29
Рисунок 2.1 - Структурная схема контроллера ТРМ132М
2.1 Аналоговые входы
К универсальным аналоговым входам (контакты 12-23, 28-39)
подключаются первичные преобразователи.
Первичные преобразователи (датчики) преобразовывают физические
параметры объекта в электрические величины, поступающие в контроллер для
их дальнейшей обработки.
В качестве входных датчиков контроллера могут быть использованы в
любой комбинации: термометры сопротивления; термопары (преобразователи
термоэлектрические);
активные преобразователи с выходным аналоговым сигналом в виде
постоянного напряжения или тока; резистивные датчики.
Включение любого датчика в список опроса производится автоматически
после задания типа его НСХ в параметре «Тип датчика {N}». При установке в
30
параметре «Тип датчика {N}» значения «НЕТ ДАТЧИКА» датчик из списка
опроса исключается.
2.2 Дискретные входы
Для контроля состояния внешнего оборудования, диагностики
работоспособности системы, а также подключения внешних устройств
управления состоянием контроллера предусмотрены восемь дискретных входов
(С1...С8), предназначенных для подключения контактных датчиков типа «сухой
контакт». В данной модификации задействовано 5 дискретных входов (С4...С8).
В качестве датчиков типа «сухой контакт» могут быть использованы
датчики с выходом «сухой контакт», а также различные выключатели, кнопки,
концевые выключатели, контакты реле и т. д.
Для каждого дискретного входа в зависимости от типа, подключенного к
нему датчика (нормально замкнутый или нормально разомкнутый)
пользователь задает логику его обработки в соответствующем разряде
параметра «Логика Дискр. Вх».
Сигналы формируются в результате подачи напряжения на
соответствующий дискретный вход.
С целью фильтрации от помех, а также подавления дребезга контактов в
модуле дискретных входов контроллера реализован параметр «Пост. Ф.
ДребКонт», который определяет время задержки переключения дискретного
входа.
2.3 Выходные устройства
Выходные устройства предназначены для передачи выходного
управляющего сигнала на исполнительные механизмы.
Контроллер обладает 6 ВУ. ВУ могут быть двух типов: дискретные и
аналоговые. Типы выходных устройств определяются на стадии заказа прибора.
Вне зависимости от типа, любое выходное устройство гальванически
изолировано от измерительного блока (за исключением выхода Т).
31
Дискретное ВУ - электромагнитное реле, транзисторная оптопара,
оптосимистор - используется для управления (включения/выключения)
нагрузкой либо непосредственно, либо через более мощные управляющие
элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы.
Электромагнитное реле (выход Р) предназначено для коммутации
силовых цепей напряжением не более 250В и рабочим током не более 8А.
Транзисторная оптопара (выход К) применяется, как правило, для
управления низковольтным реле (не более 60В при токе не более 400 мА). Во
избежание выхода из строя транзистора из-за большого тока самоиндукции
параллельно обмотке внешнего реле необходимо устанавливать диод.
Транзисторный ключ (выход Т) предназначен для прямого подключения к
прибору в качестве нагрузки твердотельного реле (выходное напряжение от 4
до 6В, постоянный ток не более 25 мА).
Оптосимистор (выход С) имеет внутреннюю схему перехода через ноль и
включается в цепь управления мощного симистора или пары встречно-
параллельно включенных тиристоров через ограничивающий резистор.
Величина сопротивления резистора определяет ток управления симистора.
Нагрузочная способность выхода - ток не более 50 мА при переменном
напряжении не более 250 В.
Для предотвращения пробоя тиристоров из-за высоковольтных скачков
напряжения в сети к их выводам рекомендуется подключать фильтрующую RC
цепочку (R2C1). Дискретное ВУ имеет два мгновенных состояния включено
или выключено. Аналоговое ВУ представляет собой цифро-аналоговый
преобразователь, позволяющий формировать аналоговый сигнал постоянного
тока или напряжения.
