Beispielapplikation für eine Kaskadenregelung mit Umluft - Wago
Beispielapplikation für eine Kaskadenregelung mit Umluft - Wago
Beispielapplikation für eine Kaskadenregelung mit Umluft - Wago
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<strong>Beispielapplikation</strong> <strong>für</strong> <strong>eine</strong><br />
<strong>Kaskadenregelung</strong> <strong>mit</strong> <strong>Umluft</strong>beimischung<br />
und einstufigen<br />
Ventilatoren<br />
HLK- Anwendungshinweis 4<br />
Version: 05.02.2007
2 • Allgem<strong>eine</strong>s<br />
Copyright © 2007 by WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG<br />
Alle Rechte vorbehalten.<br />
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG<br />
Hansastraße 27<br />
D-32423 Minden<br />
Tel.: +49 (0) 571/8 87 – 0<br />
Fax: +49 (0) 571/8 87 – 1 69<br />
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Technischer Support<br />
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E-Mail: tcba@wago.com<br />
Es wurden alle erdenklichen Maßnahmen getroffen, um die Richtigkeit und<br />
Vollständigkeit der vorliegenden Dokumentation zu gewährleisten. Da sich<br />
Fehler, trotz aller Sorgfalt, nie vollständig vermeiden lassen, sind wir <strong>für</strong> Hinweise<br />
und Anregungen jederzeit dankbar.<br />
Wir weisen darauf hin, dass die im Dokument verwendeten Soft- und Hardwarebezeichnungen<br />
und Markennamen der jeweiligen Firmen im Allgem<strong>eine</strong>n<br />
<strong>eine</strong>m Warenzeichenschutz, Markenschutz oder patentrechtlichem Schutz unterliegen.<br />
Anwendungshinweis
INHALTSVERZEICHNIS<br />
Anwendungshinweis<br />
Inhalt • 3<br />
1 Wichtige Erläuterungen............................................................................4<br />
1.1 Rechtliche Grundlagen ..........................................................................4<br />
1.1.1 Urheberschutz ........................................................................................4<br />
1.1.2 Personalqualifikation .............................................................................4<br />
1.1.3 Bestimmungsgemäßer Gebrauch ...........................................................4<br />
1.2 Gültigkeitsbereich..................................................................................5<br />
1.3 Symbole .................................................................................................5<br />
2 Beschreibung ..............................................................................................7<br />
3 Material.......................................................................................................7<br />
4 Aufbau.........................................................................................................8<br />
5 Hardwarebelegung.....................................................................................9<br />
6 Anlagenbeschreibung ..............................................................................10<br />
6.1 Anlagenschema....................................................................................10<br />
6.2 Anfahrverhalten der Lüftungsanlage ...................................................11<br />
7 Programmbeschreibung..........................................................................12<br />
7.1 Sammelstörung ....................................................................................13<br />
7.2 Starten der Lüftungsanlage ..................................................................14<br />
7.3 Sommernachtslüftung ..........................................................................14<br />
7.4 Frostschutz...........................................................................................15<br />
7.4.1 Frostschutzregler..................................................................................15<br />
7.4.2 Wasserseitiger Frostschutz ..................................................................16<br />
7.4.3 Luftseitiger Frostschutz .......................................................................16<br />
7.5 Ventilatorsteuerung..............................................................................17<br />
7.6 Sommerkompensation..........................................................................18<br />
7.7 Kaskadenregler ....................................................................................18<br />
