سیستم های تهویه مطبوع کاربرد گسترده ای در ساختمان های بزرگ و به ویژه محیط های صنعتی دارند. یک سوله بزرگ که به عنوان کارخانه یا کارگاه تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد، نیازمند یک سیستم هوشمند تهویه است. این سیستم باید بتواند فشار و کیفیت هوا را در محیط تنظیم کند تا پرسنل و دستگاه ها از آسیب های احتمالی مصون بمانند.
در این نوشتار فرآیند کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 زیمنس را بررسی خواهیم کرد. استفاده از یک منترل کننده صنعتی یا به عبارتی پی ال سی برای کنترل عملیات تهویه، دست ما را برای استفاده از سنسورهای مختلف و انجام تنظیمات گسترده باز می گذارد. با من همراه باشید تا یک سیستم تهویه هوشمند را راه اندازی کنیم.
معرفی لوگو 8 زیمنس
لوگو 8 زیمنس یک انتخاب ویژه برای اجرای فرآیندهای منفرد اتوماسیون است. این پی ال سی برای اتوماسیون پروژه های ساده در سطح کوچک تا متوسط طراحی شده است. لوگو 8 ابعاد جمع وجوری دارد و فضای کمی در تابلو اشغال می کند. رابط کاربری ساده لوگو 8 فرآیند برنامه نویسی و کنترل را در آن تسهیل می کند.
این کنترل کننده می تواند از شبکه های صنعتی مختلفی پشتیبانی کند. این قابلیت به شما امکان می دهد لوگو 8 را با سایر پی ال سی ها و دیگر دستگاه های مورد استفاده در اتوماسیون به راحتی شبکه کنید. علاوه بر این مزایای متنوع دیگری دارد که در مقاله مزایای لوگو 8 زیمنس مورد بررسی قرار گرفته است.
از جمله کاربردهای لوگو 8 زیمنس می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کنترل گلخانه ها و مزارع کشاورزی
- خانه های هوشمند
- سیستم های گرمایش و سرمایش
- صنعت دام و طیور
- آسانسور
- پروژه های کنترل دما و تهویه مطبوع
- پروژه های کنترل روشنایی و….
کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 زیمنس
با توجه به اهمیت عملکرد صحیح سیستم تهویه برای سلامت پرسنل و دستگاه ها، کنترل دقیق روی عملکرد این سیستم ضروری است. نظارت بر عملکرد بخش های مختلف سیستم در محیط های صنعتی به کمک پی ال سی انجام می شود. پی ال سی زیمنس از جمله نمونه های پرمخاطب در بازار ایران است. سهولت استفاده و عملکرد قابل قبول از جمله دلایل محبوبیت این کنترل کننده های صنعتی در بازار ایران است.
هدف ما در این نوشتار صرفا تشریح پروژه ساده کنترل تهویه مطبوع است. برای انجام این پروژه کوچک مینی پی ال سی لوگو 8 در نظر گرفته شده است. اگرچه می توان این فرآیند را با سایر فرآیندهای اتوماسیون ترکیب و از پی ال سی قوی تری مانند S7 – 1200 زیمنس بهره برد.
تشریح مساله
ابتدا مساله کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 را تشریح می کنیم. فرض کنید هدف ما حفظ سلامت و تازگی یک اتاق است. در این پروژه از دو فن به منظور ورود هوای تازه و خروج هوای اتاق استفاده شده است. هر کدام از فن ها مجهز به یک سنسور فشار هستند که میزان ورود و خروج هوا را تنظیم می کند. شکل زیر را ببینید:
به منظور اجرای صحیح فرآیند و تهویه مناسب هوا، لازم است ملاحظات زیر در نظر گرفته شوند:
- فشار هوا در داخل اتاق هرگز نباید بیشتر یا کمتر از فشار هوای اتمسفر شود
- فن ورودی هوای تازه صرفا با دریافت سیگنال عملیاتی از سنسور فن خروجی فعال می شود
- به منظور نمایش عدم عملکرد صحیح فن ها، از یک لامپ نشانگر استفاده می شود
مدار الکتریکی تهویه مطبوع اتاق
با فرض عدم استفاده از لوگو 8 و کنترل دستی سیستم، مدار الکتریکی سیستم تهویه مطبوع مشابه شکل زیر خواهد بود:
فن ها توسط سنسورهای اندازه گیری جریان عبوری (flow sensors) مدیریت می شوند. اگر در یک زمان کوتاه هیچ جریان هوایی از فن ها عبور نکند، سیستم خاموش شده و یک پیغام خطا صادر می شود. پیغام خطا با فشردن شستی خاموش تایید می شود.
علاوه بر سنسورهای اندازه گیری جریان هوا، برای ارزیابی عملکرد فن ها نیاز به یک مدار جداگانه داریم که متشکل از چند تجهیز سوئیچینگ مانند کنتاکتور و رله خواهد بود. اما سیستم پیچیده کنترلی را می توان به راحتی با یک پردازنده لوگو 8 LOGO! 230 RCE جایگزین کرد. این ماژول پردازنده با برق شهر تغذیه می شود و نیازی به ماژول تغذیه ندارد. در صورت تمایل می توانید از پردازنده LOGO! 12/24 RCE و یک منبع تغذیه 12 ولت لوگو 8 در کنار هم استفاده کنید.
