Rakennusautomaatio Jarmo Tapio 1 Sislt 2 Virtapiiri http

Rakennusautomaatio Jarmo Tapio 1

Sisältö 2

Virtapiiri http: //opettajatv. yle. fi/teemat/aine/18/100/m 621/S%C 3%A 4 hk%C 3%B 6+%28 FY 6%29 3

http: //opettajatv. yle. fi/teemat/aine/18/100/m 1366/S%C 3%A 4 hk%C 3%B 6+%28 FY 6%29 4

Vastus lämpötilamittarina 5

Tehtävä: lämpötilan mittaus • Piirrä virtapiiri auton jäähdytysnesteen mittauspiiristä: – Lämpötila-anturina käytetään edellisen sivun NTCvastusta. – Akun jännite on 12 V. – Lämpömittarina on ampeerimittari. • Mittarin lukema on 2 m. A (0, 002 A). Mikä on nesteen lämpötila? 6

Sähkömagneetti • Virtapiirin virta aiheuttaa sähköjohdon ympärille magneettikentän. • Kenttä on heikko, mutta sitä voidaan vahvistaa kiertämällä johdin käämiksi. • Kiertämällä käämi rautasydämen ympärille saamme sähkömagneetin. • Sähkömagneetin magneettisuus voidaan kytkeä päälle ja pois http: //www. youtube. com/watch? v=n. Pj. Aue. JGdz. A&feature=related 7

Rele ja kontaktori • Rele on sähkömekaaninen kytkin, jonka toiminta perustuu sähkömagneettiin: – Kun releen käämiin kytketään virta, se synnyttää magneettikentän, joka vetää releen liikkuvan kärjen kiinni paikallaan olevaan kontaktiin. Kun releeltä katkaistaan ohjausjännite, kärki palaa jousivoimalla lepoasentoon • Releessä voi olla yksi tai useampia koskettimia. – Sulkeutuva kosketin (NO, Normally Open) päästää virran kulkemaan, kun rele vetää. – Avautuva kosketin (NC, Normally Closed) katkaisee virran releen vetäessä. – Suuria 3 -vaihelaitteiden ohjaukseen tarkoitettuja releitä kutsutaan kontaktoreiksi. 8

DC-moottori

Tehtävä • Laadi auton sähkötoimisen ikkunannostimen virtapiiri. M 10

Automaatio • Automaattisesti toimivat laitteet voidaan luokitella ohjaus- ja säätöjärjestelmiksi: • Ohjausjärjestelmä toimii samalla tavalla koko ajan. – Esimerkiksi kello-ohjattu autolämmitystolppa antaa sähköä ennalta asetettuna aikana. • Säätöjärjestelmälle on tunnusomaista takaisinkytkentä: mittausanturi tarkkailee järjestelmää ja säädin muuttaa ohjausta mittausdatan perusteella. – Esimerkiksi sähkölämmityksen huonetermostaatti toimii takaisinkytkennän periaatteiden mukaisesti. Kun lämpötila saavuttaa termostaatin asetusarvon, lämmitysvastus kytkeytyy pois päältä. Kun lämpötila laskee liikaa, lämmitysvastus kytkeytyy jälleen päälle. 11

Säätöventtiili • Säätöventtiili voi olla 2 -tieventtiili tai 3 -tieventtiili. • Sekoitusventtiilinä toimiessaan vesi menee sisään aukoista 3 ja 2, ja tulee ulos aukosta 1. Venttiilin karan liikkuessa alapäin avautuu kattilasta tulevan kuuman veden virtausaukko ja pattereilta palaavan viilenneen veden virtausaukko pienenee. • Venttiilin piirrosmerkissä aina aukioleva haara on valkoinen ja säätyvät haarat ovat mustia. • Merkitse viereisen kolmitieventtiilin haarojen numerointi piirrosmerkkiin. 12

Lämmitysjärjestelmä • • • Lämmöntarve riippuu ulkolämpötilasta. Talonmies kääntää 3 tiesekoitusventtiiliä ulkolämpötilan mukaan käsin sopivaan asentoon. Käyttöön tehdään seurantataulukko, jossa ulkolämpötilaa (ehkä 5 °C: n porrastuksin) vastaa sekoitusventtiilin asentoa Ulkolämpötila Venttiilin asento 13

Yksikkösäädin • Yksikkösäätimellä tarkoitetaan omaan koteloonsa rakennettua erillistä säätölaitetta, joka säätää yhtä säätöpiiriä. • Asennus kolmitiesekoitusventtiiliin: – Kattilan säätöventtiilistä poistetaan käsikäyttönuppi. – Venttiiliin asennetaan sovitinkappale ja työnnetään säädin paikoilleen. – Ulkolämpötilan ja menoveden lämpötilan mittausanturit asennetaan paikoilleen. 14

Säädin • Jos säätökäyräksi valitaan käyrä 4, mikä on pattereille menevän veden lämpötila ulkolämpötilan ollessa -20 °C? 15 • Miten tilanne muuttuu, jos nupista A valitaan +5 °C?

