LPB - ALPAT

2
030
Magistrala lokalna (LPB)
Struktura magistrali
Dokumentacja zawiera podstawowe informacje o magistrali lokalnej (LPB)
i przyrządach (regulatorach), które mogą być do niej przyłączone. Opisane jest
również zastosowanie obiektowe i filozofia układu. Znajdują się tu również istotne
dane i informacje o technologii, prawidłowym działaniu i diagnostyce systemu
ogrzewania, w których zastosowano magistralę lokalną (LPB).
Opis systemu
Wzajemne połączenie regulatorów z magistralą lokalną (LPB) daje możliwość tworzenia
systemów dla ciepłowni z komunikacją pokrywając bardzo szeroki zakres zastosowań
obiektowych. Regulatory magistrali LPB mogą być stosowane autonomicznie lub w
systemach wewnętrznie połączonych. Komunikacja między nimi jest realizowana przez
magistralę lokalną LPB.
N1
N2
N3
N4
2030Z01
LPB
N5
Regulatory N1...N5 podłączone do magistrali LPB
Zastosowanie
− Regulacja strefowa z centralną ciepłownią (stacją wymiennikową)
– Zdalna regulacja ciepłowni
– Zastosowanie wspólnego czujnika temperatury zewnętrznej dla kilku regulatorów autonomicznych
– Instalacja grzewcza z oddzielnym regulatorem dla przygotowania C.W.U.
– Regulacja kilkoma urządzeniami grzewczymi.
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
CE1N2030P / 19.11.1998
1/8
Funkcje
Ponieważ funkcje w układzie połączonym zależą bardzo od typu zastosowanych regulatorów należy koniecznie sprawdzić, które funkcje systemowe wspomagają regulatory
pojedyncze. Szczegóły podano w odpowiedniej karcie katalogowej.
Poniżej podano kilka typowych funkcji wspomaganych w większości regulatorami wykorzystującymi możliwości magistrali lokalnej LPB.
– Przechodzenie na sygnał temperatury zewnętrznej
– Wykorzystanie danych z jednego czujnika (np. wspólnego czujnika temperatury wody
zasilającej)
– Sygnały zapotrzebowania ciepła z jednego lub kilku strefowych regulatorów podłączonych do urządzeń wytwarzających ciepło
– Priorytet przygotowania C.W.U.
– Synchronizacja czasowa (zegar wiodący)
– Wskazywanie sygnału błędu z innych urządzeń magistrali LPB.
Dokumentacja
Tytuł
Numer karty katalogowej
Magistrala lokalna (Podstawowe dane systemu)
2030
Magistrala lokalna (Podstawowe dane techniczne)
2032
Regulator ogrzewania RVL470
2522
Zasilanie systemu BATIGYR
8943
Zakres regulatorów wykorzystujących możliwości magistrali lokalnej (LPB) będzie stopniowo rozszerzany.
Podstawowe
instrukcje
techniczne
Długości kabla,
topologia sieci
Obliczenie długości kabla i określanie topologii sieci jakie można używać są podane w
karcie katalogowej 2032. Jest ważne aby zwrócić uwagę, że w przypadku większych
obiektów wymagane jest dodatkowe zasilanie.
Podstawowa
terminologia
Ogólnie rozpatrując, ciepłownie obejmują jedno lub kilka urządzeń wytwarzania ciepła
i jeden lub kilka odbiorników. Hydrauliczne połączenia pomiędzy źródłem ciepła
i odbiornikiem są tutaj nazwane jako rurociągi zasilające i powrotne (lub wprost „trasy”)
Przykład dystrybucji
jednopoziomowej
T
3
1
2030Z02
2
Kocioł z jedna instalacją grzewczą
1
2
3
CE1N2030P/ 19.10.1998
2/8
kocioł grzewczy
rurociąg zasilający i powrotny
odbiornik
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
Na większych obiektach pomiędzy źródłem ciepła a odbiornikami może znajdować się
wymiennik. W tym przypadku instalacja pierwotna znajduje się pomiędzy źródłem ciepła
a wymiennikiem ciepła, a instalacja wtórna pomiędzy wymiennikiem a odbiornikami.
