ТОЧНОСТЬ ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

  После включения прибора оператор должен установить требуемую температуру регулирования. Установка температуры регулирования производится в первом уровне режима настройки. В процессе работы в верхней строке индикаторов выводится измеренная температура объекта, а в нижней строке заданная температура регулирования. Температуру регулирования можно изменить, не отключая установки. Просто войдите в первый уровень режима настройки и измените температурную уставку. Следует различать точность измерения температуры прибором  и точность поддержания (регулирования) температуры. Точность регулирования определяется параметрами объекта регулирования и законом управления. В неблагоприятном случае (например очень инерционная печь и двухпозиционное регулирование) точность регулирования хуже точности измерения. Раскачка может достигать десятков градусов. Напротив, в благоприятном случае с ПИД регулированием можно достичь поддержания температуры с колебаниями на уровне разрешающей способности приборов (до 0,1С), что выше абсолютной точности измерения температуры. Приборы Термодат могут регулировать температуру как по двухпозиционному, так и по ПИД закону регулирования. Установка закона регулирования производится в третьем уровне режима настройки.

Двухпозиционный закон регулирования

  Двухпозиционный метод регулирования - самый обычный и широко распространенный метод регулирования температуры - нагреватель включен, если измеренная температура Т ниже значения уставки Тус и выключен при повышении. Мощность, подаваемая на нагреватель в позиционном регуляторе, имеет только два значения - максимальное и нулевое, две позиции (отсюда и образовалось название) - нагреватель полностью включен или полностью выключен. Для предотвращения дребезга вблизи Тус (слишком частого включения нагревателя), предусматривается задание зоны возврата Тгс (другие наименования этого параметра - зона нечувствительности, гистерезис). Нагреватель включен пока температура не достигнет значения уставки Тус, нагреватель выключается при температуре выше уставки. Повторное включение нагревателя происходит после уменьшения температуры до значения Тус - Тгс.
  Точность регулирования температуры зависит от величины гистерезиса. Чем меньше гистерезис, тем точнее регулирование, но тем чаще включается нагреватель. Уменьшая гистерезис можно повысить качество регулирования до некоторого предела, определяемого параметрами объекта (тепловой инерцией, мощностью нагревателя, тепловой связью нагревателя и объекта). Перед работой с прибором в режиме позиционного регулирования, наладчик должен установить гистерезис регулирования во втором уровне режима настройки. Если в приборе для управления нагревателем имеется релейный выход Р, контакты реле  замкнуты при температурах ниже уставки и разомкнуты при повышении уставки (с учетом гистерезиса). Иногда, при построении специальных схем автоматики или при управлении холодильными агрегатами требуется, чтобы контакты реле  работали инверсно, то есть замыкались при температуре выше уставки и размыкались при низких температурах. Режим работы реле можно изменить в режиме настройки устанавливая по необходимости обычный или инверсный режим работы реле. 

ПИД-закон регулирования

  Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД)  закон регулирования обеспечивает значительно более высокую точность поддержания температуры, чем двухпозиционный. В ПИД-регуляторе средняя мощность нагревателя Р плавно изменяется в зависимости от невязки dT = T-Tус -величины отклонения текущей температуры Т от уставки Тус (пропорциональная составляющая), а также в зависимости от среднего значения невязки за некоторый период (интегральная составляющая) и скорости изменения температуры (дифференциальная составляющая).  Для того, чтобы достичь высокого качества регулирования температуры необходимо правильно настроить регулятор - задать три коэффициента Кпр, Кин, Кдиф - пропорциональный, интегральный и дифференциальный коэффициент регулирования (ПИД коэффициенты).
  Коэффициенты ПИД- регулирования задаются наладчиком оборудования во втором уровне режима настройки. Настройка коэффициентов требует от наладчика опыта, рекомендации по настройке даются в технической литературе. Для облегчения процедуры настройки, прибор Термодат из второго уровня настройки может быть переведен наладчиком в режим специальной индикации выводимой мощности и невязки температуры (отклонение температуры от заданной). В этом режиме в верхней строке индицируется мощность выводимая на нагреватель в процентах от 0 до 100, а в нижней строке - отклонение температуры от уставки. Такой режим удобен только для наладчика, после окончания наладки необходимо выключить режим специальной индикации. ПИД коэффициенты можно изменять, не отключая печи. В многоканальных приборах по каждому каналу задаются свои коэффициенты регулирования. Если объекты регулирования одинаковые, то можно настроить первый канал, а на остальных ввести те же коэффициенты, что и на первом.

