0.1. Introducción. Figura 1. Esquema del sistema a controlar para dos calderas

Transcripción

1 CONTROL DE SALAS DE CALDERAS Autora: Vallejo Cebrero, Laura Director: Santamaría Navarrete, Eduardo Entidad Colaboradora: ICAI-Universidad Pontificia Comillas y Sistena S.A. RESUMEN DEL PROYECTO 0.1. Introducción E N un edificio de viviendas hay que obtener agua caliente para la calefacción y además el A.C.S. Para ello se dispone de 1 ó 2 calderas y de una instalación de bombas y válvulas como se ve a continuación. Figura 1. Esquema del sistema a controlar para dos calderas A la caldera llega agua. En la caldera se calienta el fluido y pasa a la parte secundaria del circuito. Una parte de éste llegará a las viviendas como agua caliente sanitaria y la otra se usará para calefacción. En el mercado se pueden encontrar algunos productos para el control de salas de calderas. Entre las marcas que fabrican este tipo de tecnología, el mayor fabricante hoy día es Siemens y el modelo más nuevo en el mercado es el RVP360 cuyo coste asciende a 618,29 e. El objetivo primero de este proyecto es conseguir un precio inferior al que actualmente hay en el mercado. También se quieren añadir algunas mejoras. Entre ellas cabe destacar: I

2 Utilización de un microprocesador nuevo más barato que, a su vez, incorpora funciones. Además será un microprocesador del que necesitaremos poca memoria al programar en ensamblador. Opción de poder controlar dos calderas a la vez en el mismo circuito. La segunda caldera funciona cuando no se llega a la temperatura de consigna o por tener algún problema. Uso de comunicaciones estándar RS-485. Fuente conmutada con una entrada de tensión entre 85 y 265 V a cualquier frecuencia. Esto hace al producto compatible con las características de la red de cualquier país. En último lugar este proyecto responde al deseo por parte de Sistena S.A. (empresa colaboradora) de sacar al mercado este tipo de equipo Metodología La primera etapa del desarrollo del proyecto ha sido el estudio del estado arte: todos los productos similares que ya existen en el mercado. Se pensaron las variables del sistema que hacía falta controlar, entradas y salidas necesarias. Sabiendo el número de variables a controlar se eligió un microprocesador acorde. Entre los periféricos que se necesitaban para el desarrollo de la tarjeta se encuentran: convertidor analógicodigital, timer y comunicaciones serie. También se tuvo en cuenta en la elección el precio y la experiencia de la empresa con otros productos de esta misma familia de microprocesadores. A continuación se realizó un desarrollo teórico del circuito electrónico de control: circuito de entradas y salidas digitales, entradas y salidas analógicas, reloj de tiempo real externo al microprocesador y memoria EEPROM. El circuito teórico se implementó en OrCAD. Una vez completado este paso se realizó el diseño del layout con el mismo programa. Una vez listo el circuito en formato digital se mandó fabricar la PCB a una empresa externa. De forma paralela se desarrolló la programación y la correspondiente depuración del código. II

3 0.3. Resultados En la siguiente figura se muestra el esquema hardware desarrollado. Figura 2. Hardware El software se desarrolló y depuró correctamente. La vista exterior del hardware se muestra a continuación. La tarjeta se diseñó para que cupiera en la caja que se muestra. Figura 3. Vista exterior sistema de control El precio unitario del equipo, estimando que en los 2 primeros años se venden 150 unidades (y que estos 2 años sirven para amortizar el coste del proyecto) fue de 220 e. Por lo que se consigue un precio casi 3 veces inferior al que existe actualmente en el mercado. III

4 ABSTRACT CONTROL OF HEATING Author: Vallejo Cebrero, Laura Director: Santamaría Navarrete, Eduardo Affiliation: ICAI-Universidad Pontificia Comillas and Sistena S.A. PROJECT ABSTRACT 0.1. Introduction I N a residential building it is necessary to get hot water for heating and d.h.w. In order to get that, it s necessary to use one or two boilers, valves and pumps like it s showed below. Figure 1. Two boilers The water reachs the boiler. In the boiler the fluid is heated and gone to the second part of the circuit. One part of this is used in the residential building like d.h.w. and the other part like heating. It is possible to find this product in the market for control of heating. Between the different brands that made this type of technology, the most important is Siemens and the newest model in the market is RVP360, which price is 618,29 e. The primary objective of this project is to get a lower price than before and also to do some improvements. Among these improvements, the more important are: To use a cheaper new microprocessor, which also will have new options. It will be a microprocessor with little memory because it won t be needed anymore for programming. IV

5 ABSTRACT The option to control two boilers in the same circuit. The second boiler works when the temperature is not correct or if there are any problems. To use standard communications (RS-485). Switching power supply with voltage input between 85 and 265 V at any frequency. That is good because it is possible to use this in any country in the world. In last place, this Project is an idea of Sistena company to sell this product in the market Methodology The first part of this Project has been the "state of the art": searching for every similar products in the market. After that, it was studied the systems variables to control: inputs and outputs required. Now that the number of control variable are known, it was chosen a microprocessor that may fit whit that. Among the peripheral devices for developing the card, it can be found: analog digital converter, timer and serial communication. It was also taken into account in the election, the price and the experience of the enterprise whit other products of the same microprocessor family. After that, it was developed a control electronic theoretical circuit: digital inputs and outputs circuit, analogs inputs and outputs, extern real time clock and EEPROM memory. The theoretical circuit was implemented in OrCAD. When this step was finished, the layout design was made with the same computer program. When the digital circuit was finished it was sent to be produced on an extern company. code. At the same time, it was developed the programming part and the related debugging of the V

6 ABSTRACT 0.3. Results In the next figure is showed a hardware scheme. Figure 2. Hardware Software was developed and debugged successfully. The external view of hardware is show below. The target was designed with the dimensions of the box in order to fit on it. Figure 3. Vista exterior sistema de control The unit price of product was 220 euros, if it s estimated that on the next 2 years, it will be sold 150 units (and that this years are used to amortize the project cost). This way it s earned a price three times lower than the one of the actual existing product on the market. VI