Automatika řízení MiVE v ostrovním systému.
Jak zabezpečit automatický provoz mikrovodní elektrárny?
Vzhledem k vyřešené regulaci otáček a výkonu pomocí regulátoru,tak jak popisuji
na jiném místě. Zbývá nám udržet správnou hladinu vody na vstupu do potrubí.
Správná hladina je taková, aby se nám do potrubí nepřisával vzduch,netvořil se
vír a mělo by být pravidlem, že na jezu určitá část vody přepadá pro zachování
života v korytě pod jezem. Jinak řečeno, musíme vyřešit hladinovou regulaci. Dle
množství vody na přítoku potřebujeme manipulovat klapkou dýzy tak aby průtok
turbínou odpovídal množství přitékající vody v korytě na vstupu do potrubí.
Za tímto účelem jsem použil volně programovatelné PLC AMiNi4DS s LCD displejem a
několika tlačítky ovládání. Pro toto PLC jsem naprogramoval vlastní sw a pomocí
PID regulátoru zajišťuji pohyb klapky. Výšku hladiny měří ultrazvukový snímač s
výstupem 4-20mA. Pohyb klapky zajišťuje lineární pohon BELIMO SH24A300 450N.
V 95% turbína funguje v režimu hladinové regulace. Ve 4% po dobu extrémního
sucha, mi pak PLC umožňuje fungovat v tzv. režimu cyklů. To je tak, že při velmi
malém průtoku, kdy by byla turbína příliš zavřená a výkon téměř nulový, zavře se
úplně a počká až dosáhne hladina maximální hodnoty. Poté se klapka otevře na
zadané procento otevření a je otevřená tak dlouho dokud hladina nepoklesne na
určitou mez.Při dosažení minimální hladiny se klapka opět zavře. Tímto způsobem
zužitkuji i velmi malé průtoky. V tom zbývajícím 1% pak turbína pracuje v tzv.
režimu ochrany zámrzu. Turbínu mám nainstalovanou venku a za určitých okolností
by mohlo dojít k zamrznutí. Při stálém průtoku však teplota vody zamrznutí
nedovolí. Tento "zámrzný" režim se spustí automaticky při poklesu teploty pod
zadanou hodnotu, kdy se vypnou všechny režimy a servopohon nastaví klapku do
takové polohy aby bylo potrubí plně zahlceno a turbínou protékalo dostatečné
množství vody. Mám odzkoušeno, že toto spolehlivě funguje i při -25°C. Viz zimní
fotografie turbíny.
Jelikož na PLC zůstaly ještě nějaké vstupy a výstupy volné, využil jsem je k
automatizaci odběru elektřiny a ke sledování celého systému řízení.
Automatika spotřeby.
Pomocí čtyř releových výstupů spínám nebo odpínám spotřebiče (odběrná místa) dle
stavu akumulátoru.Hloubku nabití sleduji dle napětí. Při 13,5V sepne první
odběrné místo. Při napětí 14V druhé ... při 14,5V třetí atd. Odpínání funguje na
stejném principu v opačném pořadí.Ještě bych měl uvést na pravou míru, že to
není tak, že při poklesu napětí nesvítím v kuchyni, ale přepínám mezi
distribuční sítí a MiVE.
Již jsem se zmínil, že systém také monitoruji. Pomocí všemožných snímačů
sleduji:
Proud dodávaný turbínou, proud odebíraný, okamžitý příkon a výkon,otáčky,
průtok, výšku hladiny,aktuální činný spád. PLC mi pak slouží i jako elektroměr
pro měření příkonu a odběru v kWh nebo ve Wh.
Abych nezapoměl, mám ošetřeny i alarmové stavy. Nejenže je chybový stav
vyhodnocen a oznámen, PLC provede i určitou akci, která zabrání případným dalším
škodám. Těch chyb může nastat celá řada od vadného čidla snímače teploty až po
závadu na servopohonu. Například pokud zapomenu aktivovat zámrzný systém nebo
mám chybně zadané hodnoty začne to na mne blikat a nepřestane dokud to
nenapravím.
S ŘS komunikuji po místní síti LAN v houpacím křesle v obývacím pokoji. Na PC
pak mohu vše monitorovat a parametrizovat.
A opět něco obrázků pro lepší představu.
|
|
|
|
|
|
|
|