Мы рекомендуем следующий порядок настройки:

1. Включите прибор, установите ПИД закон регулирования, задайте тип термопары.
2. Выберите требуемый канал, установите температуру регулирования близкую к той, при которой будет работать печь. Если в последствии температура регулирования значительно изменится, может понадобиться дополнительная подстройка коэффициентов.
3. Войдите во второй уровень настройки. Установите дифференциальный коэффициент равный нулю. Если объект не подвергается интенсивным внешним тепловым воздействиям, дифференциальный коэффициент можно будет и впоследствии оставить равным нулю, либо подобрать его в последнюю очередь. Если прибор ранее не настраивался, остальные коэффициенты установятся по умолчанию: пропорциональный =50, интегральный =10.
4. Переведите прибор в режим специальной индикации. В верхней строке индицируется отклонение температуры от уставки, а в нижней строке мощность выводимая на нагреватель в процентах от 0 до 100.
5. Наблюдайте за показаниями прибора в процессе разогрева печи. При больших отклонениях температуры от заданной, прибор выводит на нагреватель 100% мощности.  По мере приближения температуры к уставке, мощность должна снижаться. Если пропорциональный коэффициент значительно меньше, чем требуется, печь очень долго выходит на режим - увеличьте пропорциональный коэффициент. Если температура объекта раскачивается в большой амплитудой, при приближении к уставке мощность не уменьшается, а при превышении уставки резко уменьшается до нуля - пропорциональный коэффициент следует уменьшить. Если температура объекта не достигает уставки длительное время - следует увеличить интегральный коэффициент. Записывайте в тетрадь коэффициенты и полученный результат, чтобы вернуться к наилучшим параметрам по окончанию экспериментов.
6.В установившемся режиме наблюдайте за процессом регулирования и подбирайте коэффициенты. Задача заключается в том, чтобы мощность нагрева была практически постоянной во времени, а колебания температуры были минимальными.
7.Запишите коэффициенты в паспорт прибора, чтобы можно было вернуться к ним в любой ситуации (например в случаях несанкционированного изменения).

Использование дополнительной температурной уставки

  Большинство приборов Термодат имеет две температурные уставки для каждого канала измерения или для части каналов. Первая уставка - основная и обозначает температуру регулирования. Вторая уставка является дополнительной,  по достижении второй уставки срабатывает дополнительное реле. Вторая уставка задается наладчиком в первом уровне режима настройки. Дополнительная уставка по температуре может быть использована для достижения различных целей - для включения аварийной сигнализации при перегреве, для включения охлаждающего устройства, для повышения точности регулирования или увеличения скорости разогрева печи.

Двухступенчатое регулирование

  Точность позиционного регулирования можно повысить, используя дополнительный релейный выход, связанный со второй температурной уставкой. В этом случае может быть реализовано двухступенчатое регулирование. При низкой температуре включены два нагревателя, при достижении значения дополнительной уставки Тусд дополнительный нагреватель выключается, дальнейший нагрев и регулирование ведется одним нагревателем, мощность которого подобрана таким образом, чтобы он был включен 60-80% времени. Такая схема включения может быть полезна и для ПИД регулирования, так как позволяет ПИД регулятору работать при оптимальных выводимых мощностях (60-80%), а для быстрого разогрева печи используется первая более мощная ступень. Для реализации двухступенчатого регулирования контакты дополнительного реле Р2 должны быть замкнуты при температуре ниже второй уставки и разомкнуты при температурах выше уставки (с учетом гистерезиса). 

Регулирование температуры с использованием охладителя

  Второй релейный выход может быть использован для включения вентилятора-охладителя. Метод регулирования с охладителем незаменим в объектах с внутренним саморазогревом, а также в объектах с очень большими характерными временами остывания, хорошо теплоизолированными или слабонагретыми. Для реализации режима регулирования с охладителем контакты реле Р2 должны быть разомкнуты при температурах ниже второй уставки и замкнуты при температурах выше уставки (с учетом гистерезиса).

Сигнализация о перегреве

  Второй релейный выход Р2 может быть использован для включения сигнального устройства (звонка, лампочки) для предупреждения о перегреве выше допустимой аварийной температуры, задаваемой второй уставкой.

Трехпозиционное импульсное регулирование

  Некоторые модели Термодат выпускаются с трехпозиционным импульсным законом регулирования. В этом случае для регулирования температуры по одному каналу используется два реле (реле Р1 и реле Р2). Режим регулирования именуется трехпозиционным, так как для управления мощностью прибор формирует три команды (три позиции) - увеличить мощность нагрева (включается реле Р1), уменьшить мощность нагрева (включается реле Р2) и нейтральная позиция - оба реле выключены, мощность не изменяется. Для того, чтобы ступенчато изменять мощность используется импульсное управление. Сигналы увеличить/уменьшить мощность нагрева подаются импульсами. Длительность импульса или частота повторения импульсов зависят от величины отклонения температуры от уставки. Минимальное время и время промежутка между управляющими импульсами задаются наладчиком во втором уровне режима настройки.
  Если объект регулирования обладает большой тепловой инерцией и хорошо теплоизолирован может быть использован трехпозиционный закон регулирования без импульсного  управления. В этом случае реле Р1 используется для формирования команды увеличить температуру, то есть включить нагреватель, а реле Р2 формирует команду снизить температуру, то есть включить охладитель. Третье состояние - оба реле выключены, температура не изменяется. 

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