2.4 Управление исполнительными механизмами
Исполнительные механизмы, используемые с прибором, могут быть двух
типов двухпозиционные и трехпозиционные. Двухпозиционные ИМ имеют два
положения «вкл» и «выкл.», для управления таким механизмом используется
32
одно ВУ (реле, ключ, симистор). При использовании одного дискретного
выходного устройства оно будет либо включенным, или выключенным.
Прибор ТРМ132М-01 управляет трехпозиционным исполнительным
механизмом (задвижкой) при помощи сигналов трех типов: «больше»,
«меньше», «стоп». ТРМ132М-01 может управлять трехпозиционным ИМ,
положение, которого вычисляется прибором по математической модели. Для
того, чтобы математическая модель более близко соответствовала реальности,
необходимо как можно точнее задать параметры реального ИМ:
- полное время хода ИМ;
- время выборки люфта;
- минимальное время ПУСК/ОСТАНОВ;
- зона нечувствительности.
Прибор по этим данным вычисляет текущее положение задвижки в
любой момент времени.
При использовании ДПЗ (датчик положения задвижки) контроллер
управляет задвижкой с использованием математической модели,
синхронизируя текущее положение от датчика положения.
Примечание - Неточное соответствие математической модели и реальной
задвижки, может привести к накоплению рассогласования. В результате этого в
крайних положениях может быть подан сигнал на открытие или на закрытие,
когда реальная задвижка уже полностью открыта или закрыта. Это может
повлечь за собой поломку оборудования, поэтому не допускается
использование задвижек без концевых выключателей. Следует учитывать, что
управление задвижкой без датчика положения менее точно и приводит к
накоплению ошибки. Задавать параметры математической модели задвижки
обязательно даже при использовании датчика положения.
Математическая модель открытия и закрытия задвижек может быть
описана следующим образом. Устройство КР (клапан запорно-регулировочный)
предполагает применение электрического привода с двумя парами контактов
33
для управления направление его вращения. При подаче управляющих сигналов
на первую пару контактов задвижка перемещается в одну сторону, например,
открывается, а при подаче импульсов на вторую – закрывается. Если на
задвижке отсутствует датчик положения, то регулятор вычисляет среднюю
скорость перемещения задвижки Vср. по формуле:
Vср =
????
????,
где Xp -полоса пропорциональности; EI – отклонение; ΔEi – разность
между двумя соседними измерениями Ei и Ei-1; Τи – постоянная времени
интегрирования.
Если сигнал Vср 0, то сигнал выдается на контакты реле «меньше»; если
Vср 0, то на реле «больше». Длительность управляющих импульсов
определяется по формуле:
D = Vср. Тсл,
где D – длительность импульсов, Тсл – период следования импульсов.
В такой системе клапан работает в соответствии с диаграммой на рис. 2.2.
Откл.
t
,
с
Вкл.
Реле
«больше»
Вкл.
Откл.
Реле
«меньше»
Т,˚С
D
Тсл
Рисунок 2.2 - Режим работы задвижки в зависимости от температуры
подаваемой воды
34
2.5 Запорно-регулировочная арматура
Требованиям в достаточной мере удовлетворяют клапаны Clorius
Controls М2F DN100 (рис.3.3), такие клапаны оснащаются электроприводами
прямого действия.
Рисунок 2.3 - Клапан регулирующий Clorius Controls М2F DN100
Общие характеристики запорно-регулирующих клапанов Clorius Controls
М2F DN100 приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Общие характеристики запорно-регулирующих
клапанов Clorius Controls М2F DN100
Корпус
чугун GG25
Компоненты
нерж. сталь
Рабочее давление
Ру16
Максимальная температура
300°С
Регулировочная характеристика
квадратичная
Двухседельчатый
Протечка менее
0.5%
Присоединение к приводу
1"
Для данных технических условий подходит клапан типа 100M2F со
следующими характеристиками, показанными в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Характеристики клапан типа 100M2F
Тип
Присоединение
Ном.диам.,
мм
Kvs,
м3/ч
Ход штока,
мм
Вес,
кг
100M2F
100
100
125
150
37
35
Конструкция клапана 100M2F и его монтажные размеры показаны на рис.
