Автоматизація котельні та HVAC на базі ПЛК
Котельні та системи вентиляції (HVAC) — другий за популярністю об'єкт автоматизації після насосних станцій. ПЛК тут керує пальниками, циркуляційними насосами, триходовими клапанами, вентиляторами — і все це з ПІД-регулюванням температури та тиску.
Типова котельня на 2-3 котли потребує 30-60 I/O точок, 4-8 аналогових каналів (температура подачі, зворотки, зовнішнього повітря, тиск) та зв'язок із HMI-панеллю для оператора. Ми робили десятки таких об'єктів на Siemens S7-1200 та Delta DVP.
Задачі ПЛК у котельні
- ПІД-регулювання температури: подача теплоносія за графіком (залежно від зовнішньої температури)
- Каскадне керування котлами: автоматичне підключення/відключення котлів залежно від навантаження
- Керування пальниками: послідовність розпалювання, контроль полум'я, захисти
- Циркуляційні насоси: пуск/стоп, ротація, захист від сухого ходу
- Триходові клапани: аналогове керування (0-10 В) для змішування потоків
- Облік тепла: зчитування теплолічильників через Modbus
Датчики для котельні
| Параметр | Тип датчика | Вихід | Модуль ПЛК |
|---|---|---|---|
| Температура подачі | Pt100 / Pt1000 | Опір | RTD-модуль (DVP-04PT) |
| Температура зовні | Pt100 або NTC | Опір | RTD-модуль |
| Тиск у системі | Датчик тиску | 4-20 мА | AI-модуль (DVP-04AD) |
| Тиск газу | Датчик тиску газу | 4-20 мА | AI-модуль |
| Наявність полум'я | Іонізаційний або UV | Дискретний | DI |
| Загазованість | Газоаналізатор | 4-20 мА або дискретний | AI або DI |
HVAC: вентиляція та кондиціонування
Для систем HVAC ПЛК керує припливно-витяжними установками (ПВУ): вентилятори, повітряні заслінки, нагрівачі, охолоджувачі, рекуператори.
- Припливний вентилятор: частотне регулювання через частотник
- Заслінки: сервоприводи з 0-10 В або on/off
- Водяний нагрівач: триходовий клапан + ПІД по температурі припливу
- Рекуператор: керування обвідним клапаном залежно від температури
- Фільтр: контроль перепаду тиску (датчик ΔP) → сигнал заміни
Вибір ПЛК для котельні / HVAC
Для типової котельні на 2 котли:
- Бюджет: Delta DVP-SA2 + DVP-04PT (температура) + DVP-04AD (тиск) — від $400
- Стандарт: Siemens S7-1214C + SM 1231 RTD + SM 1231 AI — від $800
Для HVAC (припливно-витяжна установка): S7-1212C + модуль AO для клапанів + RS-485 для частотників.
Поширені запитання
Який ПЛК для газової котельні?
Siemens S7-1200 або Delta DVP-SA2. Для газових котлів потрібні спеціалізовані блоки керування пальниками (Honeywell, Siemens), ПЛК координує їх роботу через дискретні сигнали.
Чи потрібен Safety-контролер для котельні?
Для промислових газових котлів — так, згідно з нормами. Siemens F-CPU або окремий контролер безпеки. Для малих котелень (побутовий рівень) — достатньо стандартних захистів.
Як реалізувати погодозалежне регулювання?
Датчик зовнішньої температури → ПЛК обраховує бажану температуру подачі за кривою опалення → ПІД керує триходовим клапаном або модуляцією пальника.
Скільки аналогових каналів потрібно для HVAC?
Типова ПВУ: 3-4 AI (температура припливу, витяжки, зовні, ΔP фільтра) + 2-3 AO (клапан нагрівача, клапан рекуператора, частота вентилятора). Разом — 5-7 аналогових каналів.
Чи можна керувати котельнею дистанційно?
Так. Через Ethernet або GSM-модем. Оператор бачить температури, тиск, стан обладнання на HMI або через веб-інтерфейс S7-1200.
Підсумок
Котельня та HVAC — об'єкти з великою кількістю аналогових сигналів та ПІД-контурів. Обирайте ПЛК із достатньою кількістю аналогових модулів та RTD-входами для температурних датчиків. Siemens S7-1200 — стандартне рішення, Delta DVP-SA2 — бюджетна альтернатива.
