Основы робототехники

Регулятор отбора с декрементом ШИМ-2

Содержание

ШИМ-регулятор с декрементом ШИМ-2 предназначен в первую очередь для управления клапаном отбора в системах автоматики ректификации. Однако прибор многофункционален и может быть применен в качестве таймера или терморегулятора для автоматизации других технологических процессов благодаря наличию 2 выходов (симисторного и релейного) и подключению одного или двух термодатчиков.

Описание

Гарантия качества - 1 год

ШИМ-регулятор с декрементом ШИМ-2 предназначен в первую очередь для управления клапаном отбора в системах автоматики ректификации. Однако прибор многофункционален и может быть применен для автоматизации других технических процессов благодаря наличию 2 выходов (симисторного и релейного) и подключению одного или двух термодатчиков. В зависимости от сложности системы дистилляции и ректификации, прибор ШИМ-2 может использоваться как всего лишь один из элементов автоматики, а может полностью взять на себя управление всем процессом.

Функциональные возможности прибора ШИМ-2:

  • Основная, базовая функция прибора — это циклический таймер (широтно-импульсный модулятор, ШИМ), то есть формирование коротких временных циклов РАБОТА-ПРОСТОЙ для управления внешним клапаном отбора (либо другим устройством). При этом общее время (ПЕРИОД) каждого такого цикла может быть от 0,1 секунды до 999 минут.
  • Для оптимизации техпроцесса отбора возможно задействование функции ДЕКРЕМЕНТА — то есть с каждым следующим включением циклического таймера (запуском процесса отбора, или так называемым старт-стопом) время работы уменьшается, а время простоя увеличивается.
  • Помимо этого, прибор ШИМ-2 может самостоятельно формировать «старт-стопы», то есть управлять моментом включения отбора с помощью встроенного терморегулятора.
  • Разрешение на «старт» отбора может подаваться как от одного термодатчика, так и «по дельте», то есть по разнице температур между двумя датчиками. То есть, логика прибора позволяет вести отбор только тогда, когда температуры в верхней и нижней части колонны равны или максимально близки.
  • Кроме того, в ШИМ-контроллере ШИМ-2 можно использовать дополнительный независимый терморегулятор — например, для управления нагревательным ТЭНом, или регулятором мощности ТЭНа; для включения охлаждения; для штатной или аварийной остановки техпроцесса, и т.д.
  • При специфическом подключении прибора, его можно использовать в качестве простого ШИМ-регулятора мощности ТЭНа, с контролем поддерживаемой температуры или без.
  • Широкая универсальность применения прибора благодаря калибровке датчиков, настройкам гистерезиса, изменению логики работы нагрев\охлаждение, изменению единицы времени от 0,1 секунды до 1 минуты, синхронизации (дублированию) работы релейного и симисторного выхода.

Режимы работы прибора ШИМ-2:

  • Режим Р1 — «старт-стопы» формируются извне, путем подачи напряжения на ШИМ-2 и прекращения подачи напряжения (например, терморегулятором, контроллером давления, реле времени, или вручную выключателем), а прибор ШИМ-2 регулирует только лишь скорость отбора. В режиме Р1 датчики температуры к прибору не подключаются.
  • Режим Р2 — к прибору подключается термодатчик, и ШИМ-2 самостоятельно формирует «старт-стопы» с помощью встроенного терморегулятора.
  • Режим Р3 — к прибору подключаются два термодатчика, первый используется для формирования «старт-стопов», а второй — для работы второго встроенного независимого терморегулятора.
  • Режим Р3 с Рt0 — к прибору подключаются два термодатчика, «старт-стопы» формируются по абсолютной разности температуры двух датчиков (отбор «по дельте»).

Как работает ШИМ — Широтно-импульсная модуляция

Например, период П — 2 секунды, скважность С — 50%, декремент У — 10%. После внесения в прибор этих чисел клапан будет открыт 1 секунду, и 1 секунду закрыт. При первом выключении, а затем включении — 0,8 секунды открыт и 1,2 секунды закрыт. На пятом “старт-стопе” — 0,2 секунды открыт и 1,8 секунды закрыт. На шестом и последующих “старт-стопах” клапан будет закрыт постоянно. При этом на верхнем индикаторе будут 00,0 , а на нижнем 02,0 (период).

Описание логики и схема работы ШИМ-регулятора ШИМ-2. Период П=02,0 с, Скважность С=50,0 %, Уменьшение У=10,0 %. Начиная с 6 «старт-стопа» за счет функции декремента прибор уже не будет подавать питание на клапан.

По сути, уровень, или интенсивность отбора соответствует установленной Скважности, в то время как Период влияет на плавность отбора: чем он меньше, тем равномернее идет отбор, но и немного увеличивается износ клапана за счет частых включений-выключений.

