Автоматическая дистанционная gsm-система управления отоплением: схемы и примеры

Советы экспертов: как обезопасить себя от поломок контроллера

Ремонт блоков управления газовых котлов – явление не частое. Однако прежде чем совершить покупку оборудования определённого производителя, поинтересуйтесь, есть ли в вашем регионе его сервисные центры.

Чтобы обезопасить себя от неприятностей в неподходящий момент, следует с помощью специалистов проводить осмотр котла до и после отопительного сезона. Защитить электроконтроллер от скачков давления поможет стабилизатор напряжения в сети, тем самым обезопасив прибор от поломки.

Предупредить возможные поломки блока управления можно при первом же его запуске в работу. Система блока сложная и по-своему хрупкая, настройки могут сбиться при перевозке или сборке оборудования. Поэтому при установке тщательно проверяют сначала все тонкости, связанные с проводкой, подачей воды и газа, а затем проверяют работу датчиков БУ.

Последние модели контроллеров доведены практически до полной самостоятельности. Блок управления газовым котлом сообщает о неисправностях при помощи индикаторов, как можно видеть на схеме ниже.

Заметив любой сбой, даже незначительный, лучше сразу вызвать специалиста по обслуживанию котлов, этим вы предупредите серьёзную поломку и убережёте себя от более серьёзных проблем.

Отопительные приборы часто становятся объектами экспериментов, результатом которых являются сушители полотенец например. На технологическом конкурсе в 2007 году в США среди различных конструкций можно было увидеть радиатор в виде стеллажа из вешалок, сконструированный в форме стула с обогревом сиденья.

Современное оборудование отопления для дома максимально удобно для пользователей. Задав необходимые параметры устройству, не нужно постоянно контролировать его работу, положившись на автоматический режим. А своевременная диагностика обогревательных устройств позволит избежать неприятностей из-за некорректной работы или поломок.

С примером установки контроллера можно ознакомиться в видеоматериале:

Особенности ПЛК Vision230

Рис. 1. ПЛК серии Vision230 компании Unitronics

Сфера применения ПЛК V230 весьма разнообразна, так как структура и исполнение контроллеров позволяют использовать их в широком климатическом диапазоне, а также в системах, разнесенных в пространстве. ПЛК представляет собой устройство, объединяющее в одном корпусе контроллер и панель управления с графическим монохромным дисплеем размером 3,23 разрешением 128х64 точки и буквенно-цифровой клавиатурой из 24 клавиш (рис. 1). Конструкция прибора предусматривает подключение модулей расширения интегрированного или внешнего исполнения, что позволяет реализовать самые разнообразные варианты схем автоматики с применением цифровых и аналоговых средств автоматизации.

V230 является одной из младших моделей линейки Vision, выпускается довольно давно, его цена сравнительно невысока, однако вычислительных и функциональных возможностей вполне хватает для относительно несложных задач по управлению рабочими процессами в автоматизированной котельной.

Основные функции, возложенные на ПЛК инженерами-разработчиками для среднестатистической комплектации типовой модульной котельной:

контроль нескольких аналоговых датчиков давлений и температур воды и газа, индикация текущих значений на дисплее;
контроль состояния дискретных датчиков котельной (контакты клапанов, насосов, датчики уровня, пожарные и охранные шлейфы, детекторы загазованности, аварийные модули котлов и т. д.);
управление циркуляционными насосами, насосами ГВС и прочими в автоматическом (по временной программе) или ручном режиме, контроль состояния двигателей, ввод резерва при необходимости;
управление линиями подпитки, включение подпиточных насосов, клапанов при снижении давления воды в контурах отопления;
управление газовым клапаном, контроль состояния датчика положения клапана при наличии;
контроль уровня дизельного топлива в топливных емкостях, управление клапанами наполнения топливных баков и подачи топлива к горелкам; графическое отображение уровня топлива;
контроль наличия напряжения питания ~220/380 В (при работе в комплексе с ИБП);
функция перевода контроллера в режим охраны при отсутствии в котельной постоянного обслуживающего персонала с изменением логики работы охранных шлейфов;
автоматическое управление трехходовым клапаном в контуре отопления по принципу погодного регулирования с помощью датчиков температуры воды и внешнего воздуха (реализация алгоритма зависимости теплоносителя от внешней температуры позволяет существенно экономить топливо, а значит, и затраты на отопление);
автоматическое каскадное управление отопительными котлами с применением сетевой структуры на основе простейшего протокола CANbus;
формирование и обработка аварийных событий, регистрируемых по дискретным и аналоговым входам модулей расширения ПЛК, индикация сообщений об аварии, включение звуковой сигнализации, отправка сообщения на пульт оператора и управление исполнительными устройствами в аварийном режиме в соответствии с программным алгоритмом управления, заданным разработчиками;
возможность интеграции в SCADA-системы и т. п.

