2. Выше форма — больше габарит щита и хуже отвод тепла, поэтому её выбирают вместе с тепловым расчётом шкафа и способом его охлаждения.

Чем подтверждается, что щит автоматики соответствует требованиям?

Паспортом, протоколом испытаний по ГОСТ IEC 61439 и зарегистрированной декларацией о соответствии ТР ТС 004/2011 и 020/2011. При приёмке сверяют номера декларации и протокола, знак ЕАС ищут на шильде или в паспорте. Сам щит проверяют на заводе до отгрузки, а на объекте каждую точку сверяют с её прибором. Подробнее — в статье «Хладоцентр под ключ»

Другие темы

Нужна консультация по охлаждению?

Опишите объект и задачу. Инженеры «Энергии холода» ответят в течение рабочего дня, сложные случаи смотрю лично. Быстрый вопрос — в Telegram @nct_admin.

Получить консультацию