7.8 Zuluftregler ..........................................................................................18<br />
7.9 Klappensteuerung ................................................................................19<br />
7.9.1 Mischluftklappe ...................................................................................19<br />
7.9.2 Fortluftklappe.......................................................................................19<br />
7.10 Pumpensteuerung.................................................................................20<br />
7.11 Filterüberwachung ...............................................................................20<br />
8 Visualisierungsoberfläche .......................................................................21
4 • Wichtige Erläuterungen<br />
1 Wichtige Erläuterungen<br />
Um dem Anwender <strong>eine</strong> schnelle Installation und Inbetriebnahme der beschriebenen<br />
Geräte zu gewährleisten, ist es notwendig, die nachfolgenden<br />
Hinweise und Erläuterungen sorgfältig zu lesen und zu beachten.<br />
1.1 Rechtliche Grundlagen<br />
1.1.1 Urheberschutz<br />
Dieses Dokument, einschließlich aller darin befindlichen Abbildungen, ist urheberrechtlich<br />
geschützt. Jede Weiterverwendung dieses Dokumentes, die von<br />
den urheberrechtlichen Bestimmungen abweicht, ist nicht gestattet.<br />
Die Reproduktion, Übersetzung in andere Sprachen, sowie die elektronische<br />
und fototechnische Archivierung und Veränderung bedarf der schriftlichen<br />
Genehmigung der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden. Zuwiderhandlungen<br />
ziehen <strong>eine</strong>n Schadenersatzanspruch nach sich.<br />
Die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG behält sich Änderungen, die<br />
dem technischen Fortschritt dienen, vor.<br />
Alle Rechte <strong>für</strong> den Fall der Patenterteilung oder des Gebrauchmusterschutzes<br />
sind der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG vorbehalten. Fremdprodukte<br />
werden stets ohne Vermerk auf Patentrechte genannt. Die Existenz solcher<br />
Rechte ist daher nicht auszuschließen.<br />
1.1.2 Personalqualifikation<br />
Der in diesem Dokument beschriebene Produktgebrauch richtet sich ausschließlich<br />
an Fachkräfte <strong>mit</strong> <strong>eine</strong>r Ausbildung in der SPS-Programmierung,<br />
Elektrofachkräfte oder von Elektrofachkräften unterwiesene Personen, die außerdem<br />
<strong>mit</strong> den geltenden Normen vertraut sind. Für Fehlhandlungen und<br />
Schäden, die an WAGO-Produkten und Fremdprodukten durch Missachtung<br />
der Informationen dieses Dokumentes entstehen, übernimmt die<br />
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG k<strong>eine</strong> Haftung.<br />
1.1.3 Bestimmungsgemäßer Gebrauch<br />
Die Komponenten werden ab Werk <strong>für</strong> den jeweiligen Anwendungsfall <strong>mit</strong><br />
<strong>eine</strong>r festen Hard- und Softwarekonfiguration ausgeliefert. Änderungen sind<br />
nur im Rahmen der in dem Dokument aufgezeigten Möglichkeiten zulässig.<br />
Alle anderen Veränderungen an der Hard- oder Software, sowie der nicht bestimmungsgemäße<br />
Gebrauch der Komponenten, bewirken den Haftungsausschluss<br />
der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG.<br />
Wünsche an <strong>eine</strong> abgewandelte bzw. neue Hard- oder Softwarekonfiguration<br />
richten Sie bitte an WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG.<br />
Anwendungshinweis
1.2 Gültigkeitsbereich<br />
1.3 Symbole<br />
Anwendungshinweis<br />
Wichtige Erläuterungen • 5<br />
Dieser Anwendungshinweis basiert auf die genannte Hard- und Software der<br />
jeweiligen Hersteller sowie auf die zugehörige Dokumentation. Daher gilt dieser<br />
Anwendungshinweis nur <strong>für</strong> die beschriebene Installation.<br />
Neue Hard- und Softwareversionen erfordern eventuell <strong>eine</strong> geänderte Handhabung.<br />
Beachten Sie die ausführliche Beschreibung in den jeweiligen Handbüchern.<br />
Beachten<br />
Randbedingungen, die <strong>für</strong> <strong>eine</strong>n fehlerfreien Betrieb unbedingt zu beachten<br />
sind.<br />
Hinweis<br />
Routinen oder Ratschläge <strong>für</strong> den effizienten Geräteeinsatz und die Softwareoptimierung.