Это список можно дополнить, однако и так очевидно, что ПЛК V230, несмотря на невысокую стоимость, по набору функциональных возможностей полностью соответствует установленным критериям. К тому же ПЛК является свободно программируемым устройством, что позволяет строить на его основе схемы управления практически любой сложности.

Особенности и свойства

GSM управление котлом отопления имеет следующие возможности:

обеспечить в доме необходимый температурный режим в любое время года, причем для изменения температуры нет необходимости находиться вблизи от котла;
на расстоянии подготовить дом к приезду хозяев, установив там комфортную температуру (даже если здание пустовало в течение нескольких недель, его хозяевам и гостям не придется возвращаться в холодное помещение);
в зимний период предотвратить замерзание труб и последующую их разгерметизацию при неожиданных морозах — можно находясь вдалеке от дома повысить температуру в котле, просто послав сообщение;
обеспечить дистанционный контроль за исправностью установленной системы обогрева — при сбоях приходят сообщения;
в кратчайшие сроки работу отопления при возникших аварийных ситуациях;
обеспечить максимальную экономию топлива;
увеличить сроки функционирования газового котла — за счет своевременного реагирования на аварийные ситуации.

То есть GSM-управление отоплением по телефону или через Интернет обеспечивает на даче или в частном доме недоступный ранее уровень комфорта. Этот девайс полезен тем, у кого работа связана с частыми отлучками, кто часто отлучается, некому постоянно следить за состоянием отопления.

Программаторы и терморегуляторы – основные элементы управления отоплением

Программатор отопления

Для организации автономного теплоснабжения понадобятся электронные устройства. Они могут иметь пульт управления котлом отопления, возможность одновременного изменения паромеров в нескольких подключаемых компонентах.

Эти устройства называются программаторами или электронными терморегуляторами. Как и другие аналогичные приборы, они могут иметь управление отоплением по СМС или интернет. Но это лишь дополнительные функции. Для выбора оптимальной модели необходимо знать основные функциональные качества программатора:

Число подключаемых контуров. Может варьировать от 1-го до 12. Дополнительно устанавливается модуль для увеличения количества разъемов;
Режимы работы системы. В зависимости от настроек можно устанавливать управление радиаторами отопления в экономичном режиме, нормальном и комфортном;
Подключаемый модуль – управление отоплением по телефону. GSM станция передает требуемую информацию через СМС – температуру теплоносителя, оповещение об аварийном режиме и т.д.;
Наличие радиопередатчиков для создания беспроводных каналов связи между подключаемыми компонентами отопления.

Подключение программатора к котлу

Но помимо локальных устройств есть и зональные, устанавливаемые на конкретные компоненты – котлы, радиаторы. Осуществляя управление отоплением через интернет с помощью этих приборов, можно регулировать степень нагрева воды в системе, температурный режим в конкретной батарее. Зачастую такие устройства называют не программаторами, а электронными терморегуляторами.

Они отличаются более доступной стоимостью и простотой монтажа. Для терморегуляторов не нужен шкаф управления отоплением, что снижает трудоемкость обустройства. В некоторых случаях возможно подключение нескольких терморегуляторов к единому блоку управления.

Что нужно учитывать при составлении бюджета «умного» отопления? Помимо стоимости управляющего элемента нужно знать ориентировочную цену на расходные материалы – коммуникационные провода, щит управления отоплением. Последний необходим при установке системы из нескольких блоков – программатора, GSM модуля, расширительных планок для дополнительных контакторов.