Menoveden säätö ulkolämpötilan mukaan Temperature Element Temperature Controller Element Temperature Valve • • • Presure Indicator Pressure Switch Säätimeen (TC) tulee lämpötilatieto ulkolämpötila-anturilta (TE 2) sekä patteriverkoston menovesianturilta (TE 1). Ulkolämpötilan mittaus (TE 2) muuttaa menoveden lämpötilan (TE 1) asetusarvoa säätimeen valitun säätökäyrän mukaisesti Säädin pitää menoveden lämpötilan asetusarvossa säätämällä kattilan kolmitieventtiiliä (TV). 16

Mikä on säädön ongelma? a) b) c) 17

Kaukolämpö • • • Kaukolämmitys on yleisin lämmitysmuoto Suomessa. Lähes puolet suomalaisista asuu kaukolämmitetyssä talossa. Polttoaineena voimalaitoksissa ja lämpökeskuksissa käytetään maakaasua, turvetta, hiiltä, puuhaketta tai öljyä. Kuuma vesi johdetaan maan alla olevien putkien kautta kiinteistöön. Kaukolämmön virtausputkien materiaali on terästä, ulkokuori on useimmiten muovia. Välissä on polyuretaanista valmistettu eriste. Kaukolämpöputkissa kiertävän veden lämpötila vaihtelee ulkoilman lämpötilan mukaan 115… 75 °C välillä. Kiinteistössä ovat lämmönsiirtimet, joiden kautta lämmitetään pattereille menevä vesi sekä lämmin käyttövesi. 18

Kaukolämpö http: //www. rte. vtt. fi/webdia/kaukolampo/opastus/animaatio/kaukol 3. swf 19

I/O-pisteet säätökaaviossa Säätökaaviossa virtapiirit esitetään yhdellä viivalla. Viiva kuvaa parikaapelia. Kaaviossa osoitetaan kaapelin kytkentäpaikat. VAK • PS K • • M • TE Kosketintietoon (2 -tilaa) perustuvat hälytykset ja tilatiedot liitetään alakeskukseen digitaalisten tulopisteiden avulla, DI (Digital Input) Digitaalisilla lähdöillä, DO (Digital Output), toteutetaan erilaiset on/off-tyyppiset toiminnot, kuten moottorin käynnistys. AO (Analog Output) on säätimeltä lähtevä ohjausviesti. Portaattomalla jänniteviestillä ohjattavat toimilaitteet, kuten säätöventtiilit, liitetään analogisiin lähtöihin. Mittausanturit liitetään alakeskuksen analogisiin tulopisteisiin, AI (Analog Input). 20

VAK Tehtävä: I/O -pisteet • • • Merkitse säätökaavioon kaukolämpöjärjestelmään liittyvät automaation I/O-pisteet: Lämpötilasäädin pitää käyttöveden lämpötilan TE 35 asetusarvossa säätämällä lämpötilamittauksen TE 35 perusteella lämmönsiirtimen moottoriventtiiliä FV 35. Lämpötilasäädin pitää menoveden lämpötilan TE 33 asetusarvossa säätämällä lämpötilamittausten TE 33 ja TE 1 perusteella lämmönsiirtimen moottoriventtiiliä FV 33. Ulkolämpötilan mittaus TE 1 muuttaa menoveden lämpötilan TE 33 asetusarvoa oheisen säätökäyrän mukaisesti Lämpimän käyttöveden lämpötilan TE 35 ylärajahälytys, hälytysraja 65 C. Lämmitysverkoston paineen PT 40 ylä- ja alarajahälytys Pumppujen 170 P 1 ja 101 P 1 pysähtymishälytys Kaukolämmön paluuveden lämpötilan TE 32 alarajahälytys, hälytysraja 60 C. Lämpimän veden kulutusmittarin FQ 35 antamat 21 impulssit talletetaan.

Valvomo, ikkunointi 22

23

Mikä on vialla? 99, 7 C 4, 5 C 55, 3 C 17, 2 C 18, 4 C 40, 5 C 32, 4 C Lähde: ST-käsikirja 22, Kiinteistöjen valvomojärjestelmät 24

Huomaatko virheen? 26, 1 C 24, 4 C 26, 3 C 27, 0 C 24, 6 C 24, 9 C 26, 7 C 19, 8 C 25

Onko vikaa? 26

Tarvitaanko huoltoa? Kuva: Liikekiinteistön vedenkulutus kuutiometriä tunnissa. 27