6 • Beschreibung<br />
Anwendungshinweis
2 Beschreibung<br />
3 Material<br />
Beschreibung • 7<br />
Dieser Anwendungshinweis beschreibt <strong>eine</strong> Raumtemperaturregelung <strong>mit</strong> Zulufttemperaturregelung<br />
in Kaskade und <strong>Umluft</strong>- Beimischung. Des Weiteren<br />
wird in diesem Anwendungshinweis beschrieben, wie <strong>mit</strong> Hilfe der<br />
Visualisierung der WAGO I/O PRO CAA der aktuelle Status der Anlage dargestellt<br />
werden kann.<br />
Im einzelnen sollten folgende Funktionen erfüllt sein:<br />
• Ventilatoren einstufig<br />
• Luftseitiger Frostschutz<br />
• Vorbeugender Frostschutz durch Vorspülen<br />
• Pumpen bedarfsabhängig einschalten<br />
• Motorschutz<br />
• Pumpen <strong>mit</strong> Blockierschutz<br />
• Steuerung von Mischluft- und Fortluftklappen<br />
• Ventilatoren-Keilriemenüberwachung über Differenzdruckwächter<br />
• Filterüberwachung<br />
• Raumtemperaturregelung <strong>mit</strong> Zulufttemperaturregelung in Kaskade<br />
• Integration der <strong>Umluft</strong>beimischung in die Regelstrategie<br />
• Kühlen/<strong>Umluft</strong>/Heizen in Sequenzen<br />
• Energieoptimierte Raumtemperaturregelung <strong>mit</strong> Sommeranhebung<br />
nach DIN 1946<br />
• Sommernachtslüftung<br />
Lieferant Stück Bezeichnung Best. Nr.<br />
WAGO 1 Programmierbarer Feldbus-Controller 750-8xx<br />
WAGO 6 4- Kanal Digital Eingangsklemme 24 V DC 750-402<br />
WAGO 3 4- Kanal Digital Ausgangsklemme 24 V DC 750-504<br />
WAGO 1 4- Kanal Analog Eingangsklemme PT 100 750-460<br />
WAGO 1 2- Kanal Analog Eingangsklemme PT 100 750-461<br />
WAGO 1 4- Kanal Analog Ausgangsklemme 0 - 10 V 750-559<br />
WAGO 1 Bus-Endklemme 750-600<br />
WAGO 1 WAGO-I/O-PRO CAA 759-333<br />
Optional:<br />
Anwendungshinweis<br />
WAGO Kommunikationskabel 750-920<br />
Hinweis<br />
Der beschriebene Knotenaufbau stellt nur ein Beispiel dar, wie die Lüftungsanlage<br />
geregelt werden kann. Die Busklemmen sind je nach Anlage beliebig<br />
austauschbar.
8 • Aufbau<br />
4 Aufbau<br />
Ethernet Cross-Over Kabel<br />
Kommunikationskabel 750-920<br />
Abb. 1: Verbindungsplan WAGO-IO-SYSTEM / WAGO I/O PRO CAA<br />
Hinweis<br />
Für die Visualisierung der WAGO-I/O-PRO CAA muss <strong>eine</strong> Verbindung<br />
zwischen dem PC und dem WAGO Feldbus-Controller hergestellt werden. Es<br />
stehen, abhängig vom verwendeten Feldbus-Controller, zwei Möglichkeiten<br />
zur Verfügung.<br />
Die erste Möglichkeit ist bei allen Feldbus-Controllern anwendbar. Die<br />
Verbindung wird hierbei über das Kommunikationskabel 750-920 <strong>mit</strong> der<br />
Service- Schnittstelle des Feldbus-Controllers hergestellt. Bei den Ethernet<br />
Feldbus-Controllern bietet sich alternativ die Möglichkeit, die Verbindung<br />
über die Ethernet Schnittstelle vorzunehmen.<br />
Anwendungshinweis
5 Hardwarebelegung<br />
Anwendungshinweis<br />
Hardwarebelegung • 9<br />
Art. Nr. Kanal Bezeichnung Signal Adresse<br />
750-402<br />
750-402<br />
750-402<br />
750-402<br />
750-402<br />
750-402<br />
750-504<br />
750-504<br />
750-504<br />
750-559<br />
750-460<br />
750-461<br />
DI 1 Netzausfall %IX6.0<br />
DI 2 Not-Aus-Schalter 24 V DC %IX6.1<br />
DI 3 Brandmelder %IX6.2<br />
DI 4 Differenzdruckwächter Zuluftfilter<br />
%IX6.3<br />
DI 5 Quittierung %IX6.4<br />
DI 6 Einschalten %IX6.5<br />
24 V DC<br />
DI 7 Automatikbetrieb %IX6.6<br />
DI 8 Handbetrieb<br />
%IX6.7<br />
DI 9 Endschalter Fortluftklappe %IX6.8<br />
DI 10 Hilfskontakt Schütz Zuluftventilator %IX6.9<br />
24 V DC<br />
DI 11 Reparaturschalter Zuluftventilator %IX6.10<br />
DI 12 Motorschutzschalter Zuluftventilator<br />
%IX6.11<br />
DI 13 Differenzdruckwächter Zuluftventilator %IX6.12<br />
DI 14 Hilfskontakt Schütz Abluftventilator %IX6.13<br />
24 V DC<br />
DI 15 Reparaturschalter Abluftventilator %IX6.14<br />
DI 16 Motorschutzschalter Abluftventilator<br />
%IX6.15<br />
DI 17 Differenzdruckwächter Abluftventilator %IX7.0<br />
DI 18 Reparaturschalter Pumpe Heizregister %IX7.1<br />
24 V DC<br />
DI 19 Motorschutzschalter Pumpe Heizregister %IX7.2<br />
DI 20 Reparaturschalter Pumpe Kühlregister<br />
%IX7.3<br />
DI 21 Motorschutzschalter Pumpe Kühlregister %IX7.4<br />
DI 22 Frostschutzwächter %IX7.5<br />
24 V DC<br />
DI 23 Reserve %IX7.6<br />
DI 24 Reserve<br />
%IX7.7<br />
DO 1 Hupe %QX4.0<br />
DO 2 Störmeldeleuchte %QX4.1<br />
24 V DC<br />
DO 3 Klappen %QX4.2<br />
DO 4 Zuluftventilator<br />
%QX4.3<br />
DO 5 Abluftventilator %QX4.4<br />
DO 6 Pumpe Heizregister %QX4.5<br />
24 V DC<br />
DO 7 Pumpe Kühlregister %QX4.6<br />
DO 8 Störung Pumpe Kühlregister<br />
%QX4.7<br />
DO 9 Warnmeldung Filter verschmutzt %QX4.8<br />
DO 10 Meldeleuchte Anlage OK %QX4.9<br />
24 V DC<br />
DO 11 Reserve %QX4.10<br />
DO 12 Reserve<br />
%QX4.11<br />
AO 1 Stellventil Heizregister %QW0<br />
AO 2 Stellventil Kühlregister %QW1<br />
0 – 10 V<br />
AO 3 Stellwert Mischluftklappe (Frischluftanteil) %QW2<br />
AO 4 Reserve<br />
%QW3<br />
AI 1 Außentemperaturfühler %IW0<br />
AI 2 Wassertemperaturfühler %IW1<br />
Pt 100<br />
AI 3 Zulufttemperaturfühler %IW2<br />
AI 4 Raum-/Ablufttemperaturfühler<br />
%IW3<br />
AI 5 <strong>Umluft</strong>temperaturfühler %IW4<br />
Pt 100<br />
AI 6 Frostschutzfühler<br />
%IW5
10 • Anlagenbeschreibung<br />
6 Anlagenbeschreibung<br />
6.1 Anlagenschema<br />
Die Abb.2 zeigt <strong>eine</strong> kaskadengeregelte Lüftungsanlage. Der Sollwert der<br />
Raumtemperatur wird zusätzlich nach DIN 1946 in Abhängigkeit von der Außentemperatur<br />
angehoben.<br />
Der Kaskadenregler (RE 1) bestimmt abhängig von der Raumtemperatur den<br />
Sollwert <strong>für</strong> den Zuluftregler (RE 2). Die Zulufttemperatur wird über <strong>eine</strong>n PI-<br />
Regler (RE 2) geregelt. Der Stellwert des Regler wird dabei in drei Sequenzen<br />
aufgeteilt (Kühlen/<strong>Umluft</strong>/Heizen). Im Fortluftkanal wird <strong>eine</strong> Klappe <strong>mit</strong><br />
Endlagenschalter eingesetzt. Die Luftzufuhr wird über Mischluftklappen und<br />
einstufige Ventilatoren gesteuert.<br />
Um bei hohen Außentemperaturen (T Außen > T <strong>Umluft</strong>) die Kühlung der <strong>Umluft</strong><br />
<strong>mit</strong> zu verwenden und da<strong>mit</strong> Kühlenergie einzusparen, wird unabhängig vom<br />
Reglerausgang die Mischluftklappen auf Mindestfrischluft umgeschaltet.<br />
Wird nach dem Erhitzer zusätzlich ein Frostschutzfühler eingesetzt, dann sorgt<br />
ein dritter Regler (RE 3) da<strong>für</strong>, dass das Heizregister auf <strong>eine</strong> minimale Temperatur<br />
gehalten wird.<br />
Neben dem Frostschutzfühler ist noch ein luftseitiger und wasserseitiger<br />
Frostschutz vorgesehen. Der luftseitige Frostschutz wird durch den Frostschutzwächter<br />
realisiert. Für den wasserseitigen Frostschutz ist ein Rücklauffühler<br />
vorgesehen, der in Abhängigkeit von der Außentemperatur <strong>für</strong> das sog.<br />
Vorspülen des Erhitzers sorgt. Darüber hinaus regelt der Rücklauffühler die<br />
Wassertemperatur im Rücklauf des Erhitzers auf <strong>eine</strong>n Mindestsollwert und<br />
liefert bei Einfriergefahr <strong>eine</strong> Störmeldung.<br />
Abb. 2: Anlagenschema der Lüftungsanlage<br />
Anwendungshinweis
6.2 Anfahrverhalten der Lüftungsanlage<br />
Anwendungshinweis<br />
Anlagenbeschreibung • 11<br />
Die Gesamtfunktion der Anlage ist in einzelne Funktionsbaust<strong>eine</strong> aufgegliedert.<br />
Bei der Inbetriebnahme ist <strong>eine</strong> bestimmte Anfahrreihenfolge zu beachten.<br />
Zwei Bedingungen müssen in der Regel jeweils <strong>für</strong> die Inbetriebnahme<br />
<strong>eine</strong>s Bausteins erfüllt sein:<br />
1.) Das zentrale Anlagen-Freigabesignal muss vorliegen<br />
2.) Der vorausgehende Baustein meldet, dass er s<strong>eine</strong> Funktion erfüllt bzw.<br />
erfüllt hat<br />
Schematisch ergibt sich dadurch etwa folgende Anfahrsequenz:<br />
1.Schritt Sammelstörung<br />
Einschalten<br />
2.Schritt Start / Stopp der Anlage<br />
Freigabe<br />
Anlage<br />
3.Schritt Pumpe Heizregister<br />
Pumpe Kühlregister<br />
Ventilatorsteuerung<br />
4.Schritt <strong>Kaskadenregelung</strong><br />
5.Schritt Mischluftklappe<br />
6.Schritt Fortluftklappe<br />
K<strong>eine</strong><br />
Störung<br />
Frostschutz Wasser<br />
(Vorspülen)<br />
Freigabe<br />
Regelung<br />
Stellwert<br />
Mischluftklappe<br />
Freigabe<br />
Klappe
12 • Programmbeschreibung<br />
7 Programmbeschreibung<br />
Die Abb. 3 zeigt, wie die von der Widerstandsklemme (Pt 100) gemessene<br />
Temperatur in <strong>eine</strong>n REAL- Wert gewandelt wird. Des Weiteren wird in dem<br />
Anwendungshinweis gezeigt, wie die Schützüberwachung überbrückt werden<br />
kann, wenn kein Hilfskontakt am Ventilatorschütz vorhanden ist.<br />
Die Selektierbaust<strong>eine</strong> (SEL) dienen dazu, dass in der Simulation nicht die<br />
undefinierten Messwerte der analogen und digitalen Busklemmen verwendet<br />
werden.<br />
Abb. 3: Schützsimulation + Konvertierung<br />
In der Abb. 4 wird das Programm <strong>für</strong> die Raumtemperaturregelung <strong>mit</strong> <strong>Umluft</strong>beimischung<br />
gezeigt. Das Unterprogramm „<strong>Kaskadenregelung</strong>Mit<strong>Umluft</strong>“<br />
stellt die PLC- Variablen zur Verfügung, die <strong>mit</strong> den Ein- und Ausgängen des<br />
WAGO I/O Systems verknüpft sind.<br />
Abb. 4: Programm <strong>Kaskadenregelung</strong> <strong>mit</strong> <strong>Umluft</strong>beimischung<br />
Anwendungshinweis
7.1 Sammelstörung<br />
Anwendungshinweis<br />
Programmbeschreibung • 13<br />
Der Sammelstörbaustein wertet alle Störungen aus, die zwangsweise zur Abschaltung<br />
der Lüftungsanlage führen. Die Störungen werden sowohl optisch<br />
als auch akustisch angezeigt.<br />
Abb. 5: Auswertung der Störmeldungen<br />
Beachten<br />
Alle externen Störmeldungen, die über die digitalen Eingänge erfasst werden,<br />