Принцип ШИМ, используемый в приборе, позволяет не только управлять закрытием-открытием клапана, а и регулировать мощность ТЭНов. Так, при задании Скважности 50%, суммарная мощность, выделяемая ТЭНом в заданный Период, будет составлять 50%.

Автоматика управления отбором ШИМ-2 имеет два выхода — симисторный и релейный. Симисторный выход используется прежде всего для управления клапаном отбора на 220V. Его преимущества — работает быстро, бесшумно, и выдерживает огромное количество циклов вкл-выкл. Максимальная нагрузка, подключаемая к симисторному выходу, составляет 200 Вт, что более чем достаточно для подключения электромагнитных клапанов. Также к симисторному выходу можно подключать внешний мощный симистор, и с его помощью регулировать мощность ТЭНов по ШИМ-методу. Релейный выход с сухим контактом используется для дополнительного независимого терморегулятора, а также для подключения клапана отбора с напряжением питания, отличным от 220V AC. Независимый релейный терморегулятор t2 может быть использован для управления нагревом ТЭНа напрямую (до 2 кВт) или посредством управления режимом разгона РМ-2, для запуска системы охлаждения, для штатной или аварийной остановки техпроцесса, и т.д.

Для задействования функций термоконтроля к прибору необходимо подключить один или два датчика DS18B20, однако в комплект поставки они не входят. При необходимости, их следует выбрать и заказать отдельно: DS18B20. Рекомендуется применение трехпроводных датчиков, например гильзованных DS18B20-3w.

Универсальный интервальный таймер с термоконтролем ШИМ-2 выпускается в базовой версии ШИМ-2-maxi (ширина 3 стандартных din-модуля) и в уменьшенной версии ШИМ-2-mini (ширина 2 стандартных din-модуля).

Характеристики

от 00,0 до 99,9 секунды; или от 000 до 999 секунд; или от 000 до 999 минут

от 00,1 до 99,9 °С

симисторный выход — до 200 Ватт; релейный выход — до 2000 Ватт

Отзывы

Игорь 28.05.2020

Здравствуйте! Возможно ли в связке шим-2 и рм-2 pro организовать аварийное отключение по температуре?

akipdon_admin 28.05.2020

Да, возможно. В инструкции к ШИМ обратите внимание на схему на Рис.3. Чтобы сделать аварийное отключение, нужно вместо контакта Р в РМ подключиться к контакту В. Ну и соответственно настроить оба прибора.

Игорь 16.04.2022

Здравствуйте! В инструкции к ШИМ-2 на рис.5 предлагается вариант использования прибора в качестве терморегулятора с возможностью менять подаваемую на ТЭН мощность за счет ШИМ. Правильно ли я понимаю, что в этом варианте ШИМ-2 самостоятельно постоянно корректирует и подаёт на ТЭН напряжение, необходимое для поддержания заданной пользователем температуры среды, руководствуясь данными, полученными от термодатчика? Как активировать данный режим? Спасибо!

akipdon_admin 16.04.2022

Не совсем так. Прибор ШИМ-2 не осуществляет автоподбор мощности. Он лишь формирует временные отрезки по принципу Широтно-Импульсной Модуляции (период/скважность), за счет чего может меняться интенсивность отбора (клапан постоянно открывается-закрывается), либо по тому же принципу меняется мощность подключаемого ТЭНа (ТЭН то включается на максимум, то выключается).
Иными словами, например, ТЭН 1 kW, при настройках Период=2сек, Скважность=50%, на ТЭН будет 1 секунду подаваться полное напряжение 220В, 1 секунду не подаваться, и так по циклу, то есть в итоге в среднем за минуту ТЭН будет выдавать половину своей мощности, то есть 500 W. А по факту в реальных условиях, учитывая такой небольшой период, он не будет толком успевать нагреться до максимума своей температуры и остыть, то есть будет постоянно полутеплым, и чем меньше Период, тем равномернее его температура, (хотя это и не сильно необходимо), ну а чем меньше Скважность, тем ниже мощность.Это что касается работы симистора и регулировки мощности ТЭНа.
Дальше — подключаем сюда функцию поддержания температуры, то есть терморегулятора. Есть датчик, есть заданная температура (параметр t1, допустим 60°) и опционально гистерезис (параметр Г1), а также логика на нагрев (параметр НО1 = hot). Далее получаем как бы двухэтапное регулирование, для понимания которого условно разделим логику работы прибора на терморегулятор и ШИМ-контроллер. Пока температура не превышает 60°, терморегулятор дает разрешение на включение ШИМа, и ШИМ работает по своим заданным параметрам П и С, то есть ограничивает мощность работы ТