1
INDICE Apresentação Dados técnicos I H M Descrição Funcional Apêndices Sistema de Supervisão Apresentação O Controlador CDL045 foi especialmente projetado para o controle de sistemas de máquinas de ar condicionado, integrável até 99 módulos em Comunicaçã o (RS232/422) em rede com micro computador para o controle a distancia, via interface em VB, de diversos ambientes tais como CPDs, Laboratórios, salas especiais em ambiente hospitalar, Callcenter ou até mesmo um container com equipamentos de telecomunicações entre outros. Controla a temperatura, umidade ambiente, e falhas das máquinas. Tem relógio de tempo real e memória nã o volátil armazenando os parâ metros de funcionamento como ''set-point'' de temperatura, ''set-point'' de umidade, alarme de temperatura alta, alarme de temperatura baixa. Uma de suas entradas de falhas pode vir a ser utilizada para entrada de FEC para controle entálpico do sistema em ciclo ECONOMIZADOR de energia, através de módulo FEC que monitorando as condições de temperatura e umidade relativa externas ao ambiente ativa o sistema em modo ECONÔMICO. Proteçã o por SENHA para evitar acessos indesejáveis aos parâ metros de SETPOINT e de programaçã o de funcionamento das máquinas. Funçã o Relógio de Tempo Real é ajustavel e assegurada por bateria caso falte energia da rede. Funçã o TIME GUARD que evita partidas consecutivas (reciclagem), possibilitando a equalizaçã o das pressões de alta e baixa, consequentemente partidas "leves". Funçã o PARTIDA INTELIGENTE que separa os acionamentos do ventilador e do compressor evitando sobrecargas na rede. Possui 1 entrada analógica para sensor de temperatura, uma entrada para sensor de umidade e 6 entradas digitais para a monitoraçã o dos equipamentos, Interface Homem-Máquina, e até 11 saídas digitais (relés) sendo 3 saídas para o acionamento das máquinas (V R A), 8 saídas para, por exemplo, sinalizaçã o de falhas das unidades, acionamento de damper, acionamento de umidificaçã o e alarme de Temperatura Alta entre outras configurações possíveis. A bateria de níquel-cádmio recarregável garante o funcionamento do relógio e a manutençã o dos dados gravados na memória nã o volátil no caso de interrupçã o de energia elétrica, assegurando dessa forma a automática restauraçã o do funcionamento dos equipamentos dentro dos parâ metros configurados, tã o logo a energia seja restabelecida. A bateria pode manter o relógio funcionando e os dados na memória mesmo com interrupçã o de energia por um período médio de 60 dias. 2
Dados Técnicos Placa Controladora Digital Placa principal do sistema onde está localizado todo o circuito digital: processador, relógio de tempo real, controle da IHM, Interface de Comunicaçã o(rs232/422) e conversã o analógica digital, WatchDog, Chave de segurança para operaçã o LOCAL/REMOTA. Placa Controladora Analógica Placa principal do sistema onde estã o localizados todos os bornes de interligaçã o com o restante do sistema. Painel de comando (IHM) Painel que conectado à placa principal permite o acesso a todos os parâ metros do sistema. Sensor de temperatura Permite a monitoraçã o da temperatura do ambiente para máquinas de ar condicionado. Alimentaçã o 24 VCA ou 24 VCC ou 48 VCC ou 220 VCA Entradas digitais Existem 06 entradas digitais, para sinalizaçã o de falhas tais como FEC, RIFF, PSL, PSH, RSC, AFS, configuráveis conforme a alta ou baixa prioridade ou ainda conforme especificaçã o necessária para sua aplicaçã o. Abaixo algumas sugestões: RIF RSC FEC PSL PSH AFS TD Inversão ou falta de fase Relé de sobrecarga Free Cooling-Economizador de Energia-Controle Entálpico Pressostato de baixa Pressostato de alta Air flow switch (monitoração do fluxo de ar) Termostato de descarga Cada uma destas entradas digitais possui um circuito de proteçã o de maneira a evitar a introduçã o de ruídos. O software também foi elaborado de forma a evitar falsos sinais que poderiam prejudicar o funcionamento do sistema. Entradas analógicas Temperatura: 1 entrada para ligaçã o do sensor de temperatura. A entrada possui filtro para ruídos. Entrada para transdutor de umidade 1 entrada para transdutor de umidade relativa. IHM (interface homem-máquina) Interface que permite a comunicaçã o do Controlador com o operador e que possibilita o controle e a monitoraçã o de todos os parâ metros de funcionamento do sistema. A IHM é constituída por um display alfanumérico de 2 linhas por 16 caracteres e um teclado de membrana com 4 teclas. Reset O Controlador tem um circuito WDT (Watchdog-Timer) que supervisiona o funcionamento do microprocessador resetando o mesmo, caso ocorra alguma falha no decorrer do programa. 3
Relógio interno Um chip com a funçã o de relógio em tempo real permite a programaçã o dos timers e armazenamento dos valores de setup em memória nã o volátil. O relógio pode ser ajustado via IHM em formato de 24 h e mantém-se em funcionamento mesmo no caso de interrupçã o no fornecimento de energia elétrica graças a uma bateria de níquel cádmio recarregável. Memória nã o Volátil armazena os últimos dados gravados no Controlador: - set-point de temperatura - set-point de umidade - status de operaçã o - endereço da Unidade - máquina em operaçã o - senha de acesso. - alarme de temperatura alta - alarme de temperatura baixa - máquina em operaçã o - últimas falhas Anti-reciclagem Após uma parada do compressor, o Controlador aguarda um determinado tempo antes de acioná-lo novamente a fim de garantir uma eqüalizaçã o das pressões alta e baixa. O Controlador também nã o permite que ventilador e compressor sejam acionados simultaneamente. 4
Interface homem-máquina Visor de cristal líquido Considerações gerais Teclas de comando A IHM possui um display alfanumérico de 2 linhas por 16 caracteres e um teclado de membrana com 4 teclas (STATUS, SOBE, DESCE e L/D). A navegaçã o entre as diversas "TELAS" disponíveis para este equipamento é feita da seguinte forma: Se o usuário quiser apenas visualizar o conteúdo de outras telas basta pressionar a tecla STATUS quantas vezes for necessário; ou, Para alterar parâ metros configuráveis do equipamento deve-se obedecer ao seguinte procedimento: 1 navegar através da tecla STATUS até a tela na qual será feita a alteraçã o de parâ metro(s) 2 pressionar a tecla L/D para iniciar o procedimento de alteraçã o do(s) parâ metro(s). O primeiro parâ metro (se houver mais de um) fica piscando 3 pressionar as teclas SOBE ou DESCE para ajustar o parâ metro no valor desejado 4 pressionar a tecla STATUS para navegar entre os parâ metros configuráveis dentro de uma mesma tela (se houver mais de um). O parâ metro a ser ajustado permanecerá piscando 5 repetir os itens 3 e 4 até que os valores de todos os parâ metros estejam dentro do desejado 6 pressionar a tecla L/D para confirmar as alterações dos parâ metros, e para que o equipamento continue a trabalhar dentro desta nova condiçã o 7 se nenhuma tecla for pressionada durante 30 segundos a IHM volta à tela inicial desprezando qualquer alteraçã o feita. IMPORTANTE : Para a correta programação dos SETPOINTS solicite e leis a INSTRUÇÃO DE PROGRAMAÇÃO DOS CDL045. 5
Descrição Funcional TELA PRINCIPAL 25, 0 o C CTR02 REM UR:50% VR-M1 o LIG Funçã o: apresentar status de operaçã o da máquinas Informações disponíveis: Temperatura e Umidade Relativa do ambiente, Número do endereço do controlador na rede (CTR...) e qual máquina que sendo visualizada no display; - Status de operaçã o: - - - operações da máquina desabilitadas V - - ventilaçã o habilitada e ligada V R - ventilaçã o e refrigeraçã o habilitadas e ligadas V - A ventilaçã o e aquecimento habilitados e ligados V R A ventilaçã o refrigeraçã o e aquecimento habilitados e ligados - - - M 1 maquina que esta sendo monitorada no momento Obs.: R piscante indica que há necessidade de refrigeraçã o, mas o compressor nã o pode ser ligado imediatamente (por eqüalizaçã o ou falha). o ao lado do M1 ou M2 se piscante sozinho indica que está programado apenas 1 estágio, se o mesmo piscar acima e abaixo indica que está programado o funcionamento do sistema em dois estágios. Modos de operaçã o: LOC REM LIG DES ALM TELA DE HORÁRIO ATUAL modo LOCAL, comandos feitos pela IHM modo REMOTO, comandos feitos pelo Supervisor máquina LIGADA em funcionamento normal máquina DESLIGADA em funcionamento normal máquina em falha (piscante) STATUS (sem falhas): muda para tela de Horário Atual. STATUS (com falhas): muda para telas de alarmes SOBE OU DESCE : alterna a monitoraçã o entre as máquinas 01 ou 02 ENTER : Liga e habilita as operações no modo LOCAL HORARIO ATUA L: 14:32 Funçã o: Indica o horário atual (HH:MM, em formato 24 h) Informações disponíveis: hora e minuto Todas as teclas: procedimento para ajuste de hora e minuto (vide considerações gerais) TELAS DE ENTRADA DE SENHA DIGITAR SENHA 0000 STATUS : permite mudar dígito a dígito para se alterar o valor da SENHA, no 1 º toque pula para o próximo dígito, no 2 O toque o digito fica piscante pronto para ser mudado. SOBE ou DESCE : altera o valor do digito da SENHA para cima ou para baixo alternando os valores de 0 a 9. L/D : Assim que pressionada assume que toda a senha foi digitada e salta para a tela de confirmaçã o da senha. 6
TELAS DE CONFIRMAR A SENHA CONFIRMA SENHA 0000 STATUS : permite mudar dígito a dígito para se alterar o valor da SENHA, no 1 º toque pula para o próximo dígito, no 2 O toque o digito fica piscante pronto para ser mudado. SOBE ou DESCE : altera o valor do digito da SENHA para cima ou para baixo alternando os valores de 0 a 9. L/D : Assim que pressionada assume que a senha digitada foi confirmada e salta para a tela de alteraçã o de parâ metros ou solicita nova digitaçã o conforme a tela status da senha. TELAS DE STATUS DA SENHA SENHA INVALIDA REDIGITE STATUS : retorna para a tela inicial para que se pressionada novamente retorne a tela de entrada de SENHA. TELAS DE ALARMES FEC RIFF RSC AFS PSL PSH TB TA (ilustrativo) Funçã o: apresentar os alarmes que foram detectados durante o funcionamento da máquina que está sendo monitorada. Informações possíveis conforme a configuraçã o solicitada: RIFF RSC TA TB FSTA PSL RSC UA FSUR FEC alarme de falta ou inversão de Fase alarme de sobrecarga do compressor temperatura alta temperatura baixa falha sensor temperatura ambiente alarme do pressostato de Baixa alarme de sobrecarga do compressor umidade alta falha sensor umidade relativa Free Cooling-Economizador de Energia-Controle Entalpico STATUS: retorna para a tela PRINCIPAL L/D: (pressionado por mais de 3 segundos) reseta as falhas e volta para a tela principal onde sairá o (ALM piscante) se todas as condições de falha forem desfeitas na máquina, menos para as falhas de TB e TA que nã o ficam memorizadas na tela e quando cessadas estas falhas o ALM piscante sai automaticamente. 7
TELA DE PROGRAMAÇÃO DE SET-POINTS TS:22,0 o C UR:60% TA:28 o C TB:19 o C Funçã o: indicar set-points de funcionamento do equipamento Informações disponíveis: set-point de temperatura (TS), set-point de umidade (US) set-point de alarme de temperatura alta (TA) e set-point de alarme de temperatura baixa (TB) - Todas: procedimento para o ajuste de cada set-point (vide: considerações gerais - item B) seguir: Os parâ metros podem ser alterados dentro das faixas de valores especificados a Faixa de valores Valor Padrã o Histerese Temperatura (TS) 18 a 30 C 22 C 1,6 C Umidificaçã o (UR) 30 a 95% 60% 5% Alarme temp. alta (TA) 28 a 34 C 32 C 2 C Alarme temp. baixa (TB) 13 a 19 C 19 C 2 C Estes valores sã o armazenados na memória do controlador mesmo no caso de falha de energia elétrica. O controlador monitora permanentemente o sensor de temperatura e atua no ambiente através da refrigeraçã o (TS + (histerese 2) = liga refrigeraçã o; TS (histerese 2)= desliga refrigeraçã o). TELA DE SELEÇÃO DO ENDEREÇO DE MÁQUINA MAQUINA SELEC. ENDERECO :00 Funçã o: Selecionar o numero de endereço da máquina. Informações disponíveis: endereço selecionado Todas as teclas: procedimento para troca do endereço. (vide considerações gerais ) TELA DE TROCA DE SENHA TROCA DE SENHA 0000 Funçã o: Permitir a troca de senha do usuário habilitado a fazer as mudanças dos parâ metros e programações. Todas as teclas: procedimento semelhante ao da entrada de senha porém para que a mesma seja salva no momento em que se tenha terminado de digitar a nova senha deve-se pressionar a tecla STATUS e assim que nã o houver nenhum número piscante pressione a tecla SOBE que fará que o novo valor da senha seja salvo e assumido pelo controlador e o sistema retorne para a tela principal. 8
Apêndices Sinais de entrada Entradas digitais O Controlador possui até 6 entradas digitais para alarmes ou sinal do modulo ECONOMIZADOR (FEC), conforme segue: AFS (air flow switch (chave de interrupçã o de fluxo de ar)). Quando em aberto, o controlador sinaliza a respectiva falha e desabilita o funcionamento do ventilador, do compressor e/ou aquecimento. Requer reset manual para liberar a máquina. TD (termostato de descarga (alta temperatura na saída do compressor)), PSL (pressostato de baixa pressã o no compressor), PSH (pressostato de alta pressã o no compressor) RSC (relé de sobrecarga). Quando em aberto, o controlador sinaliza a(s) respectiva(s) falha(s) e desabilita o funcionamento do compressor e/ou aquecimento. Requer reset manual para liberar a máquina. RIFF O Controlador sinaliza a(s) respectiva(s) falha(s) e desabilita o funcionamento do ventilador, do compressor e/ou aquecimento. Nã o requer reset manual para liberar a máquina. O Controlador aguarda 3 segundos após o início destas ocorrências antes de alterar o estado de qualquer uma de suas saídas de comando, visando evitar que prováveis ruídos venham a gerar falsas interpretações por parte do Controlador. FEC O Controlador ao receber sinal do módulo externo FEC desabilita o funcionamento dos compressores e/ou aquecimento acionando o ventilador e abrindo os dampers. O sinal de FEC é automaticamente liberado se deixar de existir ou será automaticamente inibido se a temperatura ambiente atingir o valor do setpoint de temperatura alta (TA). Entradas analógicas O Controlador tem 1 entrada analógica para leitura de temperatura AMBIENTE : SENSOR FAIXA PASSOS ERROS TEMPERATURA DO AMBIENTE (TS) DE 1 A 50 C 0,2 C FSTA COM O SENSOR EM CURTO OU ABERTO Quando o sensor de temperatura entrar em curto e/ou abrir o seu contato, a IHM acusará as falhas de FSTA (falha do sensor de temperatura ambiente). No caso da falha FSTA, o Controlador desligará automaticamente o funcionamento de todo o sistema, até que o problema no sensor seja sanado. 9
Sinais variáveis digitais O controlador possui uma entrada para o sensor de umidade que trata um sinal digital com variaçã o de freqüência em relaçã o a umidade vindo do sensor, com parâ metros conforme segue: SENSOR FAIXA PASSOS ERROS UMIDADE (RH) DE 15 A 94% 1% FSUR ABAIXO DE 15% E ACIMA DE 94% Se ocorrer algum problema com o sensor, a IHM irá sinalizar a falha FSUR (nas 2 máquinas) e se o compressor estiver ligado para controlar a umidade, o controlador irá desligá-lo até que a falha no sensor seja sanada; esta ocorrência nã o interfere no controle de temperatura através do compressor. Nã o requer reset manual. Saídas digitais - ( CONFIGURÁVEIS conforme necessidade ) TA temperatura alta. Se a temperatura ambiente na máquina ultrapassar o valor estabelecido em TA na tela de setpoints, o Controlador sinaliza a temperatura alta através do relé correspondente e através da IHM (TA). Caso a condiçã o se repita na máquina secundária o Controlador também sinaliza esta condiçã o na IHM. FALHA MÁQUINA, O Controlador detectando alguma das falhas que travam o sistema (RIFF, PSL, PSH, AFS, RSC e FSTI) acusa a falha na IHM e desliga os compressores e o ventilador conforme o caso. Quanto a falha de RIF, o Controlador desliga todo o sistema e no retorno da energia ele volta a funcionar normalmente. DAMPERS. Se o sistema estiver dotado com dampers os mesmos poderã o ser acionados em situações pré-definidas tal como CONTROLE ENTÁLPICO com a utilizaçã o do módulo FEC que monitorando o ambiente externo e sob condições pré estabelecidas este módulo dispara um sinal para o controlador que atuará de modo ECONOMICO desabilitando os compressores, acionando ambos os ventiladores e abrindo os dampers enquanto as condições externas forem favoráveis a esta operaçã o. COMUNICAÇÃO SERIAL OU REDE. O sistema CDL045 possui uma saída serial (RS232/422) que permite a interligaçã o em serie de até 99 módulos em rede RS422 em conjunto com um Microcomputador como Master da Rede Local e com o Software adequado permite monitorar e atuar sobre todos os módulos interconectados a este sistema, distanciados do ponto inicial ao ponto final da rede a um máximo de 1500 m. Cada módulo com um endereço próprio, configurável via IHM, cuidandose de garantir a nã o repetiçã o de um mesmo endereço. O sistema é protegido pela utilizaçã o de uma chave LOCAL/REMOTO com a qual cada módulo em modo LOCAL impede que o Mestre atue nos acionamentos e setpoints da máquina para se evitar acidentes quando estiver em manutençã o, por exemplo. E no modo REMOTO o usuário pode navegar por todas as telas do IHM, desde que disponha a senha, porém fica impedido de ajustar os setpoints que passa a ser atribuiçã o do Microcomputador Master e do Software Supervisório. 10
O Sistema de Supervisão Após copiar os arquivos contidos no disquete do Sistema PLC Sictron, envie para a área de trabalho o ícone do controle. E a partir dele acione o sistema de comunicaçã o e controle do Sistema PLC Sictron. A partir do duplo click no ícone do CONTROLE, surgirá o quadro de seleçã o da porta de comunicaçã o (COM). Certifique-se em qual porta estã o conectados os controladores e a selecione com a seta do mouse e tecle no botã o OK para confirmar. Caso tenha solicitado a porta errada ou a mesma nã o está habilitada para comunicaçã o, será exibido o box de inconsistência na tentativa de acionar a porta solicitada conforme a tela a seguir. Nesta situaçã o só é possível teclar OK no botã o da tela Porta de Comunicaçã o nã o Disponível; e esta açã o interromperá o processo de acionamento do sistema de controle, retornando para o Windows. É necessário que se verifique por qual motivo a porta de comunicaçã o nã o está respondendo, ou mesmo qual é o número correto da porta a ser solicitada, para depois de certificado sobre os parâ metros solicitar o sistema de controle novamente, dando de novo duplo click no ícone de controle. Nã o ocorrendo nenhum impedimento ou erro na porta de comunicaçã o o micro computador estabelece a comunicaçã o entre ele e os módulos que estã o presentes na rede e libera a próxima tela 11
A Tela do Controle no Windows A partir desta tela tem-se o total controle do ambiente a ser supervisionado no quadro Dados Locais você seleciona o endereço da unidade Remota a ser monitorada, de 01 a 99, especifica os valores dos setpoints de Temperatura e da Umidade Relativa a ser obedecida pelo processamento do controlador e tem a sua disposiçã o os controles sobre os acionamentos e seleçã o sobre o modo de operaçã o do sistema. Observe que o comando ENVIAR somente será efetivo se a unidade Remota estiver com a chave LOCAL/REMOTO posicionada para a funçã o Remota. No caso de estar na posiçã o Local somente será possível ao Sistema Supervisor fazer a leitura dos Dados da unidade Remota em uma única vez através do botã o Solicitar ou ainda ficar no modo Automático para fazer somente a leitura constante desses Dados Remotos. No quadro Dados Remotos sã o oferecidas as leituras no quadro Medidas da Unidade Remota selecionada, sendo elas: Setpoint de Temperatura, Setpoint de Umidade, Umidade Relativa do Ambiente e Temperatura do Ambiente. No quadro Status Operaçã o é apresentado uma tabela das operações e alarmes que o sistema Supervisório monitora para cada um dos equipamentos (01 ou 02) que cada unidade controladora remota monitora. Para cada atividade do equipamentos a tela do sistema simula um LED que troca de cor no momento em que o controlador percebe a açã o das operações previstas no quadro de Status Operaçã o. 12
Se das situações percebidas o evento for uma falha em um dos equipamentos um LED pertinente a esta falha acenderá no quadro FALHAS permitindo identificar o tipo de falha que ocorreu, veja exemplo na tela abaixo: Observe que todo os controles do quadro Dados Locais foram habilitados anteriormente e que o sistema supervisor está no modo de leitura automático, portanto o sistema está rastreando constantemente o endereço da unidade remota número 01, que está operando com duas máquinas em dois estágios de operaçã o e pelo nível da temperatura do ambiente o ventilador 01 e o compressor 01 estã o atuantes e existem falhas de operaçã o na máquina 02 detalhadas no quadro de FALHAS como RSC2 e RIF2. As condições até o momento apresentadas representam situações em que o ambiente Microcomputador x Controlador x Rede física estã o todas OK conforme mostra a informaçã o Status da Comunicaçã o no quadro Dados Remotos. Entretanto algumas situações podem levar ao status nã o OK do sistema conforme mostram os exemplos e as telas a seguir. Uma situaçã o possível e passiva de erro de comunicaçã o é a duplicaçã o do mesmo endereço em duas ou mais unidades controladoras remotas, que é configurado em cada um dos controladores conforme as instruções da tela de seleçã o da página 08 deste manual, o status de comunicaçã o apresentará de forma constante a mensagem CRC, e para corrigí-la deve-se identificar e alterar em todos os controladores que apresentam o mesmo endereço selecionando para cada um deles um ÚNICO endereço dos 99 possíveis. 13
Observe nesta tela acima que o status de comunicaçã o apresenta a mensagem CRC fixa para a unidade remota 01 selecionada e os dados remotos obtidos poderã o estar truncados e incompletos, devemos entã o nesta situaçã o executar a correçã o sugerida nos controladores com endereços repetidos. Outras mensagens, sem risco de gravidade, podem aparecer rapidamente no status de comunicaçã o, alternando-se com as mensagens OK e/ou CRC, sã o elas: FRM1, FRM2, FRM3 e FRM4 e significam que: Durante as trocas de informaçã o entre o micro computador e a unidade remota solicitada pacotes de informações que denominamos FRAMES, que numeramos de 01 a 04, transitam na linha de comunicaçã o e cada um desses frames é tratado e consistido assim que chega ao microcomputador. Se houver alguma inconsistência por falha momentâ nea da comunicaçã o; truncamento ou ruído na linha, este erro é tratado em tempo real e rejeitado para apresentaçã o, e o sistema supervisor exibe rapidamente qual frame (FRM...) ou error de checksum (CRC), foi rejeitado e o recompõe na leitura seguinte. Se ocorrer uma falha de comunicaçã o severa tal como um curto circuito ou interrupçã o dos cabos da linha de comunicaçã o ou também uma falha no sistema operacional do micro computador que afete as portas de comunicaçã o a tela se apresentará como a figura abaixo, com o status de comunicaçã o apresentando a mensagem Tout. 14
Ressaltamos porém que esta mesma mensagem também aparecerá sempre que desativarmos a solicitaçã o de Dados Remotos do modo automático, portanto para termos certeza que a linha de comunicaçã o está de fato interrompida solicite o modo automático por mais uma ou duas vezes e se após cinco segundos persistir a mensagem Tout, a linha de comunicaçã o realmente está inativa por algum motivo que precisa ser identificado e corrigido. 15