sind „Öffner“ und müssen deshalb am Eingang des Funktionsbausteins<br />
negiert werden.<br />
In diesem Anwendungshinweis werden Sammelstörungen nur ausgewertet,<br />
wenn die Anlage eingeschaltet ist. Da alle anderen Funktionsbaust<strong>eine</strong> die<br />
Fehlerauswertung auch im ausgeschalteten Zustand durchführen, werden alte<br />
Störmeldungen vor dem Einschalten der Anlage quittiert.<br />
Abb.6: Quittierung der Störmeldungen
14 • Programmbeschreibung<br />
7.2 Starten der Lüftungsanlage<br />
Der Start-Stopp- Baustein dient zum Ein- bzw. Ausschalten der Lüftungsanlage.<br />
Meldet der Sammelstörbaustein <strong>eine</strong> gravierende Anlagenstörung, wird<br />
über den Start-Stopp- Baustein die gesamte Anlage abgeschaltet.<br />
Die Auswahl zwischen Automatik und Hand wird in der Regel durch <strong>eine</strong>n<br />
Drehschalter am Schaltschrank realisiert. Dieser Drehschalter hat die Positionen:<br />
Auto - Aus – Hand.<br />
Abb. 7: Freigabe der Lüftungsanlage<br />
Hinweis<br />
Im Automatikbetrieb kann die Lüftungsanlage z.B. über ein Zeitschaltprogramm<br />
aus der „Scheduler.lib“ gesteuert werden.<br />
7.3 Sommernachtslüftung<br />
Im Sommer bietet sich oft die Möglichkeit <strong>mit</strong> der kühlen Nachtluft die<br />
Raumtemperatur herunter zu kühlen. Wenn bei ausgeschalteter Anlage die<br />
Außentemperatur deutlich niedriger ist als die Raumtemperatur und der Istwert<br />
der Raumtemperatur deutlich größer ist als der Sollwert, dann kann der<br />
Raum <strong>mit</strong> der kostenlosen Kälteenergie von außen abgekühlt werden. Dazu<br />
werden die Außenklappen geöffnet und die Ventilatoren eingeschaltet.<br />
Abb. 8: Freigabe der Nachtlüftung<br />
Beachten<br />
Die Sommernachtslüftung kann nur gestartet werden, wenn k<strong>eine</strong> Sammelstörung<br />
anliegt und die Außentemperatur oberhalb <strong>eine</strong>r minimalen Außentemperatur<br />
liegt.<br />
Anwendungshinweis
7.4 Frostschutz<br />
7.4.1 Frostschutzregler<br />
Anwendungshinweis<br />
Programmbeschreibung • 15<br />
Bei geringen Außentemperaturen kann beim Einschalten der Anlage der luftseitige<br />
Frostschutz ansprechen. Um dieses zu verhindern, wird über den wasserseitigen<br />
Frostschutz erst der Erhitzers aufgeheizt, bevor die Klappen geöffnet<br />
werden.<br />
Folgende Frostschutzfunktionen sind im Beispielprojekt implementiert:<br />
• Frostalarm bei Unterschreitung <strong>eine</strong>r kritischen Wassertemperatur<br />
• Mindestsollwertregelung der Erhitzer- Rücklauftemperatur<br />
(auch bei Anlagenstillstand)<br />
• Zeitliche Überwachung des Spülvorgangs vom Erhitzer<br />
(falls kein warmes Wasser vorhanden ist)<br />
• Mindestventilöffnung bei niedrigen Außentemperaturen<br />
(auch bei Anlagenstillstand)<br />
• Zwangseinschaltung der Pumpen bei niedrigen Außentemperaturen<br />
• Zulufttemperatur- Überwachung <strong>mit</strong> Hilfe <strong>eine</strong>s Frostschutzwächters<br />
• Mindestsollwertregelung der Zulufttemperatur<br />
(auch bei Anlagenstillstand)<br />
Der Frostschutzregler sorgt da<strong>für</strong>, dass auch bei ausgeschalteter Anlage die<br />
Zulufttemperatur auf <strong>eine</strong>n Mindestsollwert geregelt wird. Da<strong>für</strong> wird in der<br />
Anlage nach dem Erhitzer ein Frostschutzfühler montiert.<br />