Модель	Назначение	Стоимость, руб.
Computherm Q3	Проводной терморегулятор	1625
Computherm Q3 RF	Беспроводной терморегулятор	3367
PROTHERM Kromschroder E8.4401	Программатор. Управление 4-мя котлами, ГВС, 15 контурами отопления	34533
Щит управления отоплением	УЗО, блоки контроля котла, подключение к датчикам температуры	От 7000

Также важно учитывать месторасположение – ящик управления отоплением должен быть установлен в доступном месте. Не рекомендуется его монтаж в котельной, хотя по трудоемкости это самый простой вариант

Лучше всего выполнить монтаж в жилой комнате. Тогда будет возможность намного чаще контролировать и изменять параметры системы.

Переоснащение котлов

Кто-то по прочтении нашей статьи еще успеет дать задание поставщикам отопительной системы использовать котел с современной автоматикой. А как быть тому, кто уже имеет надежный импортный котел со стандартной панелью управления или отечественное устройство вообще без системы регулирования, но желает оснастить его современной погодозависимой автоматикой?

Прежде всего, хотелось бы посоветовать обратиться в компанию, торгующую котлами вашей марки. Практически каждая серьезная фирма-производитель отопительного оборудования имеет в своем ассортименте подобную автоматику. Но если таковую найти не удается или если ее параметры не позволяют решать задачи, поставленные заказчиком, приходится подбирать систему другого производителя.

Существуют два варианта переоснащения котлов. Первый предполагает автоматическое управление всеми компонентами системы. При этом достигается высокая степень автоматизации и существенное снижение потребления топлива. К сожалению, оснастить котлы по первому варианту не всегда возможно. Трудно поддаются такой модернизации системы с атмосферной горелкой. Например, популярные отечественные котлы АГВ оборудованы горелкой с «вечным» пламенем, зажигаемым вручную, что не дает возможности автоматизировать процесс горения. Для таких случаев предусмотрен второй вариант оснащения, предполагающий поддержание температуры в отопительных контурах автоматически с помощью исполнительных устройств. Котел при таком варианте будет работать с постоянной, как правило максимальной, температурой подающей линии и как бы «жить своей жизнью», а отопительные контуры, управляемые контроллером — своей.

Выпускающиеся контроллеры предназначены для установки на все виды котельного оборудования, снабженного как дутьевыми, так и атмосферными горелками. Конечно, следует отметить, что переоснастить котел самостоятельно вряд ли удастся, такую работу необходимо поручить специалисту надежной фирмы, имеющей опыт подобных модернизаций.

В заключение хотелось бы отметить, что приобретение современной автоматики — это совсем не дань моде, а выгодное вложение денежных средств.

опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

GSM МОДУЛИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗА ОТОПЛЕНИЕМ

Среди всего оборудования для обеспечения дистанционного управления отоплением следует выделить GSM модуль. Как уже было сказано, он собирает информацию с отопительных приборов, передает ее пользователю и получает указания от него. От правильного выбора GSM модуля зависит эффективность работы всей системы «Умное отопление».

Итак, обращайте внимание на то, сколько GSM модуль поддерживает термодатчиков. Логично, что чем больше зон вы собираетесь контролировать, тем больше необходимо датчиков. Уточняйте, в каких диапазонах температур он может функционировать

Гораздо интереснее выглядят модули, которые могут работать совместно с различными охранными датчиками и сигнализациями, но и стоят они дороже

Уточняйте, в каких диапазонах температур он может функционировать. Гораздо интереснее выглядят модули, которые могут работать совместно с различными охранными датчиками и сигнализациями, но и стоят они дороже.

Выбирайте модели, которые имеют автономный источник питания

Особое внимание уделите количеству номеров, с которых может вестись управление отоплением. Все чаще встречаются приборы с самыми разными возможностями, например, GSM сигнализации, но нужны они далеко не каждому пользователю. Если приобретается система для котлов, то ищите специальную пометку

Для полноценной системы вам останется отдельно докупить реле и нужные датчики (часто идут в комплекте)

Если приобретается система для котлов, то ищите специальную пометку. Для полноценной системы вам останется отдельно докупить реле и нужные датчики (часто идут в комплекте).