Przykład z dwoma różnym i nstalacjami
grzewczymi
(dwupoziomowa)
T
4
3
5
T
2
3
4
2030Z03
5
1
Sieć ciepłownicza z dwoma różnym i nstalacjami grzewczymi
1
2
3
4
5
kocioł grzewczy
rurociąg zasilający i powrotny
odbiorniki
instalacja wtórna zasilająca i powrotna
wymiennik ciepła lub zawór mieszający
W układach z magistralą LPB możliwe jest obsługiwanie sieci z jedna instalacja pierwotną i wieloma powrotnymi jak pokazano na rysunku powyżej.
Z punktu widzenia techniki zastosowań, podstawowe elementy wykorzystane na takich
obiektach to urządzenia do wytwarzania ciepła, wymienniki ciepła i odbiorniki.
Urządzenia do
wytwarzania ciepła
• Kotły opalane olejem
• Urządzenia naścienne opalane gazem
• Kotły opalane drzewem
• Pompy ciepła
• Miejskie sieci ciepłownicze
Wymienniki ciepła
• Wymienniki ciepła płytowe
• wspólne stacje wymiany ciepła
Odbiorniki
• Zasobniki C.W.U. z lub bez pomp cyrkulacyjnych
• Wymienniki C.W.U.
• Obwody grzewcze z pompami
• Obwody grzewcze z zaworami mieszającymi
• Wężownice nagrzewu powietrza
Do regulacji pracy kotłów grzewczych, instalacji użytkowych lub stacji wymiennikowych
może być użyta duża ilość regulatorów przystosowanych do pracy z magistralą LPB
poprzez dobiór odpowiednich nastaw parametrów.
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
CE1N2030P / 19.11.1998
3/8
Adresy magistrali LPB
Podstawowe zasady
W celu umożliwienia wymiany informacji pomiędzy różnymi urządzeniami ciepłowni
(obiektu ciepłowniczego) za pośrednictwem magistrali muszą im być przypisane adresy.
Adres urządzenia przyłączonego do magistrali składa się z dwóch części: numeru segmentu i numeru urządzenia. W dalszej części tekstu adres ten jest podany jako adres
magistrali xx/yy, gdzie xx oznacz numer segmentu a yy numer urządzenia. Można to
porównać z adresem pocztowym zawierającym nazwę ulicy i numer domu.
Adresy powinny być przyporządkowane w początkowym stadium opracowania projektu
technicznego. Nawet w przypadku obiektów zespolonych przyporządkowanie adresu
jest bardzo łatwe jeżeli przestrzegane są następujące podstawowe zasady:
• Każdy adres może być użyty tylko raz. Bardzo często wystarczy używać kolejne numery. W systemie magistrali LPB sekcje obiektu przyłączone do tej samej instalacji
zasilającej /powrotnej są z zasady zgrupowane. Jest to zrealizowane poprzez segmentację tak, że wszystkie urządzenia danego segmentu maja nadany ten sam numer segmentu.
Znajdują się od 1 do 14 segmentów i główny segment oznaczony 0. Segmenty 1 do
14 są równorzędne.
• Segment 0 jest szczególnie ważny. Jeżeli obiekt posiada centralne źródło ciepła,
urządzenia współpracujące z tym źródłem ciepła są oznaczone adresami w segmencie 0, ale ten segment może być również wykorzystany do innych aplikacji.
Wymienniki ciepła i odbiorniki w segmentach 1 do 14 automatycznie przechodzą na
pobór ciepła z segmentu 0.
Jeżeli ciepłownia posiada kilka urządzeń wytwarzania ciepła, które funkcjonalnie są
niezależne (dostarczanie ciepła równoległe) to żadnemu z tych urządzeń wytwarzania
ciepła nie może być przypisany adres należący do segmentu 0, ponieważ nie ma
głównego źródła ciepła. Jest to na przykład przypadek, kiedy magistrala LPB jest zastosowana do centralnego nadzorowania kilku niezależnych kotłów.
• W jednym segmencie maksymalnie 16 przyrządów może otrzymać swój numer adresowy (1 do 16). Nadanie przyrządowi numeru 0 (zero) oznacza, że nie może on komunikować się poprzez magistralę. W tym przypadku przyrząd ten działa autonomicznie.
