Местная система управления вентиляторами

Если говорить о местных системах управления вентиляторами, многие сразу представляют себе шкаф с кнопками и парой реле — мол, что там сложного? На практике же это часто оказывается тем самым узким местом, где красивая инженерная идея разбивается о реальность монтажа, эксплуатации и, что уж греха таить, человеческого фактора. Слишком часто вижу, как проектировщики, особенно молодые, вырисовывают идеальные логические схемы, абсолютно оторванные от того, что будет происходить на объекте через полгода или год. А потом начинается: ?почему не срабатывает?, ?почему перегревается?, ?почему оператор не понимает, что делать?. Вот об этих ?почему? и хотелось бы порассуждать, без глянца, с конкреткой.

Что на самом деле скрывается за термином ?местное управление?

Когда в техническом задании пишут ?местная система управления вентиляторами?, под этим может подразумеваться что угодно. От простейшего пускателя с тепловым реле в пылезащищенном корпусе у самого агрегата до полноценной панели с ЧП-преобразователем, системой мониторинга вибрации и интерфейсом для интеграции в верхний уровень АСУ ТП. И главная ошибка — не определить этот уровень на самом старте. Мы однажды поставили для одного из цехов по производству строительных смесей шкафы, которые по проекту должны были работать только на местном управлении. Но выяснилось, что технологи хотели дистанционно видеть статус ?Стоп/Пуск? из операторской. Казалось бы, мелочь — добавить пару сухих контактов. Но вся логика была завязана на местные кнопки, пришлось перекладывать часть схемы, менять контроллер. Клиент недоволен, мы в убытке.

Поэтому теперь первым делом задаю вопросы: кто будет обслуживать? Электрик с средним образованием или инженер-наладчик? Как часто нужно будет менять режимы? Будет ли доступ к шкафу ограничен? От ответов и пляшем. Для простых вытяжных систем на складе часто достаточно надежного контактора и ручного переключателя ?Авто/Ручной?. А вот для главного вентилятора в котельной, где важен плавный пуск и защита от помпажа, уже нужен частотник с базовой логикой и выводом аварий на общую сигнализацию. Кстати, о частотниках — это отдельная боль.

Часто заказчики просят ?поставить частотник для экономии энергии?. Но если вентилятор работает 24/7 на одной и той же скорости, зачем он? Окупаемость — ноль. Или другая крайность: ставят дешевый частотник без должного дросселя на входе и правильного заземления, а потом удивляются, что мотор гудит, датчики врут, а сам преобразователь через месяц выходит из строя из-за перегрева в том же пыльном углу. Местное управление — это не только кнопки, это вся обвязка вокруг.

Главный враг — среда. О чем забывают в кабинетах

Самое большое количество проблем с местными системами управления возникает не из-за ошибок в схеме, а из-за банального неучета среды. Яркий пример — наш проект для лакокрасочного цеха. Шкаф управления вентиляторами вытяжной системы смонтировали прямо в зоне, где возможны пары растворителей. Корпус был по IP54, казалось бы, защита от пыли и брызг есть. Но никто не подумал о взрывозащите. Сами вентиляторы-то были во взрывозащищенном исполнении, а шкаф — нет. Пришлось срочно искать и ставить шкаф с маркировкой Ex. Дорого и с задержкой.

Или температурный режим. В котельной +35°C — обычное дело. А электроника, особенно дешевые китайские контроллеры и реле, этого не любит. Видел, как контакты ?залипали? просто от жары. Поэтому теперь всегда смотрю на рабочий диапазон температур компонентов и при необходимости закладываю небольшой шкафной кондиционер или хотя бы вентилятор с фильтром. Пыль — отдельная тема. На цементном заводе обычный радиальный вентилятор может за месяц ?съесть? столько пыли, что она забьет не только фильтры, но и проникнет внутрь шкафа через кабельные вводы. Нужны сальники, герметики, регулярное обслуживание. Но в графике ТО это часто не заложено.

Еще один момент — вибрация. Если панель управления крепится прямо на стену рядом с мощным вентилятором, со временем от вибрации могут открутиться клеммы, потрескаться дорожки на плате. Нужно либо выносить шкаф подальше, либо использовать виброизоляционные прокладки. Мелочь, но о ней вспоминают, только когда уже поздно.

Про человеческий фактор и ?интуитивно понятный интерфейс?