Если говорить о примерах систем, то в первую очередь стоит остановиться на решениях «Кситал» отечественного производства. Это универсальные GSM блоки, которые отлично подойдут для реализации систем контроля и дистанционного управления отоплением.

Они не отличаются красивым дизайном, но это и не главное в таких устройствах. Зато «Кситал» имеет пару интересных особенностей. Во-первых, системы поддерживают работу с двумя SIM-картами – закончились деньги на одной, в работу включается другая. Во-вторых, «Кситал» получили собственную систему защиты от глушения сигнала GSM.

Система имеет все необходимые разъемы для подключения разного оборудования, если планируете использовать ее с котлом, то ищите модель с приставкой «Т». Стоимость «Кситал GSM» колеблется от 6000 до 10000 рублей.

Еще одним качественным модулем GSM является система «Часовой» тоже российского производства. В целом, мало чем отличается от «Кситал». Выполняет все те же функции, имеет ряд особенностей, которые сделают контроль и управление еще более простыми.

К примеру, система позволяет подключать, помимо отопления, другие подсистемы (пожарные сигнализации, видеонаблюдение и т.д.). Имеет специальное приложение для смартфонов, обеспечивая удобный контроль, есть линейка специально для котлов. Цена примерно такая же – 6000-8000 рублей.

Выбор контроллера отопления

Пример схемы подключения контроллера

В каких случаях нужно монтировать контроллер управления отоплением? Прежде всего, это устройство необходимо при частых отсутствиях в доме или квартире жильцов. Подключив электронный блок к внешним датчикам температуры (на улице и в помещении) и клеммам управления котла, можно с помощью встроенного программного комплекса настроить автоматическое изменение интенсивности функционирования горелки.

Как выбрать оптимальные контроллеры для систем отопления? Самый простой вариант – проконсультироваться у специалистов. Но в настоящее время сложно найти таковых, так как этот продукт относительно новый. Поэтому рекомендуется сначала самостоятельно изучить основные параметры выбора:

При сравнении контроллера для котла отопления следует убедиться, что установленное оборудование имеет возможность подключения к управляющему блоку. Чаще всего котел характеризуется одноступенчатым или двухступенчатым внешним управлением. Это относится только к газовым моделям – согласование с твердотопливными невозможно;
Количество управляемых компонентов. Для контроллера отопления Honeywell это значение может достигать 15 в зависимости от конкретной модели;
Наличие GPS блока. Как было сказано выше – такая функция дает возможность дистанционного управления отоплением;
Периодичность обновления программного обеспечения. Современный контроллер систем отопления и ГВС ТРМ 32 может быть подключен непосредственно к компьютеру. На сайте производителя всегда можно найти последнюю версию ПО.

Дополнительной функцией является регулировка работы компонентов согласно настроенному отопительному графику. Такая возможность предусмотрена в контроллере отопления Овен

Также следует обращать внимание на точность измерений. В профессиональных моделях этот показатель не должен превышать ±0,01 шкалы

УПРАВЛЕНИЕ КОТЛОМ ПО GSM

Несколько иначе реализуется дистанционное управление котлами, будь то газовые или электрические. Здесь мы имеем дело с теплоносителем, который и обеспечивает определенную температуру в жилище. Как правило для этих целей, используется вода, реже – антифриз, этиленгликоль и другое.

Учитывайте, что для наиболее эффективного использования узла GSM необходим котел с цифровым управлением.

В результате остановки работы котла велика вероятность разморозки системы, что влечет за собой нежелательные последствия. Кроме того, трубы могут быть повреждены, что приведет к затоплению помещений

Поэтому крайне важно, чтобы пользователь получал уведомления о выключении котла

Исходя из этого, необходимо реализовать контроль подачи газа или энергии и состояния температуры теплоносителя. Вообще, можно сэкономить, установив оборудование для котла, сравнимое с тем, что было описано чуть выше, добавив только термометр для измерения температуры воды. Задав алгоритм поддержания определенной температуры, хозяин будет оповещен, если она резко понизится – значит, что-то не так с котлом или подачей газа/электричества.

