Добрый день, господа!

Пишу программу для теплопункта с тремя теплообменниками. По замыслу - два рабочих, один резервный. На этапе проработки рассматриваю три схемы, которые и привожу в прикрепленном файле. Как всегда каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки.

1 вариант:
Достоинства.
1. Каждый из клапанов будет периодичести совершать полный ход штока, что не даст ему закиснуть полностью или частично.
2. Небольшое количество переменных для ПИД регулятора - один комплект.
3. Экономится ресурс, как минимум, одного из клапанов и приводов.
4. АВР производится без дополнительных команд и сигналов

Недостатки.
1. Усредненное представление о каждом из теплообменников.
2. Не используется, а только отображается информация о температуре после теплообменника.

2 вариант
Достоинства.
1. Каждый из теплообменников управляется своим контуром (ПИД ТО), следовательно, максимально точно и быстро.
2. АВР производится без дополнительных команд и сигналов.

Недостатки.
1. Все три клапана работают параллельно и в одном диапазоне.
2. Три комплекта переменных для ПИД регуляторов.
3. Работа ведется не по конечному параметру, а по промежуточному.
4. Для экономии ресурса одного из приводов нужно подавать команду запрета работы одного из клапанов и определять аварию оставшихся.

3 вариант
Достоинства.
1. Каждый из теплообменников управляется своим контуром.
2. Уставка для ПИД ТО выдается с ПИД-регулятора коллектора (каскад), следовательно, поддерживается конечный параметр.
3. Учитвываются особенности каждого из ТО.

Недостатки
1. Все три клапана работают хоть и самостоятельно, но примерно в одном диапазоне.
2. Для экономии ресурса нужно подавать команду запрета работы одного из клапанов и определять аварию оставшихся.

У кого какие будут на этот счет мнения?
Очень хочется совместить достоинства первой и третьей схем.

PS: В принципе, сейчас родился еще один вариант, но его сначала нужно обдумать.

Я думаю, что все определяется проектом. Как считали гидравлику? Ведь в первичном контуре насосы стоят. Поэтому трудно рассуждать не учитывая гидравлику. Вполне возможно насосы расчитаны на паралельное включение трех ТО для обеспечения расчетной циркуляции. Я попытаюсь изобразить схему, которую в основном встречал. При обслуживании один отключается задвижками и промывается, потом следующий. Если один все же резервный, то он просто закрыт задвижками. Открывается лишь при обслуживании рабочего.

Я вроде бы ничего не пропустил, но на всякий случай клапана и привода навел более жирно и явно обозначил вход из города и выход на потребителей.

Касс, при чем тут гидравлика? Речь то вовсе не о ней, а о способе управления тремя двухходовыми клапанами - как и функцию лучше выполнить и их ресурс зря не расходовать.
Двух теплообменников для выполнения задачи достаточно. Третий стоит под давлением, но проток перекрыт двухходовым вентилем. Если с одним из них случится что-либо или снизится температура теплоносителя, то в работу автоматически вступает третий. Желательно, чтобы это происходило без внешних или внутренних команд ввода резерва - за счет общей логики работы. Один из таких вариантов и показан в варианте 1.
В вариантах 2 и 3 работают все три теплообменника, т.е. ресурс расходуется нерационально, но зато есть возможность каскадного регулирования в варианте 3.

Насосов в первичном контуре нет - циркуляция обеспечивается давлением из ГТС. А что за схему привели Вы? Это в первичной цепи трехходовой стоит?

