Позиционное регулирование

  При использовании двухпозиционного метода регулирования температуры нагреватель может быть либо включен на полную мощность, либо выключен. Коммутация нагрузки производится, как правило, электромагнитным пускателем. Частота включения/выключения магнитных пускателей определяется инерционными свойствами системы и заданным значением гистерезиса. При настройке системы следует обратить внимание, что высокая частота включений значительно сокращает ресурс пускателей.

Широтно-импульсный метод регулирования мощности

  В ПИД-регуляторе принципиальным моментом является плавное изменение мощности нагревателя. Однако, учитывая, что большинство реальных объектов (печи, котлы, пресса) имеют высокую тепловую инерцию, можно говорить не о математически плавном изменении мощности нагревателя, а об изменении средней по величине мощности. Средняя по времени мощность нагревателя может задаваться путем изменения продолжительности его включения (широтно-импульсный метод -ШИМ).
  Если нагреватель включен постоянно, это соответствует 100% мощности, если он 50 секунд включен и 50 секунд выключен - 50% мощности, 10 секунд из 100-секундного периода включен - 10% мощности. В приведенном примере интервал 100 секунд является периодом ШИМ. Величина периода ШИМ в приборах Термодат может быть задана пользователем при настройке регулятора в третьем уровне режима настройки в диапазоне от 10 до 200 секунд. При больших периодах (200 секунд) ШИМ  может быть реализован с помощью  электромагнитных пускателей. При этом пускатель будет срабатывать один раз за 200 секунд. То есть даже при использовании пускателей можно реализовать ПИД регулирование и достичь высокой точности регулирования температуры.
  Широтно-импульсный метод очень удобен и широко распространен. Этот метод дает возможность достичь высокой точности регулирования при наименьших затратах. Недостатком ШИМ управления мощностью является то, что он пригоден только для инерционных объектов, собственные времена нагрева и остывания таких объектов должны быть больше периода ШИМ.  Кроме того, при эксплуатации промышленных электропечей, как правило, следует различать характерные времена самой печи и характерные времена электронагревателей - ТЭНов. Если характерное время печей - минуты и десятки минут, то для нагревательных элементов - секунды. Так, например, с точки зрения качества регулирования, ШИМ с периодом 100 секунд вполне приемлем для регулирования температуры в большой сушильной печи. Однако для воздушных ТЭНов, установленных в этой печи такой режим вреден, за время однократного включения нагревательные элементы каждый раз будут нагреваться до своей предельной температуры, что существенно сказывается на их ресурсе.

Метод равномерного распределения средней мощности

  Для работы с объектами с небольшой тепловой инерцией в приборах Термодат реализован специальный, современный метод управления средней мощностью электронагревателей. Этот метод моно назвать методом равномерного по времени распределения рабочих сетевых полупериодов. Суть метода заключается в следующем. С помощью симисторного устройства нагрузка включается каждые 10 мсек, то есть каждый сетевой полупериод. Выводимая мощность распределяется равномерно  по 1024 полупериодам. То есть при 100% мощности нагреватель включен постоянно - все полупериоды рабочие. При 90% мощности нагрузка выключена каждый десятый полупериод, при 50% мощности нагрузка выключена каждый второй полупериод, при 20% мощности рабочим является каждый пятый полупериод. То есть в отличие от ШИМ метода, нагреватели работают в щадящем режиме и не перегреваются. Мощность электронагревателей желательно выбирать таким образом, чтобы в стационарном режиме, после разогрева и выхода на рабочий режим, подводимая мощность составляла 50-70% от максимальной. В этом случае даже стрелка стрелочного амперметра, включенного в цепь нагрузки, почти не будет дрожать

Фазоимпульсный метод управления

  Принцип фазоимпульсного управления заключается в том, что симистор каждый полупериод открывается не вблизи нуля, а с регулируемой фазовой задержкой от 0 до 180 градусов. При этом эффективное напряжение на нагревателе изменяется от 0 до максимального. Если переменное напряжение выпрямить, то на выходе получим регулируемый постоянный ток с малым уровнем пульсаций. Фазоимпульсные преобразователи необходимы для работы с особо малой тепловой инерцией - тонкие спиральные нагреватели типа электроламп накаливания, полупроводниковые устройства (например, термоэлектрические холодильники Пельтье). Для приборов Термодат разработан микропроцессорный блок фазоимпульсного управления ФИУ, поставляемый по специальной заявке. В этом случае цифровой выход прибора переводится в режим передачи цифрового кода.

