aniro-logo

System sterowania dla wieży chłodniczej wysokiej wydajności

Naszemu zespołowi inżynierskiemu firmy zlecono kolejną realizację systemu sterowania wieży chłodniczej. Poprzednio zrealizowaliśmy system sterowania wieży chłodniczej służącej do chłodzeniu wyparki należącej do jednego z potentatów branży przetwórstwa mleka z północy Polski. Tym razem dział inżynierski podjął się stworzenia systemu sterowania wieży chłodniczej służącej do schładzania wody procesowej obiektu innego typu – nowo budowanej galerii handlowej w centralnej części Polski. Partnerem firmy ANIRO w realizacji opisywanego zadania była warszawska firma ALGRA. Firma ALGRA wraz z jej właścicielem – Panem Markiem Richterem była odpowiedzialna za opracowanie koncepcji systemu chłodzenia oraz prowadzenie inwestycji.

Chłodzenie wody procesowej

Chłodzenie wody procesowej galerii handlowej oparto na urządzeniu jednego z wiodących producentów w branży – francuskiej firmy JACIR. Dostarczona wieża chłodnicza była wieżą typu zamkniętego, z wewnętrznym wymiennikiem płytowym. Zasada działania wieży chłodniczej tego typu opiera się na dwóch zjawiskach fizycznych – konwekcji oraz ewaporacji. Wewnętrzny wymiennik płytowy, wykonany ze stali nierdzewnej, posiada dwa obwody. Poprzez obwód wtórny wymiennika płytowego przepływa woda odebrana z obiektu, która trafia na szczyt wieży chłodniczej. Na szczycie wieży chłodniczej zainstalowano specjalne dysze, które rozpylają ciepłą wodę. Rozpylona woda obiektowa spada pod wpływem siły grawitacji na specjalną powierzchnię wymiany o szczególnej strukturze, na której poprzez wtłaczane przez dwa zewnętrzne wentylatory nadmuchowe, zimne powietrze odbiera energię z wody obiektowej. Schłodzona woda spada grawitacyjnie na sam dół wieży chłodniczej do wanny wieży. Następnie woda schłodzona z wanny wieży jest wprowadzana ponownie do obiegu obiektu za pomocą pompy obiegu wewnętrznego wieży chłodniczej. Wydajność wieży chłodniczej, dla której zlecono nam wykonanie systemu sterowania wynosiła 1800 kW.

Sterowania dla wieży chłodniczej

Mając stosowne informacje odnośnie specyfikacji wieży chłodniczej oraz założeń algorytmu pracy systemu sterowania przystąpiliśmy do wykonania dokumentacji elektrycznej. Opisywany projekt, jak i inne, realizowaliśmy w środowisku EPLAN. Prefabrykację szafy sterowniczej oparto na systemie firmy RITTAL. Zaprojektowany system sterowania zabudowano w modułowej obudowie sterowniczej, składającej się z dwóch pól o wymiarach 1800 milimetrów wysokości x 1200 milimetrów szerokości na pole. Rozdział potencjałów postanowiono oprzeć o system RITALL Mini-PLS tworząc dwa niezależne mosty szynowe służące do niezależnego zasilania urządzeń pompowni głównej oraz wieży chłodniczej. Dzięki posiadaniu w swojej strukturze działu montażu oraz działu serwisu byliśmy w stanie realizować w sposób kompleksowy zadania inżynierskie, od projektu, aż po realizację oraz późniejszy serwis. Jako zabezpieczenie główne zaprojektowanego systemu sterowania zastosowano wyłącznik kompaktowy firmy LSIS serii TS. Ponadto te same wyłączniki kompaktowe zastosowano jako zabezpieczenie przemienników częstotliwości zespołu pompowni obiektowej oraz jako zabezpieczenie mostu szynowego zasilania wieży chłodniczej. W ostatnim wypadku wyłącznik kompaktowy sterowany był za pomocą napędu silnikowego LSIS serii MOP otrzymując stosowne sygnały z obiektowej kasetki sterującej, służącej uprawnionym serwisantom wieży chłodniczej (rozdzielnia sterująca znajdowała się w budynku galerii handlowej, natomiast wieża chłodnicza została wyniesiona na dach obiektu). Produkty firmy ISKRA ZASCITE zostały użyte celem uzyskania odpowiedniej ochrony przeciwprzepięciowej. Układem nadrzędnym w systemie sterowania został sterownik firmy LSIS serii ULTRA (XEC-Ultra programowany zgodnie z normą IEC 61131-3, oprogramowanie napisano w języku strukturalnym). Sterownik ten umożliwił logowanie istotnych danych procesowych na kartę SD oraz dostęp do WebServer. Warto wspomnieć, iż dzięki wbudowanemu modułowi 8 wejść/wyjść analogowych zmniejszono ilość dodatkowych kart rozszerzeń. System zdalnego dostępu skonfigurowano wykorzystując router VPN TOSIBOX współpracujący z przemysłowym modemem 3G TOSIBOX. Celem wygodnego zadawania parametrów oraz odczytywania informacji o stanie urządzenia zaprojektowano stosowną wizualizację na dotykowy panel operatorski LSIS XP40 o wymiarach 7” oraz o palecie kolorów równej 65 tysięcy. By uzyskać dokładną regulację parametrów pracy zespołu pompowni głównej zastosowano dwa przemienniki częstotliwości LSIS serii S100 o mocy 30 kW (moc pomp wynosiła 37 kW każda) pracujące w regulacji PID na podstawie sygnału z przepływomierza jednego ze szwajcarskich producentów. Aby dostarczyć dokładnie taką ilość powietrza, jaka jest potrzebna, by uzyskać zadane parametry pracy wieży chłodniczej użyto przemienniki częstotliwości LSIS S100, również pracujące w pętli sprzężenia zwrotnego. Podobnie jak i ostatni przemiennik częstotliwości LSIS S100 służący do regulacji częstotliwości napięcia zasilającego silnik pompy obiegu wewnętrznego wieży chłodniczej. Tak rozbudowany system regulacji pozwala utrzymać zadane parametry pracy niezależnie od warunków zewnętrznych. Należy wspomnieć, iż nowy produkt w ofercie ANIRO przemiennik częstotliwości LSIS S100 posiada wbudowaną funkcję prostego PLC, co w przypadku prostszych aplikacji pozwala uniknąć stosowania zewnętrznego sterownika PLC.

Po uprzednim sprefabrykowaniu rozdzielnicy sterującej podjęliśmy się również wykonania prac obiektowych na terenie galerii handlowej.