• Zapotrzebowanie na ciepło jest określone przez regulator nadrzędny odbioru ciepła,
natomiast regulację pracy kotłów określa regulator nadrzędny w segmencie ciepłowni.
• W każdym segmencie musi występować przyrząd z numeru 1, bo tylko tak oznaczony
przyrząd może spełniać funkcję regulatora nadrzędnego w segmencie.
• Podczas nadawania adresów należy koniecznie zwrócić uwagę na następujące zasady:
– nadawać adresy zgodnie z kierunkiem przepływu ciepła
– nadając adresy należy zwracać uwagę na czujniki temperatury zewnętrznej (jak na
pokazanych przykładach).
CE1N2030P/ 19.10.1998
4/8
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
Adresowanie w kierunku
przepływu ciepła
Regulator zastosowany do urządzeń wytwarzania ciepła jest oznaczony numerem 1, zazwyczaj w segmencie 0 (adres magistrali LPB 0/1).
Jeżeli znajduje się kilka (np. n) elementów wytworzenia ciepła, które tworzą układ kaskadowy, poszczególne przyrządy muszą być oznaczone numerami przyrządów 1...n w rosnącej
kolejności, zazwyczaj również w segmencie 0 (adresy magistrali LPB 0/1…0/n).
Przykład ciepłowni
LPB adr. 0/3
LPB adr. 0/2
2030Z04p
LPB adr. 0/1
Oznaczenia adresowe w ciepłowni z 3 kotłami (n=3)
Następnie po źródłach ciepła, również regulatorom (np. m) w strefach ogrzewania muszą być nadane adresy w rosnącej kolejności w tym samym segmencie. Numery przyrządów od n+1... do n+m
Przykład ogrzewania
strefowego
T
LPB adr. 0/3
3
2
LPB adr. 0/2
LPB adr. 0/1
1
2030Z05p
3
Oznaczenia adresów dla obszarów ogrzewania (n=1, m=2)
1
2
3
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
kocioł grzewczy
rurociąg zasilający i powrotny
odbiorniki
CE1N2030P / 19.11.1998
5/8
Jeżeli w układzie znajdują się wymienniki ciepła (np. u), które dzielą system na stronę
pierwotną i wtórną to muszą być one przypisane do strony wtórnej (odbioru) w segmencie 1...u z numerami przyrządu 1 (adres magistrali LPB x/1).
W tym przypadku urządzenia związane z kotłem muszą znajdować się w segmencie 0
(obowiązkowo).
Związane z tym obszarem regulatory (np. v), które hydraulicznie przyłączone są do danego wymiennika ciepła mają nadawane numery przyrządu (2...v+1) z tym samym numerem segmentu jak dany wymiennik, z którym współdziałają (adresy magistrali LPB
x/2...x/v+1).
Przykład dwustopniowej
sieci grzewczej
T
LPB adr. 2/2
LPB adr. 2/1
4
3
T
5
LPB adr. 1/2
2
LPB adr. 1/1
3
4
LPB adr. 0/1
5
2030Z06p
1
Oznaczenie adresowe w dwustopniowej sieci grzewczej (n=1, u=2, m=1)
1
2
3
4
5
Oznaczenia adresowe
uwzględniające czujnik
zewnętrzny
CE1N2030P/ 19.10.1998
6/8
kocioł grzewczy
instalacja pierwotna
odbiorniki
instalacje wtórne
wymiennik, zawór mieszający
Jeżeli regulator posiada zewnętrzny czujnik to wartość jego pomiaru jest przekazywana
na magistralę. Przyrząd nie posiadający własnego czujnika przyjmuje wartość z przyrządu z następnym niższym adresem magistrali LPB, który podaje wartość z czujnika.
W określeniach uporządkowanych adresów magistrali LPB w pierwszej kolejności jest
brany pod uwagę numer segmentu a następnie numer przyrządu.