Управление мощностью нагрева путем изменения количества теплоносителя электрозадвижкой или клапанами

  Задвижки, управляемые электродвигателями, широко используются в технике для управления мощностью нагрева. Они применяются для регулирования подачи теплоносителя (воды или пара), а также для регулирования расхода топлива. Для управления электроприводом следует выбрать прибор Термодат с трехпозиционным импульсным законом регулирования. Режим регулирования именуется трехпозиционным, так как для управления мощностью прибор формирует три команды (три позиции) - увеличить мощность нагрева (Р1), уменьшить мощность нагрева (Р2) и нейтральная позиция - оба реле выключены, мощность не изменяется. Время, на которое подаются сигналы "увеличить-уменьшить" зависит от отклонения температуры от уставки. Минимальное время и время промежутка между управляющими импульсами задаются пользователем. Трехпозиционный метод может быть использован и в других случаях. Например, в автоклавах температура регулируется двумя клапанами, по трехпозиционному методу. По команде "нагрев" (реле Р1 включено) в автоклав подается пар для нагрева. По команде "охлаждение" (реле Р2 включено) в систему подается охлаждающая вода. Третья позиция - оба реле выключены, все в норме.

Управление мощностью нагрева с помощью пневмопривода

  Пневматический привод часто используется в качестве испольнительного механизма в системах автоматики для управления регулирующими заслонками и клапанами. Пневмоприводы могут использоваться как для управления подачи теплоносителя, так и для регулирования расхода топлива. Для управления этими устройствами ряд приборов Термодат имеют токовый выход. Отечественные пневматические привода управляются токовым сигналом, однако в зависимости от типа привода и исполнения существует множество различных модификаций. Одни привода управляются сигналом 0-5мА, другие 4-20мА или 0-20мА, причем иногда максимальный электрический сигнал соответствует закрытому клапану, а в других модификациях - открытому. Приборы Термодат могут работать с любым из перечисленных устройств. Настройка на требуемый тип выхода осуществляется в третьем уровне режима настройки прибора.

Управление мощностью газовой или жидкотопливной горелки

  Приборы Термодат могут быть использованы для регулирования температуры в газовых или жидкотопливных печах и котлах. Мощность горелки может регулироваться различными способами, основные из них описаны ниже.
  При первом способе мощность горелки регулируется широтно-импульсным методом. Топливо к горелке подводится по двум ветвям через два клапана. Первый клапан малого горения открывает запальную ветвь и управляется системой контроля пламени, второй клапан (полного горения) управляется терморегулятором. Время на которое открывается клапан, рассчитывается прибором  и определяет подводимую к печи мощность При использовании этого метода прибор Термодат следует перевести в режим ПИД регулирования. Управление клапана от реле Р1, второе реле следует использовать в качестве сигнализатора аварийного перегрева по второй температурной уставке. Возможно использование также прибора Термодат в позиционном режиме регулирования.
  В другом способе управления газовой или жидкотопливной печью, мощность горелки регулируется плавно путем изменения расхода топлива (газа) регулируемой заслонкой. Одновременно с расходом газа шибером изменяют тягу в печи. Топливная заслонка и воздушный шибер могут приводиться в движение электроприводом. В этом случае прибор Термодат должен быть использован в режиме трехпозиционного импульсного регулятора, выдавая команды "увеличить нагрев" - приоткрыть заслонку и "уменьшить нагрев" - прикрыть заслонку.

Разработка © 2003 ООО"КИП-ЭНЕРГО" Все права защищены.