Можно собрать идеальную с инженерной точки зрения систему. Но если ею будет пользоваться человек, который видит ее раз в неделю и хочет просто быстро включить или выключить вентиляцию, — возникают проблемы. Требование ?интуитивно понятного интерфейса? для местного управления — не прихоть, а необходимость. Однажды мы поставили шкаф с сенсорной панелью, красивой, с графиками. А оператору — человеку в возрасте — было проще привычной ручки потенциометра и большой красной кнопки ?Стоп?. Сенсор он просто игнорировал, боялся тыкнуть не туда.

Поэтому теперь при проектировании системы управления вентиляторами всегда спрашиваю: кто будет нажимать? Часто оптимальным оказывается простейший набор: зеленая кнопка ?Пуск?, красная ?Стоп?, ключ-переключатель ?Ручной/Автомат? и сигнальные лампы ?Работа? и ?Авария?. Все. Никаких многоуровневых меню. Аварийные сообщения должны быть не в виде кода ?F-05?, а простой текст на русском: ?Перегрев двигателя? или ?Обрыв цепи датчика?. Это критически важно для быстрого реагирования.

И да, расположение. Шкаф не должен стоять в труднодоступном месте, куда нужно карабкаться по стремянке. Кнопки ?Стоп? по правилам безопасности должны быть в зоне легкой досягаемости от самого агрегата, причем такой, чтобы ее можно было нажать, даже если основной шкаф управления по какой-то причине недоступен. Это часто нарушается в погоне за эстетикой монтажа.

Интеграция или автономность? Вечный компромисс

Сейчас модно все подключать к общей АСУ ТП. Но для местного управления вентиляторами это не всегда оправдано. Бывают случаи, когда излишняя интеграция только вредит надежности. Если сеть верхнего уровня ?легла?, это не должно парализовать работу локальной вентиляции, особенно если речь о вытяжке из вредных зон. Поэтому правильная архитектура — это когда местный шкаф может работать полностью автономно, а связь с верхним уровнем — только для мониторинга и дистанционного пуска/останова по желанию оператора.

Мы сотрудничали с компанией Компания Уси Лунцзюнь Электрик (ООО) (информацию о них можно найти на https://www.longjunpower-epct.ru). В их подходе мне импонирует как раз этот прагматичный взгляд. Как компания, выросшая из оборонного завода, они понимают важность надежности и простоты. В некоторых их комплектах шкафов управления для мощных вентиляторов я видел классические решения на релейной логике и контакторах, которые, может, и не так ?современно?, зато ремонтопригодны в полевых условиях любым электриком. Иногда это важнее, чем модный контроллер, для замены которого нужно ждать специалиста из города.

С другой стороны, там, где нужна точная регулировка расхода воздуха по датчикам давления или температуры, без программируемой логики не обойтись. Но и тут важно не переусложнять. Однажды видел систему, где логика работы вентилятора зависела от двадцати разных условий. В итоге она впадала в ?ступор? при малейшем отклонении какого-нибудь второстепенного параметра. Пришлось упрощать программу, оставив только критически важные контуры регулирования. Остальное — на ручное управление.

Из практики: случай с градирней

Хочу привести пример из личного опыта, который хорошо иллюстрирует все вышесказанное. Был объект — градирня на промышленном предприятии. Два мощных вентилятора, каждый со своим местным шкафом управления. Задача — обеспечить работу в ручном режиме с места и автоматический режим по сигналу от общего контроллера температуры воды. Казалось, все просто.

Но на этапе пусконаладки вылезла проблема. Датчики температуры были аналоговые, сигнал 4-20 мА. Длина линии — около 80 метров. Из-за наводок от силовых кабелей, проложенных в общем лотке (так сделали монтажники, вопреки проекту), сигнал на контроллере в шкафу прыгал. Это вызывало ложные срабатывания и постоянные переключения режимов вентиляторов. Автоматика не работала. Пришлось экранировать сигнальные линии, перекладывать их отдельно, ставить дополнительные фильтры помех. Потеряли неделю.

Вывод? При проектировании местного управления нельзя рассматривать только сам шкаф. Нужно думать о всей системе: датчики, их линии связи, источники помех, качество электропитания (кстати, в том же проекте были просадки напряжения, пришлось ставить стабилизатор). И обязательно проводить комплексные испытания при максимально приближенных к реальным условиям. Лучше потратить время на этапе наладки, чем потом получать звонки среди ночи о том, что ?вентиляторы сошли с ума?.

В целом, тема местной системы управления вентиляторами — это бесконечное поле для поиска баланса между надежностью, функциональностью, стоимостью и удобством. Готовых рецептов нет. Есть только понимание, что эта система должна работать не на стенде, а в цеху, часто в тяжелых условиях, и ее основная задача — чтобы вентилятор крутился тогда, когда нужно, и останавливался, когда это требуется. Все остальное — вторично.