Честно говоря, я не очень понял суть "мильона терзаний".
1) Если есть доступ к конечной величине процесса (Т воды), тогда не вижу смысла "огород городить". По ней и надо регулировать процесс.
Если бы не было - тогда надо думать и вычислять конечный параметр по косвенным ( по Т в каждом контуре). Конечно, если поставлена задача
уравнять температуры в каждом обменнике- другое дело.
2) "Закисание" клапана ПРЯМО противоречит задаче "экономии ресурса". С закисанием бороться-то особо не придется - если процесс не стационарный. Но и в этом случае есть простые методы. "Экономия ресурса" - очень абстрактное понятие, т.к. "движение-жизнь".
3) Каскадное регулирование - прямой путь к неприятностям. Ну, если только Вы не экстремал. На ТАС я бы связался с ним ТОЛЬКО от безысходности.
4) Экономия памяти контроллера или сокращение времени цикла за счет объема - только из любви к искусству.
5) Обратный сигнал с привода клапана вполне информативен, и его достаточно для определения почти всех неисправностей (отрыв штока, заклинивание, потеря связи). Технологии обработки - дело вкуса и объема наработок.
6) Выбор технологии вывода на режим ( параллельное синхронное управление или последовательное ) - дело вкуса и привычки. Каждый из них
имеет недостатки. Особенно это касается ввода резерва. Но это ТИПОВЫЕ процедуры и примерно одинаковые по затратам.

1. Доступ к конечной величине есть, но она зависит от промежуточных - температур после теплообменников, протока. Каскадное регулирование в этом случае позволит более точно и быстро поддерживать температуру коллектора за счет маневра температурами после теплообменников. Задача не уровнять температуры после ТО, а максимально эффективно их использовать для поддержания температуры коллектора. Теплообменники с течением времени могут изменить свои параметры и когда для одного нужен будет сигнал 40%, то для другого уже нужно будет 80%. Не спорю, работа на общую нагрузку усреднит эти различия, но я думаю, их учет будет эффективнее.

2. Для выполнения задачи в штатном режиме достаточно двух ТО, третий в это время можно отключить. По схеме 1 первый вентиль, как правило, будет открыт на 100%, второй - регулирующий, третий - закрыт. При переключении приоритетов их статус будет меняться - каждый периодически будет то открыт, то закрыт, то регулировать. Таким образом в любой момент регуровать будет только один клапан, а два других будут в крайних положениях, т.е. фактически стоять. В то же время, если они будут работать параллельно, то регулировать будут все сразу, т.е. ресурс будет сокращен втрое, а в крайние положения они будут попадать крайне редко.

3. Частично - ответ в №1. Кроме того, каскадное регулирование я применяю во всех приточках, на которых установлен датчик комнатной или вытяжной температуры. Все очень просто и работает прекрасно.

4. Об этом речи не идет. В этом плане я отдаю предпочтение удобочитаемости и понятности программы.

5. На контроль обратной связи, увы, не хватает входов, а расширять уже проблемно.

Да потому, что такие вещи считаются по гидравлике. Для заказа теплообменника надо передать кучу параметров по гидравлике, в том числе и расход теплоносителя через него. Все рассматриваемые тобой варианты меняют гидравлическое сопротивление узла со стороны теплосети. Помимо этого если уйти от этого расчета, обратка будет или выше или ниже допустимой, за что теплосеть спасибо не скажет.
Что значит "их ресурс зря не расходовать"? Они что, стираются что ли? Насколько я понимаю, их ресурс зависит от нарузки на них (количество теплоносителя, температура, ХВП...)...



... посему если потребляемая потребителями мощность 3 МВт, какая разница, если ты по 1.5 раскидаешь по двум, или по 1 на три теплообменника. Сумарный ресурс трех теплообменников останется неизменным. Если во всех вариантах достаточно двух, и гидравлика считалась для двух ТО, то третий должен быть всегда закрыт. Он вводится только в случае обслуживание рабочего ТО. А раз обслуживание, то там есть персонал, который сделает все задвижками.

Просто ты поскупился на описание ТЗ задачи. Я для примера привел фрагмент схемы ЦТП в большой котельной. Возможно в твоем случае не будет ни трехходового, ни насосов в первом контуре. Трехходовые будут в выходных контурах. Но сам подумай, для чего нужны какие то там регулировки тремя клапанами на входе ТП??? Чего ты хочешь добиться на выходе? Ведь это все стоит денеххх и не мало, а зачем это нужно, никто въехать не может. Может ты подробнее задачу опишешь?