Używany jest rosnący uporządkowany układ adresów magistrali LPB: 0/1; 0/2; 0/3; 1/1;
1/2; 2/1; itd. Jeżeli przyrządy z adresami magistrali LPB 0/1...0/n nie posiadają swojego
własnego czujnika zewnętrznego co oznacza, że nie ma przyrządu z „następny niższy
adres magistrali LPB”, który mógłby podać wartość z czujnika, wtedy pobierają one tą
wartość z przyrządu z wyższym adresem magistrali LPB.
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
Przykład adresowania
B
LP ud
B yn e
ad k
r. D
0/
4
2030Z07p
kA
ne . 0/2
y
d
r
Bu ad
B
LP
C
k /3
ne . 0
d y dr
Bu B a
LP
kB
ne 0/1
y
d
r.
Bu ad
B
P
L
Ponieważ usytuowanie (w stosunku do stron świata) budynków A i B różni się bardzo od
usytuowania budynków C i D, powinien być do każdej grupy budynków przydzielony zewnętrzny czujnik. Budynek A będzie przyjmować wartość z czujnika budynku B, a budynek D
wartość z czujnika budynku C. Źródło ciepła umieszczone jest w budynku B.
Obserwując wyżej podane podstawowe zasady, widać że przyrząd w budynku B jest oznaczony adresem magistrali 0/1. Przyrządy w budynku B, C, D mają nadane adresy 0/2 do 0/4,
dzięki temu numery przyrządów są przydzielone (oznaczone) tak, że budynki bez własnego
czujnika zewnętrznego śledzą adresy magistrali, które dostarczają sygnał temperatury zewnętrznej.
Budynek
Adres magistrali
Wartość temperatury zewnętrznej
A
B
C
D
0/2
0/1
0/3
0/4
z budynku B
z własnego czujnika zewnętrznego
z własnego czujnika zewnętrznego
z budynku C
Jeżeli z jakiegoś powodu czujnik temperatury na zewnątrz musi być umieszczony na
budynku A zamiast na B adresy będą musiały być oznaczone jak niżej:
Budynek
Adres magistrali
Wartość temperatury na zewnątrz
budynek A
budynek B
budynek C
budynek D
0/4
0/1
0/2
0/3
z własnego czujnika zewnętrznego
z budynku A
z własnego czujnika zewnętrznego
z budynku C
Doprowadzenie wartości
z czujnika do innych
urządzeń
Przy poprawnym skonfigurowaniu regulatorów w segmentach możemy być pewni, że regulatory będą w stanie przekazać na magistralę wartość temperatury (np. wody zasilającej po
stronie pierwotnej). Ta wartość z czujnika może dalej być wykorzystana przez wszystkie
przyrządy w tym samym segmencie.
Uwaga
Tylko jeden regulator magistrali LPB w segmencie może dostarczać do magistrali wielkości
pomiarowe z czujników za wyjątkiem pomiaru temperatury zewnętrznej.
Synchronizacja czasu
Większość regulatorów magistrali LPB ma możliwość podawania daty tak jak zegar wiodący
lub synchronizować swoje zegary zgodnie z zegarem wiodącym.
Uwaga
W każdym układzie magistrali LPB tylko jeden przyrząd może być ustalony do pełnienia
funkcji zegara wiodącego. Może to być ustalone na czynnej linii odpowiedniego przyrządu.
Przyrządy dostarczane są z nastawą „nie pełni funkcji zegara wiodącego”. W czasie projektowania obiektu musi być podjęta decyzja czy funkcja ta jest wymagana i jeżeli tak należy
określić któremu przyrządowi funkcja „zegara wiodącego” powinna być przypisana.
Podawanie błędów
Większość przyrządów magistrali LPB ma zdolność podawania błędów wskazań innych
przyrządów magistrali LPB.
Informacje o tym, które błędy z poszczególnych przyrządów są podawane i jakich ograniczeń dotyczą (np. tylko podanie błędów z tego samego segmentu) są podane w dokumentacji odpowiednich przyrządów.
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
CE1N2030P / 19.11.1998
7/8
Uruchomienie
Połączenia kablowe
Przed przyłączeniem regulatorów do magistrali musi być sprawdzone okablowanie. Błędy okablowania są znacznie trudniejsze do wykrycia, gdy kilka przyrządów jest już podłączonych. Ponieważ magistrala jest dwużyłowym kablem, którego żyły są wzajemnie
niezamienne, należy koniecznie zwrócić uwagę na biegunowość żył magistrali (MB
i DB) przy podłączeniu przyrządów.
