Контроллер для автоматического резервирования и ротации холодильных машин

Зачем это нужно

Как сохранить продукцию? Это задача, над решением которой люди бьются тысячелетиями. Когда первобытный человек осознал, что можно делать запасы впрок, он задумался, а как же их хранить…

Но вернемся в наше время. К счастью, в отличие от далеких предков, нам повезло – существует множество способов для продления сроков хранения сырья и готовых изделий. Самый распространённый из них – поддержание соответствующей температуры и влажности. Хотим ли мы сохранить свежесть продуктов в домашних условиях или не утратить полезных свойств высокотехнологичных продуктов фармацевтической отрасти, не важно. И в том, и в ином случае нужен холод.

При достижении определённой точки в развитии бизнеса, когда потенциальные издержки от порчи продукции начинают превышать стоимость ещё одного комплекта холодильных агрегатов, владельцы задумываются об установке дублей. Однако, чаще всего, дальше установки ещё одного компрессора, конденсатора и испарителя дело не идёт. И на наш взгляд это – проблема. Попробуем объяснить почему.

Существует несколько степеней резервирования в зависимости от готовности запасного комплекта к работе:

• Резерв отсутствует – вы задумались о покупке нового агрегата лишь тогда, когда ваш вышел из строя. Для холодильного оборудования срок устранения неисправности при таком варианте составляет от нескольких дней до нескольких месяцев – в зависимости от сложности машины и наличия агрегатов у поставщиков.
• Холодное – когда агрегат не подключен и находится где-то на складе. В этом случае срок устранения аварии составит от 1 дня до нескольких недель, в зависимости от того, есть ли у предприятия собственная монтажная бригада.
• Тёплое – когда агрегат уже смонтирован, а отслеживанием аварий и запуском резерва занимается человек. Здесь всё происходит быстрее – перезапустить систему можно минут за 15, конечно, если технолог постоянно на месте и следит за состоянием машин.
• Горячее – когда агрегат уже смонтирован и готов к запуску в любой момент времени по сигналу автоматической системы управления. При таком способе резервирования переключение происходит практически мгновенно.

Большинство ответственных систем, с которыми мы сталкивались в нашей работе, реализованы по принципу тёплого резерва, а, значит, целиком зависят от человеческого фактора. В целом – это хорошее решение, если организовано круглосуточное дежурство технологов. Но такое встречается, как правило, на крупных объектах и не доступно большинству коммерческих организаций. Еще один важный момент. Периодическая ротация основной и резервной машин, во-первых, позволяет продлить срок службы всей системы в 2 раза – ведь каждая из машин работает ровно половину времени, а, во-вторых, позволяет оценить готовность каждой из машин включиться в работу и выйти на заданный режим в установленные сроки. Но при тёплом резерве это происходит также под контролем человека. И хорошо если интервал ротации составляет, например, неделю. А если час? Тогда кому-то придётся побегать.

Что предлагаем мы

Мы предлагаем нашим клиентам контроллеры с комплектами датчиков, которые подключаются к имеющемуся или устанавливаемому оборудованию и позволяют обеспечить автоматическую ротацию холодильных машин с заданными интервалами и автоматическое резервирование, т.е. запуск второй машины в случае аварийной остановки первой. Также возможно подключение контроллера к системе мониторинга с контролем параметров через Интернет и получением уведомлений о нештатных ситуациях на электронную почту. В общем виде схему устройства можно представить так:

Возможности контроллера:

1. Автоматическое включение и отключение холодильных машин для обеспечения их равномерной наработки и увеличения срока службы каждой. Длительность рабочего цикла может изменяться в диапазоне от 1 минуты до 45 дней и задаётся для каждой машины индивидуально.
2. Отслеживание текущего состояния каждой машины на основании датчиков давления, напряжения, температуры. Автоматическое переключение рабочего агрегата в случае аварийной ситуации. Для отслеживания давления используются уже, как правило, имеющиеся в каждой машине реле без необходимости подключения новых. Температурные датчики устанавливаются дополнительно, что позволяет также контролировать правильность показаний датчиков холодильных машин.
3. Возможность автоматического или ручного включения двух машин одновременно в случае продолжительного присутствия персонала в камере или большого объёма загрузки продукции, повлекшего рост температуры свыше определённого предела. Также этот механизм служит как дополнительный слой защиты на случай аварийной ситуации, не диагностируемой используемыми датчиками. Даже в случае остановки одной из машин при превышении температурного порога автоматически включится вторая (если это разрешено настройками – ведь предел мощности, отведённой на систему охлаждения, может не позволять запустить одновременно обе машины). Для определения температуры в камере может использоваться один или два датчика с заданием температурных порогов отдельно по каждому. В случае использования двух датчиков есть два режима работы для включения обеих машин: достаточно превышения по одному или нужно превышение по обоим.
4. Возможность автоматического и ручного восстановления после нештатных ситуаций, возможность блокировки датчиков для безусловного использования машин.
5. Возможность временного вывода из ротации одной из машин для проведения технического обслуживания или ремонта.
6. Счётчик наработки для каждой из машин (с точностью до получаса). Подсчёт ведётся на основании наличия напряжения и отсутствия аварий на каждом из компрессоров.
7. Световая и звуковая индикация нештатных и аварийных ситуаций.
8. Дублирующая механическая система ручного управления на случай выхода из строя электронного блока.
9. Сопряжение с интернет-шлюзом для обеспечения совместной работы с системами удалённого мониторинга холодильного оборудования.
10. Сопряжение с SCADA-системами для централизованного контроля и диспетчеризации.