1. Я думаю, от чего бы она не зависела, поддерживать надо ее, и это - главное ! Не понимаю, причем здесь температура на выходе теплообменников? Допустим, на выходе одного +50, на выходе другого +70, результирующая - +63. И что это дает, если не надо их уравнивать?
Ну, подкрутили. Стало +56, 66. Выход - 63. Что изменилось? Обратку надо держать? Если - да, то это еще один фактор. Но причем здесь эффективность ? А -главное - эффективность чего?
2. Резервный по жизни стоять будет, на то он и резерв. На нем могут выполнять ППР или что-то еще. Все эти переключения приведут к разрегулировке системы. Если Вам это не критично - то никаких проблем.
3. Дело вкуса. Если стоит задача поддерживать Т в комнате - ее и поддерживать надо. Причем здесь каскад? Если бы нагрев-охлаждение=влажность+Т прит - это каскад ( да еще охлаждение экономить !!!).
4. ------
5. А как вы собираетесь привод контролировать? По температуре после обменника - можно, но -это "высший пилотаж" (при нестационарном процессе). При стационарном - тоже непросто. А если еще и что-то переключать - то "чистая эмпирика", т.к. Вы только и будете этим заниматься,
а не поддерживать заданную Т. Для меня главный принцип - "если что-то работает - НЕ ТРОГАЙ "

Что то ничего не понятно. Если все потребителя получают теплоноситель одной температуры, то трехходовой на входе решает вопрос полностью. Если происходит деление на КО, ГВС, приточки, то регулировка делается в выходных контурах. Зачем теплообменники то выравнивать?

И еще я думаю, что отсутствие протока в резервном ТО не в лучшую сторону скажется на его ресурсе. Возможно он закиснет и потребует обслуживание раньше рабочих ТО.

ИМХО все лежит на поверхности. К чему вот это вот ?

Если "чистый резерв" - то он вообще сухим стоит. Если "горячий" - то почему-бы не включить его в работу (как двигатели в самолете). Если один выйдет из строя, то система будет работать на двух оставшихся - типичное "избыточное резервирование". А как определить неисправность ОДНОГО контура по выходному параметру - это типичная задача для программиста

Абсолютно согласен. Именно так везде и делают. И надобности регулировать что то по каждому ТО никогда не возникало. Вот и интересно узнать моивации такого решения.

Гидравлика просчитана до меня и у меня нет оснований не доверять нашим проектировщикам. ГТС - весьма мощный источник, чтобы на него существенно повлиял один теплопункт. Если обратка не будет контролироваться, то нафиг мы тогда занимаемся автоматикой?


Касс, ну все же понимаете, чего изголяться? В воде абразив, химия, механические, гидравлические и тепловые нагрузки и мало ли что еще. На двухходовом - шток, уплотнение, сопряженные поверхности седел... Все, что движется - изнашивается. И то, что не движется. В соседней ветке силовые транзисторы вон недавно обсуждали - тоже изнашиваются. Если привод будет работать в диапазоне 45-55%, то именно в этом месте со временем будет повышенный износ выходной шестерни и повышенные люфты.


Суммарный ресурс - да. А вот распределение ресурса между ними как раз и есть задача автоматики, а не дяди Васи с задвижкой. Повторяю свою точку зрения еще раз - в такой системе наработка должна распределяться между ТО примерно таким образом - 3/3 + 2/3 + 1/3 от ресурса каждого из теплообменников. Тогда к моменту замены первого ТО у остальных будет запас в 1/3 и 2/3 и разная вероятность отказа. А это резко снижает вероятность того, что объект вообще останется без тепла.
При равномерном распределении наработки на момент замены первого ТО остальные будут так же изношены и вероятность их одновременной аварии будет очень высока. Да, этот момент будет оттянут дальше по времени, но и менять нужно будет все три ТО сразу. С учетом того, что мало кто поменяет ТО просто потому, что вышел его ресурс - часто, почти всегда, их эксплуатируют до полного износа - этот момент очень вероятно придется на отопительный период.


До коллектора длинна трассы около 8м, масса воды в нем больше, чем в ТО, а посему у двух этих систем разные постоянные времени, разная инерционность. Датчик ТО стоит прямо на выходе из него, поэтому он отслеживает изменение тепературы очень быстро, что и позволит этой температурой маневрировать. Например, снизилась температура коллектора, его ПИД выдал ПИД-ам ТО новую уставку - мне для поддержания температуры в 63° нужна от вас вода 70°. Хотя, может ты и прав - существенных внешних теплопотерь или поступлений на этом участке не предвидится и каскадное регулирование может быть излишним. Но с другой стороны в подающий коллектор вливается 1/3 обратки через неработающий ТО, а она может иметь разную температуру. Вот уже одно новое зернышко есть. Проверять надо.