2.4, а значения этих размеров приведены в табл. 2.3.
Рисунок 2.4 - Монтажные размеры.
Таблица 2.3
Монтажные размеры клапана 100M2F
Для данного типа КР (100 M2F) подбирается электропривод прямого
действия типа V (рис. 2.5), предназначенный для управления регулирующими
клапанами Clorius.
Рисунок 2.5 - Электропривод прямого действия типа V
Электроприводы такого типа применяются в системах отопления,
теплоснабжения, охлаждения, вентиляции, производственных процессах и
других технологических системах. Приводы монтируется с возвратной
пружиной, для закрытия в случае отключения питания, с кронштейном для
дополнительного крепления привода, с потенциометром. Привод может
Размеры
L, мм
Н , мм
H1, мм
D, мм
k, мм
d, мм х ш
100 M2F
350
185
209
220
180
18*8
36
устанавливаться в любом положении, но предпочтительнее установка над
клапаном.
Электропривод приводится в действие асинхронным двигателем с
редуктором. Редуктор помещен в закрытую коробку, где происходит смазка
механизма. Величина хода штока может быть настроена пропорционально
стандартному сигналу 4 - 20мА. Привод может быть установлен и закрыт в
любой позиции, соответствующей требуемому расходу. Приводы имеют
встроенные предохранительные пружины, защищающие от перегрузки. Колеса
изготовлены из металла и синтетических материалов. Привод комплектуется
дополнительными концевыми выключателями, которые обычно используются
для описания положения привода “закрыто-открыто”.
Рисунок 2.6 - Электрическое подключение привода типа V
На рисунке 2.6 изображено электрическое подключение привода типа V.
Запорно-регулировочный клапан 100M2F совместно с электроприводом типа V
используется для регулировки первичного теплоносителя на теплообменниках
в зданиях АО «МОССЕЛЬПРОМ». Всего понадобится три таких клапана.
37
2.6 Схема подпитки системы отопления
Для реализации схемы подпитки системы отопления понадобится насос
подпитки, два запорно-регулировочных клапана с электроприводами. Насос
подпитки любой на напряжение 220В или 24В. Этим условиям соответствуют
насосы фирмы GRUNDFOS, на пример ALPHA PRO 25-40. Его монтажные
размеры приведены ниже рис 2.7.
Рисунок 2.7 - Монтажные размеры насоса ALPHA PRO 25-40
Запорно-регулировочные клапаны фирмы Clorius марки 25M1F-SFL.
Технические характеристики приведены в таблицах 2.4, 2.5, 2.6, а на рисунке
2.8 изображен сам клапан 25M1F-SFL.
Таблица 3.4
Технические характеристики клапана фирмы Clorius
Корпус
чугун GG25
Компоненты
нерж. сталь
Рабочее давление
Ру16
Максимальная температура
150°С
Регулировочная характеристика
линейная
Односедельчатый
Протечка менее
герметичен
Присоединение к приводу
1"
38
Таблица 3.5
Технические характеристики клапана фирмы Clorius
Тип
Присоединение
Ном.диам.,
мм
Kvs,
м3/ч
Ход
штока, мм
Вес, кг
25M1F-SFL
1
25
10
5,5
1,7
Таблица 3.6
Технические характеристики клапана фирмы Clorius
Рисунок 2.8 - Клапан регулирующий Clorius Controls 25M1F-SFL.
Для этого клапана подходит электропривод марки VB-30. Его
технические характеристики приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Технические характеристики электропривод марки VB-30
Напряжение
Тип VB-30-24 24в 10%
Тип VB-30-230 230в 10%
Тип VBA-30-24 24в 10%
Частота
50Гц
Входной сигнал
Тип VB-30-24 24в
трехпозиционный
Размеры
L, мм
Н , мм
H1, мм
25M1F-SFL
160
67
37