شکل سیم بندی لوگو 8 در مدار به صورت زیر خواهد بود:
جدول زیر کاربرد هر یک از تجهیزات متصل شده به لوگو 8 را نشان می دهد:
پس از انجام سیم بندی های فوق، باید برنامه ای بنویسید تا کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 انجام شود. برنامه نویسان مختلف روش های متفاوتی برای این کار پیشنهاد می کنند. حتی نوع زبان برنامه نویسی انتخاب شده ممکن است متفاوت باشد.
شکل زیر نمونه بلوک دیاگرام برنامه کنترل تهویه مطبوع با فن را نشان می دهد:
مزایای کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8
همانطور که در بخش های قبل اشاره کردیم، کنترل سیستم تهویه مطبوع را می توان به کمک مدار فرمان رله ای و همچنین به کمک لوگو 8 انجام داد. در بخش قبل نحوه سیم بندی حالت های مختلف پروژه را بررسی کردیم. استفاده از لوگو 8 برای کنترل سیستم تهویه مطبوع مزایایی دارد که ما را به سمت انتخاب این روش سوق می دهد. از جمله مهمترین مزایای کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش نیاز به استفاده از کنتاکتور و تجهیزات سوئیچینگ
- امکان پیاده سازی طرح های کنترلی متنوع با تغییر برنامه لوگو
- کاهش فضای اشغال شده در تابلو برق و کوچک شدن ابعاد تابلو
- قابلیت افزودن ورودی و خروجی به کمک ماژول های افزایشی و ارتقا قابلیت های سیستم
- قابلیت اتصال لوگو 8 به درایو زیمنس و کنترل فن های بزرگتر
- و …
ترکیب راه انداز و لوگو 8 برای کنترل تهویه مطبوع
موتورهای الکتریکی در لحظه شروع به کار چالش های ویژه ای دارند. بزرگترین چالش راه اندازی موتورها، جریان هجومی است که در لحظه شروع به کار از شبکه می کشند. بزرگی این جریان گاهی اوقات تا حدی است که حتی می تواند منجر به افت ولتاژ خط شود. چالش دیگری که در راه اندازی و توقف موتورها قابل بررسی است، تنش های مکانیکی ناشی از تغییر وضعیت ناگهانی موتور است.
چنانچه قصد کنترل تهویه مطبوع یک مکان بزرگ با لوگو 8 را داشته باشید، یا به عبارت دیگر نیاز به کنترل فن های بزرگ داشته باشید، با این چالش ها مواجه خواهید شد. در مقاله روش های راه اندازی موتور سه فاز به بیان روش های مختلفی که برای غلبه بر این چالش ها وجود دارد پر داخته ایم.
به صورت خلاصه استفاده از سافت استارتر زیمنس و درایو زیمنس برای غلبه بر این چالش ها توصیه می شود. برخی از نمونه های راه انداز نرم از جمله سافت استارتر 3RW40 زیمنس قابلیت توقف نرم موتور را نیز دارند. راه انداز نرم در لحظه شروع به کار ولتاژ موتور را به صورت خطی از صفر تا مقدار نامی افزایش می دهد. با این روش موتور به آرامی شروع به کار کرده و چالش های راه اندازی برطرف می شوند. در لحظه توقف موتور نیز ولتاژ موتور به آرامی صفر می شود.
اما برای کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 در مکان های بزرگ می توان از درایو نیز استفاده کرد. درایوها علاوه بر رفع چالش های راه اندازی و توقف موتور، امکان کنترل دقیق عملکرد موتور در هر لحظه را فراهم می کنند. به عنوان مثال با استفاده از درایو می توانید متناسب با کیفیت هوا، سرعت فن ها را تنظیم کنید. درایو V20 زیمنس از جمله نمونه های پرکاربرد این تجهیزات است که انتخابی مناسب برای کنترل فن به شمار می رود.
جمع بندی
تهویه در محیط های صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است. کیفیت هوا و تهویه تاثیر مستقیم روی عملکرد افراد و سیستم های در حال کار دارد. اهمیت بالای این موضوع سبب شده سیستم تهویه به یکی از بخش های ضروری و اساسی محیط های صنعتی تبدیل شود. بسته به ابعاد محیط و نیاز تهویه ای، از تجهیزات مختلفی برای اینکار انجام می شود. مهمترین عاملی که در پیاده سازی سیستم تهویه باید مورد توجه قرار بگیرد، کنترل عملکرد سیستم است.
در این مقاله به بررسی کنترل تهویه مطبوع با لوگو 8 زیمنس پرداختیم. قابلیت های لوگو 8 آن را برای استفاده در این پروژه به یک گزینه ایده آل تبدیل کرده است. همچنین در صورتی که نیاز به استفاده از فن های بزرگ دارید، به منظور کاهش مصرف انرژی، رفع چالش های راه اندازی و توقف موتور الکتریکی و … می توانید از درایو فرکانس متغیر و سافت استارتر استفاده کنید. همین الان با مراجعه به فروشگاه زیمنس کالا، لوگو 8 و درایو یا سافت استارتر مورد نیاز خود را با ضمانت اصالت کالا و خدمات پس از فروش سفارش دهید.