Не должен резерв стоять мертвым грузом. Для выявления приработочных дефектов и предотвращения закисания он должен периодически включаться в работу. Соотношения я уже привел. Вот в этом даже Касс со мной согласен: "И еще я думаю, что отсутствие протока в резервном ТО не в лучшую сторону скажется на его ресурсе. Возможно он закиснет и потребует обслуживание раньше рабочих ТО. "


Переключаться часто не будет - дискретность будет от суток до недели.
ОНО еще не работает. Как запустим - тогда да, и других отгонять буду.


Коллектор поддерживает температурный график для приточных установок. От него же отдельный контур регулирования для радиаторного отопления. ГВС-от первичной цепи - ГТС. В том то и дело, что ТО хочу использовать раздельно, не выравнивая. Хотя, уставка то общая будет, то и температура на выходе тоже с течением времени должна установиться одинаковая.


Так в этом же и задача. Еще раз повторю - первый вариант это делает и даже не нуждается в определении исправности/неисправности какого либо из ТО.

Неисправность придется определять - пока 2 не накрылось .

И я о том же. Как они по проекту то считали, все ТО в паралель или только два?

Так вот в том то и дело, что движутся клапана и привода, а ТО стоят как вкопанные. Ты же аместо одного ставишь три клапана, увеличивая вероятность проблем втрое.

Мне правда не совсем понятно, что такое отказ ТО. Это что? Насколько я знаю, ТО промывают каждый год летом. При этом ТО служат значительно дольше насосов, котлов и приводов, клапанов и т.д. Поэтому ИМХО рассматриваемый вопрос не что иное, как охота на ведьм. Врятли там денег деть некуда.

Вот потому и нарисовал схему, где 3 ТО в паралель. Даже если летом ТО не промывали и в середине отопительного сезона возникла необходимость в их промывке, то никаких проблем. Их по одному отключают и промывают. Если случай сложный, то и перебирают. Лично я бы за такое деньги не платил.

Да, придется. Но не нужно отдавать команду на АВР, которая может не сформироваться, не пройти или быть ложной.


По-любому должен был быть заложен какой-то запас. Я не думаю, что открытие всех трех клапанов вместо двух приведет к полной неработоспособности системы. В любом случае это аварийный режим и долго он существовать незамеченным не должен - эксплуатация, по-крайней мере, сможет отсечь неисправный ТО. А до тех пор, пусть и не с максимальной эффективностью, функция выполняться будет.


Ню, ню, ню... Как это резервирование повышает вероятность проблем? Они же не последовательно работают. Что, опять вернемся к вероятности отказов, только теперь систем с резервированием? Не хочу.


Это невыполнение возложенной на ТО функции по любой причине - засорение, заиливание, неисправность привода, привод в ручном режиме, перекрытие вентиля и т.п.

Согласись, что это не приводит к отказу, а лишь к уходу от расчитанных параметров. Происходит это постепенно, и легко устраняется.
Если говорить об уходе от расчетных праметров, то как только ты сваяешь свою систему, они сразу уйдут. Ты попробуй сам позвонить и заказать ТО. Тебе вышлют форму запроса, где будет море параметров по гидравлике и теплотехнике. Если хоть один не укажешь, тебе ничем не помогут. Т.е. ТО изготавливают строго под расчетные параметры. Ты же их нарушишь, и их параметры будут отличны от расчетных. Это можно считать отказом?

А вот это уже к ТО никакого отношения не имеет. Это действительно приводит к отказу, почему и ставят по три в паралель без этих самых клапанов. Просто ты сейчас наваяешь штук на 5 евро, а целесообразность сомнительна. На эти деньги можно купить еще три теплообменника про запас, что бы на всю жизнь хватило, чем лепить в систему то, что может отказать и нарушит параметры по гидравлике.