49
Рисунок 2.18 - Датчики давления
АО «МОССЕЛЬПРОМ» понадобится всего:
3 датчика температуры воздуха
9 датчиков температуры воды
3 аналоговых датчика давления
6 дискретных датчиков давления (картриджные регуляторы давления)
2.9 Твердотельные реле
Для коммутации больших токов целесообразно использовать
твердотельные реле. Твердотельные реле KIPPRIBOR серии НТ предназначены
для управления трехфазной электрической нагрузкой от 10 до 120 А. Реле
серии НТ имеют симисторный выход (TRIAC). Ниже основные характеристики,
схема включения и изображение. Для управления задвижкой отопления
применим твердотельные однофазные реле типа MD0544ZD3 на ток 5 ампер.
В таблице 2.9 приведены коммутируемые токи для разных марок реле.
Таблица 2.9
Коммутируемые токи для разных марок реле
50
Рисунок 2.19 - Схема включения твёрдотельного реле
Рисунок 2.20 - Твердотельное реле фирмы KIPPRIBOR
На рисунке 2.19 схема включения, а на рисунке 2.20 само реле.
Нам понадобится 3 реле данного типа, для управления основного,
резервного и аварийного насосов и 2 однофазных реле для управления
задвижкой. Всего для автоматизации системы отопления 9 трехфазных реле и 6
однофазных реле.
51
Для реализации схемы подпитки систем отопления нам придется ввести
дополнительный модуль, реализованный на программируемом реле. Дело в
том, что контроллеры фирмы «Овен» постоянно модернизируются, а
контроллер ТРМ132 с дополнительным модулем МР-1 для реализации схемы
подпитки использует всего один выход, реализованный, как электромагнитное
реле, что явно недостаточно для реализации схемы подпитки. Режим подпитки
системы является аварийным режимом, если есть утечка теплоносителя из
системы, то её надо как можно быстрее устранить, что не всегда возможно
осуществить быстро и безболезненно. Для грамотной реализации данной схемы
надо использовать, как минимум 5 выходов и два входа. Для реализации этой
функции мной была написана небольшая программа, которая загружается в
свободно программируемое реле. Описание программы и её работа будет
представлена ниже. Технические характеристики реле, схема включения и
изображение приведены в таблице 2.10, схемы включения рис 2.21,
изображение рис 2.22.
Таблица 2.10
Технические характеристики реле
Наименование Значение (свойства)
Цифровые входы
Количество входов
12
Гальваническая развязка
Групповая по 4 входа
Электрическая прочность изоляции
В.
1500
Дискретные выходы
Количество релейных выходных
каналов
8 (нормально разомкнутые
контакты)
Гальваническая развязка
Индивидуальная
Электрическая прочность изоляции.
В
1500
Коммутируемое напряжение в
нагрузке
для цепи постоянного тока, В. Не
более для цепи переменного тока. В. Не
более
30 (при нагрузке типа DC-13*)
250 (при нагрузке типа АС-15*)
52
Установившийся ток при максимальном
напряжении:
для цепи постоянного тока. А, не более
для цепи переменного тока, А, не более
3 (при нагрузке типа DC-13*)
5 при cos (р> 0.95 (1 А при нагрузке
АС-15*)
Допустимый минимальный ток нагрузки
10 мА (при 5 В постоянного тока)
Механический ресурс реле, циклов, не
менее
5 000 000
Электрический ресурс реле, циклов, не
менее
200 000
Время переключения из состояния
«логического нуля» в состояние
«логической единицы» и обратно, мс. Не
более
10
Программирование
Среда программирования
OWEN EasyLogic, OWEN Logic
Количество ФБ в
программе, не более
63
Интерфейс
программирования
RS-232
Сетевые параметры прибора
фиксированные:
• скорость обмена, бит/с
• длина слова данных, бит
• контроль четности
• количество стоп-бит
9600
8
нет
1
Конструкция
Индикация состояния
входов/выходов
Светодиодная, на передней панели
Тип корпуса
Для крепления на DIN-рейку (35 мм) в
форм-факторе под автоматный щит
Габаритные размеры
прибора, мм
(110x73x63) ±1
Степень защиты корпуса по
ГОСТ 14254-96
IP20
Масса прибора, кг, не более
0.5
Средний срок службы, лет
8
Нагрузка для категории использования по ГОСТ Р 50030.1-2000.
53
Рисунок 2.21 Реле со свободно программируемой логикой ПР110.
Рисунок 2.22 - Схемы подключения реле ПР110
Всего нам понадобится 3 реле данного типа.
На схеме, изображенной, на рисунке 2.23 показано электрическое
подключение приборов ТРМ132-01, МР-01, ПР110 с датчиками и выходными
устройствами.
Рисунок 2.23 - Схема электрических соединений приборов ТРМ132М-01, МР-1, ПР110
Как видно из схемы 2.23 понадобится контроллер ТРМ132-
01РРРТТТ, модуль расширения выходов МР-1ТТРРРРРР и ПР110. Буквы
обозначают тип выхода. Р реле 5А 220 вольт переменного тока, Т выход
внешнего твердотельного реле 6 вольт 50 мА постоянного тока.