Однако рекомендуется приобретать специальные решения для котлов (они обычно помечаются), чтобы быть в курсе любого изменения. Сюда могут входить различные датчики, например угарного газа, сигнализации о наличии или отсутствии газа/электроэнергии, можно даже датчик давления приобрести.

Желательно использовать автономный источник питания, чтобы получать информацию о работе котла в моменты перебоев электропитания. Продвинутые решения могут определять протечки и поломки котла.

Автоматика для твердотопливных котлов

Автоматика частично принимает управление котлом на себя, обеспечивая подачу топлива, воздуха

Отдельно рассматриваются твердотопливные котлы, оснащенные приспособлениями и механизмами, частично снимающими нагрузку с оператора. Автоматика для твердотопливных котлов, прежде всего, представлена механизмом принудительной подачи топлива в камеру сгорания. Указанная возможность чаще всего реализуется в агрегатах, работающих на пеллетах или гранулах, получаемых из отходов древесины.

Котельное оборудование с автоматической подачей топлива – одно из самых эффективных; его реальный КПД достигает порой 80-85%, что объясняется полным сжиганием заложенных порций горючего. Такой подход гарантирует чистоту и порядок при эксплуатации устройства, так как топливо просто засыпается в бункер, откуда подается в камеру. Контроллер для твердотопливных котлов управляет основными процессами, включая регулировку подачи воздуха в зону сгорания и дозирование гранул, загружаемых в топку.

При наличии пеллет в приемном бункере агрегат продолжает работать, при их отсутствии он отключается посредством автомата. Дополнительно ко всем описанным функциям твердотопливные агрегаты оборудуются приспособлением, позволяющим чистить зольник без вмешательства человека.

Какими системами можно управлять на расстоянии

Возможность автоматического управления отоплением доступна, если речь идет об автономных двухтрубных системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Это значит, что котел оснащен циркуляционным насосом или такой насос встроен дополнительно в подачу или обратку. При этом максимальная эффективность достигается в системах с коллектором (распределительной гребенкой).

Модули управления GSM позволяют управлять не только котлом отопления, но и другими системами

При этом требуется дооборудование системы блоком безопасности, который работает в авторежиме. Он способен предотвратить негативные последствия при порывах, причиной которых стало избыточное давление. При перегреве пар, создающий высокое давление, выпускается через аварийный клапан.

Дистанционное управление котлом отопления, кроме платы управления, включается в себя:

приборы, измеряющие температуру воды в системе;
датчики давления;
устройства, контролирующие уровень воды.

Есть и более сложные модели, которые способны подстраивать работу системы под изменяющуюся погоду. Для этого на улице устанавливаются дополнительные датчики. Все это «железо» управляется микропроцессором с определенным программным обеспечением. Именно программы и составляют основную долю стоимости, так как оборудование не настолько дорогое.

В систему дистанционного контроля входят датчики температуры, запорно-регулирующая арматура

Все это оборудование для контроля котла отопления на расстоянии монтируется в систему отопления дополнительно. Может устанавливаться как в процессе монтажа системы, так и «встраиваться» в уже готовую. Только учтите, что для дооборудования существующего отопления, необходимы солидные переделки — придется встраивать датчики и регулирующие/запорные устройства (клапана).

Принцип работы автоматики и функциональные возможности

Электронный модуль управляет вентилятором наддува, усиливая горение за счет поступающего кислорода

Перед установкой твердотопливного или газового котла важно понять принцип его действия. Для этого знакомятся с его устройством в части, касающейся автоматического управления

В состав автоматики безопасности котлов работающих на газу, входят два основных узла:

Вентилятор, монтируемый в нижней части изделия на дверце отверстия для притока воздуха (так называемого “поддувала”) или на зольнике. Прибор предназначается для нагнетания воздуха к месту сгорания топлива, от объемов которого зависит интенсивность процесса.
Контроллер или электронный модуль управления, определяющий скорость вращения вентилятора и другие параметры системы.