Abb. 9: Frostschutzregler
16 • Programmbeschreibung<br />
7.4.2 Wasserseitiger Frostschutz<br />
Der wasserseitige Frostschutz dient als vorbeugender Frostschutz durch sog.<br />
Vorspülen des Erhitzers. Liegt die Außentemperatur unterhalb <strong>eine</strong>s einstellbaren<br />
Grenzwertes, wird der Erhitzer vorgespült, bis die Wassertemperatur im<br />
Rücklauf 30 °C überschreitet. Nachdem das Vorspülen abgeschlossen ist, werden<br />
die Klappen freigegeben.<br />
Als zusätzliche Frostschutzfunktion wird die Erhitzer- Rücklauftemperatur,<br />
unabhängig vom Anlagenstatus, auf <strong>eine</strong>n Mindestsollwert von 15 °C geregelt.<br />
Sollte die Erhitzer- Rücklauftemperatur trotzdem <strong>eine</strong>n einstellbaren<br />
Grenzwert unterschreiten, wird ein Frostalarm ausgegeben.<br />
Abb. 10: Wasserseitiger Frostschutz <strong>mit</strong> integrierter Anfahrschaltung<br />
Hinweis<br />
Wenn kein Rücklauffühler vorhanden ist, erfolgt das Vorspülen zeitgesteuert.<br />
Nach beenden des Vorspülens wird der Stellwert vom Erhitzerventil innerhalb<br />
von 10 Minuten von 50 % auf 0 % reduziert.<br />
7.4.3 Luftseitiger Frostschutz<br />
Im Normalbetrieb er<strong>mit</strong>telt der luftseitige Frostschutz über <strong>eine</strong> MAX- Auswahl<br />
den Stellwert des Erhitzerventils. Unterschreitet die Zuluft die fest eingestellte<br />
Temperatur am Frostschutzwächter, kommt es zum Frostalarm und<br />
das Erhitzerventil wird komplett geöffnet.<br />
Abb. 11: Luftseitiger Frostschutz<br />
Anwendungshinweis
7.5 Ventilatorsteuerung<br />
Anwendungshinweis<br />
Programmbeschreibung • 17<br />
Die Ventilatorsteuerung überwacht die fehlerfreie Funktion der Ventilatoren<br />
über Motorschutzschalter, Reparaturschalter, Schützüberwachung und Differenzdruckwächter.<br />
Wenn die Lüftungsanlage eingeschaltet wird, besteht die Möglichkeit über ein<br />
Anlaufverzögerung die Ventilatoren zeitversetzt einzuschalten. Diese Verzögerungszeit<br />
ist u.U. zur Anlaufstromentlastung notwendig.<br />
Beachten<br />
Ob als erster Ventilator der Zuluft- oder der Abluftventilator anlaufen soll,<br />
hängt davon ab, ob bei Inbetriebnahme der Anlage im Raum eher ein vorübergehender<br />
Überdruck oder Unterdruck geduldet wird.<br />
Abb. 12: Steuerung des Zu- und Abluftventilators
18 • Programmbeschreibung<br />
7.6 Sommerkompensation<br />
Der Sollwert der Raumtemperatur wird nach DIN 1946 in Abhängigkeit von<br />
der Außentemperatur angehoben, um Kühlenergie zu sparen.<br />
Abb. 13: Sommerkompensation<br />
7.7 Kaskadenregler<br />
7.8 Zuluftregler<br />
Die <strong>Kaskadenregelung</strong> wird erst aktiviert, wenn das Vorspülen des Erhitzers<br />
abgeschlossen ist. Weicht die Raumtemperatur vom aktuellen Sollwert ab,<br />
wird der Sollwert der Zulufttemperatur angehoben oder abgesenkt. Die Soll-<br />
Zulufttemperatur wird begrenzt zwischen minimaler und maximaler Zulufttemperatur.<br />
Abb. 14: Raumtemperaturregler (Kaskadenregler)<br />
Die Zuluftregelung wird zusammen <strong>mit</strong> dem Kaskadenregler aktiviert, wenn<br />
das Vorspülen des Erhitzers abgeschlossen ist. Die Zulufttemperatur wird über<br />
<strong>eine</strong>n Regler <strong>mit</strong> PI-Verhalten geregelt und am Ausgang auf drei Sequenzen<br />