Аналоговый датчик температуры воздуха ДТС 125-50 бывает двух видов с
двухпроводной схемой подключения и с трехпроводной схемой
подключение, предпочтительнее использовать трехпроводную схему, так
как это уменьшает уровень помех. Датчики температуры воды типа
1ДТС014-50 использована трехпроводная схема подключения, 3 датчика.
Аналоговый датчик давления ПД100-ДИМ трехпроводная схема
подключения. Два дискретных датчика давления типа АВС картриджные
датчики давления, один для проверки работоспособности насосов
отопления, другой для проверки наличия воды в водопроводе. Датчик
пожарной сигнализации типа ИП212-27СИ, срабатывает на дым, подает
звуковой сигнал и логическую единицу на выход, независимое питание от
батарейки или аккумулятора, питание 12-24В потребление не более 60мкА.
Ревун АС-22 (ООПЗ-220) 100дБ 220В 30мА. Лампа аварийной
сигнализации на 220В. Три тумблера. Электропривод типа V с датчиком
положения и концевыми выключателями на 220В потребление 7вт, два
электропривода типа VB-30 с концевыми выключателями на 220в
потребление 3вт. Трехфазные твердотельные реле типа HT4044ZD3 на
напряжение 220-440В переменного тока и на нагрузку 40А, для включение
трех насосов, основного, резервного, аварийного, три реле. Марки
включаемых насосов ЗК 45/30 при однофазной схеме включения насос
этого типа потребляет порядка 5,5кВТ, а при трехфазном подключении
7,5кВТ. Применение реле данного типа позволит получить почти
двукратный запас по току. Однофазное твердотельное реле типа
MD0544ZD3 рассчитанное на напряжение 220-440В и ток 5А, два реле для
управления задвижкой отопления. Насос подпитки марки ALPHA PRO 25-
56
40 рассчитанный на напряжение 220В и потребление 180Вт. Питание
дискретных входов от внутреннего блока питания на 24В и ток 180мА,
всего 7 входов.
2.10 Описание работы системы отопления
Контроллер ТРМ132М обеспечивает поддержание температуры в
контуре отопления с помощью КЗР по графику в зависимости от
температуры наружного воздуха или температуры прямой воды. Защиту от
превышения температуры обратной воды в контуре отопления; управление
основным и резервным насосами в обоих контурах с выравниванием
времени наработки (с возможностью ручного переключения в процессе
работы).
Если кратко, то ТРМ132М собирает информацию с датчиков
температуры, давления вырабатывает управляющий сигнал для
регулирования задвижкой отопления, открывает её больше или меньше в
зависимости от уставки (заданного параметра температуры) и входного
значения, температуры наружного воздуха или температуры прямой воды.
Поддерживая, таким образом, комфортную температуру в отапливаемом
здании. Всё это возможно благодаря ПИД регулированию.
Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор
используется в системах автоматики для поддержания с высокой
точностью нужных параметров. Он выдает выходной сигнал,
направленный на уменьшение отклонения текущего значения
регулируемого параметра от уставки (задания). При большой разнице
между начальным значением регулируемого параметра и уставкой
включается быстрый выход на уставку. Быстрый выход на уставку
обеспечивает выход на заданное значение с максимальной скоростью и
минимальным «перерегулированием».
57
При быстром выходе на уставку на выходе регулятора сначала
устанавливается максимальная мощность управляющего сигнала. Далее,
по достижении регулируемым параметром некоторого значения
(вычисляемого регулятором и обеспечивающего выход на уставку без
перерегулирования), мощность управляющего сигнала уменьшается, а
затем, после замедления роста регулируемого параметра, регулятор
переходит к ПИД-регулированию.
В общем, работа универсального ПИД-регулятора для выходного
сигнала (
i
Y
) может быть описана уравнением.
%100
11
0
ИЗМ
n
i
i
ИИЗМ
i
Дi
p
i
tE
t
E
E
X
Y
Где:
p
X
полоса пропорциональности
i
E
разность между уставкой и текущим значением
i
T
(температуры)
регулируемого параметра, или рассогласование
i
E
разность значений между двумя соседними результатами
измерений
(
i
E
и
1i
E
)
ИЗМ
t
интервал времени между двумя соседними измерениями
i
T
и
1i
T
Д
постоянная дифференцирования
И
постоянная интегрирования
n
i
i
E
0
сумма, накопленная в i-й момент времени сумма
рассогласований (интегральная сумма)
Формула содержит три суммирующие составляющие.
p
i
X
E
пропорциональную, которая зависит от рассогласования
i
E
и
отвечает за реакцию на мгновенную ошибку регулирования
58
ИЗМp
iД
tX
E
Дифференциальную, которая зависит от скорости
изменения рассогласования
ИЗМ
i
t
E
и позволяет улучшить качество
переходного процесса.
ИЗМ
n
i
i
Иp
tE
X
0
1
Интегральную, которая содержит в себе
накопленную ошибку регулирования и позволяет добиться максимальной
скорости достижения уставки и поддерживать значение регулируемого
параметра после выхода на уставку.
На рисунке 2.27 представлена система уравнений, иллюстрирующая
работу ПИД регулятора.
Рисунок 2.27 - Система уравнений, иллюстрирующая работу ПИД-закона
При начальном пуске и наладке контроллера ТРМ132М запускается
режим автоматической настройки АНР. В этом режиме происходит поиск