probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-2-75-85probener-1308Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGРазработка алгоритма для эффективного управления технологическим процессом промышленного предприятия на базе программируемого логического контроллера TM171PDM27S Schneider ElectricDevelopment of an algorithm for effective management of the technological process of the industrial enterprise based on the programmable logic controller TM171PDM27S Schneider ElectricИвановаВ. Р.IvanovаV. R.

Иванова Вилия Равильевна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

Казань

Viliya R. Ivanova

Kazan

vr-10@mail.ruНовокрещеновВ. В.NovokreshenovV. V.

Новокрещенов Виталий Викторович – аспирант

Казань

Vitaly V. Novokreshchenov

Kazan

vitnov@inbox.ruРоженцоваН. В.RozhencovaN. V.

Роженцова Наталья Владимировна – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

Казань

Natalia V. Rozhencova

Kazan

natalia15969@yandex.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan state power engineering universityRussian Federation2020140520202227585Copyright © Иванова В.Р., Новокрещенов В.В., Роженцова Н.В., 20202020Иванова В.Р., Новокрещенов В.В., Роженцова Н.В.Ivanovа V.R., Novokreshenov V.V., Rozhencova N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1308

Системы вентиляции и кондиционирования необходимы для регулирования воздухообмена, поддержания температуры и влажности, обеспечения комфортного микроклимата. Их установка безусловно является актуальной в помещениях различного назначения: на промышленных объектах, в жилых зданиях, в административных учреждениях, складских помещениях и других. В целях эффективного выполнения и качественного функционирования вентиляции необходимо внедрение автоматизированных схем управления работой данных систем, а также использование разнообразного современного оборудования (вентиляционные агрегаты, вентиляционные установки, шумоглушители, воздушные фильтры, воздухонагреватели и др.) для увеличения надежности очистки воздушного пространства и экономичности изготовления системы в целом. В работе представлены схема и алгоритм эффективного управления технологического процесса вентиляционной системы промышленного предприятия на базе программируемого логического контроллера TM171PDM27S Schneider Electric. Проведен анализ существующих вентиляционных систем, представлено описание устройств вентиляционных систем, представлен внешний вид стенда, обоснован выбор программируемого логического контроллера, указаны методические рекомендации по приобретению навыков программирования с помощью среды EcoStruxure Machine Expert – HVAC, организовано автоматическое управление приточной вентиляционной системой для литейного цеха промышленного предприятия для целей наглядного изучения элементов систем вентиляции, способов регулирования и контроля параметров в вентиляционных системах. Основной целью создания обучающего стенда выступает изучение настройки и режимов работы автоматизированных систем управления вентиляцией и кондиционированием. В ходе дальнейшего усовершенствования схемы возможно проведение занятий следующего характера: определение статических и динамических характеристик вентилятора; изучение характеристик автоматизированной заслонки; регулирование давления путем управления вентилятором и др.

Ventilation and air conditioning systems are necessary to regulate air exchange, maintain temperature and humidity, and provide a comfortable microclimate. Their installation is certainly relevant in premises for various purposes: at industrial facilities, in residential buildings, in administrative institutions, warehouses and others. In order to effectively carry out and ensure the proper functioning of ventilation, it is necessary to introduce automated control schemes for the operation of these systems, as well as the use of various modern equipment (ventilation units, ventilation units, silencers, air filters, air heaters, etc.) to increase the reliability of airspace cleaning and the cost-effectiveness of manufacturing the system generally. The paper presents the scheme and algorithm for the effective control of the technological process of the ventilation system of an industrial enterprise based on the TM171PDM27S Schneider Electric programmable logic controller. The analysis of existing ventilation systems is carried out, the description of ventilation systems is presented, the stand's appearance is presented, the choice of a programmable logic controller is justified, methodological recommendations for acquiring programming skills using the EcoStruxure Machine Expert - HVAC environment are presented, automatic control of the supply ventilation system for the foundry of an industrial enterprise is organized goals of a visual study of elements of ventilation systems, methods of regulation and control of parameters in ventilation systems. The main goal of creating a training stand is to study the settings and operating modes of automated ventilation and air conditioning control systems. In the course of further improvement of the circuit, classes of the following nature are possible: determination of the static and dynamic characteristics of the fan; study of the characteristics of an automated damper; pressure regulation by controlling a fan, etc.

вентиляционная системапреобразователь частотыасинхронный двигательпрограммируемый логический контроллер TM171PDM27Sалгоритмприточная вентиляцияочищение воздухаventilation systemfrequency converterinduction motorprogrammable logic controller TM171PDM27Salgorithmforced ventilationair purificationReferencesПопов Г.А., Нгуен С.М. Автоматизированная система обработки данных в системе управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием зданий. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015617996. Дата регистрации: 01.09.2015.Popov GA, Nguyen SM. Automated data processing system in the control system for heating, ventilation and air conditioning of buildings. Certificate of state registration of computer programs № 2015617996. Registration date: 01.09.2015.Мальцев И.В. Разработка системы управления процессами воздухораспределения в системе тоннельной вентиляции метрополитена // Сборник трудов «Научный потенциал студентов и молодых ученых», 2016. С. 113-116.Maltsev IV. Development of a control system for air distribution processes in the system of tunnel ventilation of the subway. Proceedings "The scientific potential of students and young scientists", 2016. Р. 113-116.Волков А.А., Седов А.В., Челышков П.Д. Лабораторный стенд моделирования систем автоматического управления системами вентиляции зданий и комплексов. Патент на промышленный образец № 87283, 2013. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет».Volkov AA, Sedov AV, Chelyshkov PD. Laboratory stand for modeling systems of automatic control of ventilation systems of buildings and complexes. Industrial design patent № 87283, 2013. Patent holder: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education “Moscow State University of Civil Engineering”.Хоук П.Б., Коберштайн М, Джексон Кеннет Дж и др. Система пожаротушения для системы обогрева, вентиляции и кондиционирования транспортного средства. Патент на изобретение № 2676717, 2019. Патентообладатель: Форд Глобал Технолоджис, ЛПК.Hawk PB, Koberstein M, Jackson J. Kenneth, Fire extinguishing system for heating, ventilation and air conditioning systems of a vehicle. Patent for invention № 2676717, 2019. Patent holder: Ford Global Technologies, LPK.Вентиляция и центральное кондиционирование. [Электронный ресурс]. Доступно по: https://bolid.ru/projects/automation-and-dispatching/ventilation/ Ссылка активна на: 19.01.2020.Ventilation and central air conditioning. [Electronic resource]. Available at: https://bolid.ru/projects/automation-and-dispatching/ventilation/ Accessed to: 19. Jan. 2020.Sewell F.D., Jones B. Heating, ventilation and conditioning unit with automatically controlled water spray air purification system / Environment international. 2016 V. 22. № 2. P. 9.Sewell FD, Jones B. Heating, ventilation and conditioning unit with automatically controlled water spray air purification system / Environment international.2016;22(2):9.Melkumov V.N., Chuikin S.V. A sheme and method of calculation for ventilation and air conditioning systems of ice arenas // Journal of technology. 2017. V. 32. № 2. pp 139-146.Melkumov VN, Chuikin SV. A sheme and method of calculation for ventilation and air conditioning systems of ice arenas. Journal of technology. 2017;32(2):139-146.Шведко В.И., Гурьянов Д.В. Моделирование системы вентиляции в системе Desigo insight // Сборник докладов 3 Всероссийской научной конференции «Энергетика. Проблемы и перспективы развития». 2017. С. 304-307.Shvedko VI, Guryanov DV. Modeling the ventilation system in the Desigo insight system Collection of reports of the 3 All-Russian scientific conference Energy. Problems and development prospects. 2017.pp. 304-307.Иванова В.Р., Гараев И.З. Исследование работоспособности асинхронных электродвигателей совместно с преобразователем частоты // Материалы 1 Всероссийской научнопрактической конференции «Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники», 2019. С. 283-286.Ivanova VR, Garaev IZ. Investigation of the performance of asynchronous electric motors together with a frequency converter. Proceedings of the Ist All-Russian Scientific and Practical Conference "Problems and Prospects for the Development of the Electric Power Industry and Electrical Engineering", 2019. pp. 283 - 286.Ivanova V.R., Fetisov L.V., Bulatov O.A. The analysis of Measurements of Indicators of Quality of the Electric Power and Calculation of Economic Efficiency After Installation of the Booster Transformer 2018. В сборнике: 2018 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2019. С. 8602756.Ivanova VR, Fetisov LV, Bulatov OA The analysis of Measurements of Indicators of Quality of the Electric Power and Calculation of Economic Efficiency After Installation of the Booster Transformer. 2018. В сборнике: 2018 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2018 2019. С. 8602756.Иванова В.Р., Фетисов Л.В. Разработка учебного стенда для эффективной и безопасной эксплуатации резервного электроснабжения на промышленных предприятиях // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2018. № 9-10. С.120-129.Ivanova VR, Fetisov LV. Development of a training facility for the efficient and safe operation of backup power supply at industrial enterprises. Izv. universities. Energy problems. 2018;9-10:120-129.Производительный ПЛК М171, дисп, 27I/O, Modbus, 2SSR [Электронный ресурс]. Доступно по: URL: https://www.se.com/ru/ru/ Ссылка активна на: 15.12.2019.Productive PLC M171, Dis, 27I/O, Modbus, 2SSR [Electronic resource]. Available at: URL: https://www.se.com/ru/ru/. Accessed to: 25. Dec. 2019.Новиков Е.А., Крайнова Е.А., Цыфаркин В.И. Применение учебного стенда для изучения частотных преобразователей в учебном процессе // Сборник трудов конференции «Актуальные вопросы преподавания технических дисциплин». 2016. С. 232-237.Novikov EA, Kraynova EA, Tsyfarkin VI. The use of a training stand for the study of frequency converters in the educational process. Proceedings of the conference "Actual issues of teaching technical disciplines", 2016. pр. 232-237.Panasetsky D. Simplified variable frequency induction-motor drive model for power system stability studies and control / D. Panasetsky, A. Osaka, D. Sidorov, Li Young // IFAC-Papersonline 2016. T. 49. № 47. pp. 451-456.Panasetsky D, Osaka A,. Sidorov D, et al. Simplified variable frequency induction-motor drive model for power system stability studies and control. IFAC-Papersonline. 2016;49(47):451-456.Роженцова Н.В., Иванова В.Р., Купоросов А.В. Разработка учебно-лабораторного стенда «Автоматизированная система вентиляции» // Материалы 4 Национальной научно-практической конференции «Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве» Т.1. 2018. С. 209-210.Rozhentsova NV, Ivanova VR., Kuporosov AV. Development of a training and laboratory stand "Automated ventilation system". Proceedings of the 4 National Scientific and Practical Conference "Instrument-Making and Automated Electric Drive in the Fuel and Energy Complex and Housing and Communal Services". 2018;1:209-210.Иванова В.Р.,. Киселев И.Н. Частотно-регулируемый привод для энергосбережения и оптимизации технологических процессов в электротехнических комплексах // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21 № 5. С. 59-70. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-5-59-70Ivanova VR, Kiselev IN. Variable frequency drive for energy saving and optimization of technological processes in electrical complexes. Izv. universities. Energy issues. 2019;21(5):56-70. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-5-59-70.Иванова В.Р., Иванов И.Ю. Разработка критериев оценки принимаемых решений в области проектирования, создания и эксплуатации активно-адаптивных электроэнергетических систем // Материалы международной научной конференции «Высокие технологии и инновации в науке». СПб: 2018. С. 112-116.Ivanova VR, Ivanov IYu. Development of evaluation criteria for decisions made in the field of design, creation and operation of actively adaptive electric power systems. Materials of the international scientific conference "High Technologies and Innovations in Science". St. Petersburg: 2018. pp. 112-116.Макаров А.Н.,. Хорошевский Н.Д, Полежаев Н.В., и др. Автоматизированный электропривод с частотным управлением по датчику гидростатического давления // Вестник мащиностроения, № 3, 2017. С. 53-10.Makarov AN, Khoroshevsky ND, Polezhaev NV, et al. Automated electric drive with frequency control by hydrostatic pressure sensor. Bulletin of machine building. 2017;3:53-10.NG B.F., Xiong J.W., Wan M.P. Application of acoustic agglomeration to enhance air filtration efficiency in air-conditioning and mechanical ventilation (ACMV) systems / PLOS ONE, 2017. V.12. № 6. pp. 0178851.NG B.F, Xiong JW, Wan MP. Application of acoustic agglomeration to enhance air filtration efficiency in air-conditioning and mechanical ventilation (ACMV) systems. PLOS ONE. 2017;12(6):0178851.Gao R., Wen S., Li A., Zhang H., Du W., Deng B. Anovel low-resistance damper for use within a ventilation and air conditionong system based on the control of energy dissipation / Building and environment, 2019. V. 157. Pp. 205-214.Gao R, Wen S, Li A, et al. Anovel low-resistance damper for use within a ventilation and air conditionong system based on the control of energy dissipation. Building and environment, 2019;157:205- 214.Zhuang C., Wang S., Shan K. Adaptive full-range decoupled ventilation strategy and airconditioning systems for cleanrooms and buildings requiring strict humidity control and their perfomance evaluation / Energy, 2019. № 1. Pp 883-896.Zhuang C, Wang S, Shan K. Adaptive full-range decoupled ventilation strategy and airconditioning systems for cleanrooms and buildings requiring strict humidity control and their perfomance evaluation. Energy. 2019;1:883-896.Иванова В.Р., Новокрещенов В.В. Лабораторный практикум «Автоматизированные системы управления технологическими процессами». КГЭУ. Казань, 2019. 28 с.Ivanova VR, Novokreschenov VV. Laboratory workshop "Automated process control systems." KSUE. Kazan, 2019. Р. 28.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.