(Kühlen/<strong>Umluft</strong>/Heizen) aufgeteilt. Zwischen Kühler-, <strong>Umluft</strong>- und Erhitzeranforderung<br />
ist <strong>eine</strong> neutrale Zone von 5 % vorgesehen. Der Stellbereich der<br />
Mischluftklappe wird um den Mindestfrischluftanteil begrenzt.<br />
Abb. 15: Zuluftregler <strong>mit</strong> drei Sequenzen <strong>für</strong> Kühlen/<strong>Umluft</strong>/Heizen<br />
Anwendungshinweis
7.9 Klappensteuerung<br />
7.9.1 Mischluftklappe<br />
7.9.2 Fortluftklappe<br />
Anwendungshinweis<br />
Programmbeschreibung • 19<br />
Die Mischluftklappensteuerung steuert die Mischluftklappe in Abhängigkeit<br />
vom Stellwert des Zuluftreglers an. Darüber hinaus gibt die Mischluftklappensteuerung<br />
die Freigabe <strong>für</strong> die Fortluftklappe.<br />
Abb. 16: Ansteuerung der Mischluftklappe<br />
Die Klappensteuerung überwacht die Funktion der Fortluftklappe über die<br />
Laufzeit. Wenn die Klappe komplett geöffnet ist, wird dieses über den Endlagenschalter<br />
zurückgemeldet.<br />
Abb. 17: Ansteuerung der Fortluftklappe
20 • Programmbeschreibung<br />
7.10 Pumpensteuerung<br />
Die Pumpensteuerung sorgt <strong>für</strong> ein bedarfsabhängiges Einschalten der Pumpe.<br />
Bei langen Stillstandszeiten der Pumpe sorgt der implementierte Blockierschutz<br />
da<strong>für</strong>, dass die Pumpe <strong>für</strong> kurze Dauer eingeschaltet wird. Der fehlerfreie<br />
Betrieb der Pumpe wird über Motorschutzschalter und Reparaturschalter<br />
überwacht. Wenn ein Frostalarm gemeldet wird oder die Außentemperatur <strong>eine</strong>n<br />
einstellbaren Grenzwert unterschreitet, wird die Pumpe <strong>für</strong> den Erhitzer<br />
automatisch eingeschaltet.<br />
Abb.18: Ansteuerung Pumpe Kühlregister<br />
7.11 Filterüberwachung<br />
Der Filter wird <strong>mit</strong> <strong>eine</strong>m Differenzdruckwächter auf Verschmutzung überwacht.<br />
Der Baustein reagiert zeitverzögert auf den Differenzdruckwächter,<br />
da<strong>mit</strong> nicht jede Druckschwankung im Lüftungskanal zu <strong>eine</strong>r Wartungsmeldung<br />
des Filters führt.<br />
Abb. 19: Filterüberwachung<br />
Anwendungshinweis
8 Visualisierungsoberfläche<br />
Anwendungshinweis<br />
Visualisierungsoberfläche • 21<br />
Hinweis<br />
Für das Unterprogramm „<strong>Kaskadenregelung</strong>Mit<strong>Umluft</strong>“ wurde im CoDeSys<br />
Editor die Schriftart „Arial, Standard, 9“ verwendet.<br />
Abb. 20: Visualisierungsoberfläche der Lüftungsanlage<br />
Die oben beschriebene Visualisierungsoberfläche zeigt den Status der Lüftungsanlage<br />
an. Zusätzlich besteht die Möglichkeit die Anlage auf dem Computer<br />
zu simulieren. Dazu muss in der WAGO I/O PRO CAA unter „Online“<br />
der Haken <strong>für</strong> „Simulation“ gesetzt sein.<br />
Im Online- Modus können daraufhin die Messwerte und die Schaltzustände<br />
verändert werden. Der Button „Simulation“ dient dazu, die Anlage <strong>mit</strong> gültigen<br />
Startwerten zu belegen.<br />
Hinweis<br />
Die Visualisierungselemente sind in der Bibliothek „Building_HVAC_01“<br />
hinterlegt und werden über den Button „Visualisierung“ aufgerufen.<br />
Über Platzhalter werden die Visualisierungselemente <strong>mit</strong> den entsprechenden<br />
Funktionsbaust<strong>eine</strong>n verbunden.
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