Napięcie żyły DB wobec MB musi wynosić 15…18 V DC. Napięcie to może zmieniać
się, gdy obniża się ten poziom w czasie komunikowania.
W przypadku rozległych sieci okablowania zaleca się przechowywać zapis zmierzonych
oporności linii.
Konfigurowanie
regulatorów
Do konfigurowania regulatorów należy korzystać z dokumentacji objaśniającej poszczególne jednostki. Jest ważne, aby konfiguracja danych egzemplarzy była wykonana
zgodnie z ich zastosowaniem (odbiorniki, wymienniki ciepła itp.).
Konfiguracje obejmujące cały układ (zegar wiodący itp.) muszą być wykonane w odpowiednich regulatorach w zgodności z dokumentacją projektu.
Adresy na magistrali LPB
Dostarczone nowe przyrządy mają ustawiony adres magistrali na 0/0. W celu umożliwienia wzajemnej komunikacji przyrządów podłączonych do magistrali muszą być nadane im adresy (jak podano w dziale „Instrukcje techniczne”). Oczywiście nie wolno
nadać takiego samego adresu dwukrotnie. Dwukrotnie użyte adresy nie będą identyfikowane przez system.
Dokumentacja
Okablowanie i nadane adresy magistrali LPB muszą być podane w dokumentacji, aby
uniknąć problemów gdy będzie potrzeba znalezienia błędów (w okablowaniu, rozgałęzieniach, puszkach łączeniowych i oznakowaniu kabli).
W rozległych systemach zaleca się przechowywanie protokołów ze zmierzonych przed
przyłączeniem regulatorów wartości oporności linii.
Dokumentacja powinna również zawierać przydzielone funkcje różnym przyrządom z
odpowiadającym i m adresami magistrali LPB.
Np. przyrząd z numerem 1 oznaczony adresem magistrali 1/1 podaje temperaturę
zewnętrzną WSCHÓD, jest zegarem wiodącym i podaje wartości z czujnika temperatury wody zasilającej.
Diagnostyka
Informacja ogólna
Regulatory do pracy z magistralą LPB posiadają albo wskaźnik LED czy LCD pokazujące stan magistrali lub (operating line), która informuje o stanie magistrali.
Wskaźniki te umożliwiają pierwszą diagnostykę pokazując czy magistrala LPB jest prawidłowo połączona. Bardziej szczegółowe informacje podano w karcie katalogowej
2032.
W celu upewnienia się, że adresy magistrali LPB zostały prawidłowo nadane oraz że
wymagane działanie będzie uzyskane, można wykonać kilka prób - jeżeli uznano to za
potrzebne.
Przechodzenie na sygnał
temperatury zewnętrznej
Należy koniecznie sprawdzić, czy do przyrządów dochodzi prawidłowa wartość sygnału
temperatury zewnętrznej. Temperatura ta powinna być przyjęta nie dłużej niż po 10 minutach i może być wywoływana w trybie obsługi.
Przyjmowanie wartości
ze wspólnych czujników
Jeżeli przyrząd otrzymuje jakąś wartość z czujnika od innego przyrządu, powinno być
możliwe wywołanie jego z odpowiedniej linii po upływie nie więcej niż 2 minut.
Synchronizacja czasu
Jeżeli na zegarze wiodącym zostanie zmieniona data, pozostałe przyrządy powinny
przyjąć tę zmianę w ciągu jednej minuty. Jeżeli ta zmiana nie zostanie przyjęta po 10
minutach to nastawy (zegara wiodącego, synchronizacja czasu) i wzajemna komunikacja powinny być sprawdzone.
Informacje o błędach
Symulowanie błędnych sygnałów (np. odłączenie czujnika) umożliwi sprawdzenie czy
błędy są sygnalizowane i wskazywane przez odpowiednie przyrządy (należy zachować
ostrożność z podawaniem sygnałów błędów podczas pracy obiektu).
 1996 Siemens Building Technologies
CE1N2030P/ 19.10.1998
8/8
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division