Помимо очевидных сценариев использования, систему ротации можно применять, например, для координации работы оттаивания и охлаждения двух отдельных машин для камер с жёсткими требованиями по поддержанию заданной температуры. Для этого достаточно расположить датчики в нужных местах и настроить температурные пределы.

Состав оборудования

Для построения подобных систем мы используем только проверенное и сертифицированное отечественное оборудование промышленного класса. Основой системы является контроллер класса «программируемое реле» ОВЕН ПР200. Он поставляется с предустановленной микропрограммой, разработанной нашими специалистами (что позволяет подстраивать решения под конкретные ситуации и оборудование заказчика), имеет возможности настройки используемого набора датчиков, параметров цикла и т.п.

Условно систему можно разделить на три части:

1. Устройства управления и сигнализации – это сам контроллер ПР200, GSM-шлюз (при наличии) и светосигнальная арматура.
2. Устройства сбора данных – это датчики температуры, и дискретные входы с промежуточными реле для минимизации рисков короткого замыкания вследствие пересечения фаз и распространения повреждений в случае критических ситуаций.
3. Исполнительные устройства – в зависимости от используемых контроллеров и их конфигурации это могут быть как силовые контакторы, так и логические реле.
4. Датчики температуры подбираются в зависимости от ситуации, но, как правило, в комплекте поставляется всего один или два датчика температуры воздуха – для контроля температуры в камере (количество датчиков определяется её размером).
5. Для сборных машин, не оснащённых устройствами защиты компрессоров, устанавливаются мониторы ОВЕН УЗОТЭ-2У, позволяющие отследить обрыв или перекос питающих фаз, перегрузку двигателя компрессора, утечку через повреждённую изоляцию обмоток и перегрев статора.
6. Оборудование устанавливается в металлический шкаф со степенью защиты от внешних воздействий IP31 для размещения в сухих и чистых помещениях. Возможно увеличение защиты до IP65/66, что позволяет располагать систему в помещениях с повышенным уровнем пыли и влаги или на открытом воздухе.
7. Для работы блоку ротации необходимо подключение к однофазной электрической сети с напряжением 220В. Потребляемая мощность при этом может изменяться в зависимости от состава оборудования, но выход её за пределы 200 ватт маловероятен. В случае проблемного электропитания возможна установка ИБП, по умолчанию устанавливается сетевой фильтр для подавления помех от силового оборудования (электродвигателей компрессоров, например).

Возможности подключения контроллера ПР200

• 4 аналоговых входа для подключения двухпроводных температурных датчиков типа Pt1000. 2 входа используются для контроля температуры в камере, ещё по одному входу связаны с каждой холодильной машиной для контроля температуры конденсации или иной рабочей температуры агрегата.
• 8 дискретных входов по 4 для каждой машины, среди которых: отслеживание работы компрессора; авария монитора напряжения машины и по 2 входа для произвольных аварий машин. Каждый вход имеет возможность работы как на замыкание, так и на размыкание – режим устанавливается при программировании в зависимости от состава оборудования, но может быть изменён и после через меню устройства.
• 8 дискретных выходов, среди которых: по одному управляющему выходу для каждой машины с возможностью работы как на замыкание, так и на размыкание; по одному сигнальному выходу для отображения работы компрессора; сигнальные выходы «внимание» и «авария»; выход управления монитором напряжения компрессора. Сигнальные выходы подключены к лампам на передней панели щита. Выход «авария» дополнительно оснащается звонком.
• Модуль связи по протоколу RS485 (опционально) – служит для подключения к GSM/Ethernet-модемам для подключения облачного мониторинга и SCADA-системам.
• По заказу возможно подключение двух дополнительных блоков на 8 дискретных входов и 8 выходов с разработкой для них своей логики.

Стоимость ^*

^* стоимость указана при условии покупки вместе с холодильным оборудованием. Цену при приобретении отдельно уточняйте у менеджеров.