Контроллер и вентилятор приобретаются в комплекте либо по отдельности, но работают только во взаимосвязанной паре. Большинство электронных модулей имеет возможность управлять работой циркуляционного насоса и дымоотвода. В некоторых моделях предусмотрена опция их включения по команде с комнатного термостата.

В основу работы автоматики заложен принцип расширения металлических веществ при постепенном повышении температуры. Встроенный в систему чувствительный датчик при нагреве изменяет исходные размеры и механически прикрывает поддувало, снижая интенсивность сгорания топлива и наоборот. Такой регулятор тяги устанавливается при изготовлении оборудования, а после настройки позволяет поддерживать задаваемый пользователем режим.

Понимание сути функционирования агрегата позволяет сформулировать основные задачи управляющей электроники:

обеспечение оптимальной температуры в отопительных контурах системы;
контроль режимов работы основных узлов обогревающего оборудования;
поддержание нужной температуры нагрева ГВС;
возможность включения и выключения действующего оборудования по команде с удаленного пульта;
снижение расхода твердого топлива или отработки, загружаемых и заливаемых в бункеры и емкости котельных агрегатов.

Выбор оборудования

Мониторинг выпускаемой продукции в секторе рынка теплоснабжения свидетельствует о том, что постепенно формируется запрос на высокотехнологичные системы автоматики котельных с расширенными сетевыми функциями и улучшенной визуализацией процессов и параметров. Очевидно, уровень компетенции заказчиков с технической стороны также претерпел существенные изменения в сторону развития за последние два-три года. Повсеместно в технических заданиях на проектирование модульных котельных присутствуют требования к системам автоматики в части обеспечения высокого уровня надежности. Все чаще вводятся такие полезные функции, как каскадное управление котлами и насосными группами, ПИД-регулирование, Ethernet-интерфейсы, GSM-диспетчеризация, протоколирование событий и т. д.

После очередного проведенного анализа предложений средств автоматизации по направлению теплоснабжения, водоснабжения и отопления на российском рынке, сопоставления стоимости и функциональных возможностей представленного оборудования, в компании ООО «ТФС» было принято решение в пользу разработки собственной системы автоматики для применения в котельных. В начале 2012 г. инженеры отдела автоматизации приступили к разработке новой системы автоматики котельной.

При проектировании системы для применения в модульных котельных был принят принцип централизованного управления процессами. При этом для минимизации габаритов, что необходимо в условиях модульной котельной, при проектировании предусматривалось размещение силовой и слаботочной частей системы, а также средств диспетчеризации физически в одном шкафу. При этом функции контроля параметров котельной и управления устройствами предполагалось возложить на центральное устройство — программируемый логический контроллер (ПЛК). Для визуализации процессов было решено использовать панель оператора. В качестве устройства диспетчеризации был выбран GSM-терминал серии ТС65, подключаемый к контроллеру посредством порта RS-232. В отдельных случаях предусматривалось применение радиомодемов с использованием дополнительного модуля расширения контроллера.

ПЛК — центральное устройство управления и контроля котельной, поэтому при выборе прибора из номенклатуры, представленной производителями контроллеров и средств автоматизации на российском рынке, были сформированы основные критерии:

успешный опыт применения в смежных отраслях на протяжении длительного времени;
высокое качество исполнения;
наличие российской сертификации для применения в сфере теплоснабжения;
функциональность, соответствующая комплектации типовой котельной с возможностью расширения (количество точек коммутации и портов должно соответствовать количеству подключаемых устройств или иметь небольшой запас);
возможность построения сетей передачи данных;
возможность подключения операторской панели управления с графическим дисплеем, предпочтительно того же производителя;
широкая номенклатура дополнительных модулей расширения различного назначения для ПЛК;
разумная ценовая политика производителя;
регулярные поставки в сжатые сроки.

В соответствии с этими требованиями был выбран ПЛК компании Unitronics серии Vision230 (V230). Официальным представителем Unitronics в России является ЗАО «Клинкманн СПб», имеющее представительства в крупных городах России и Восточной Европы.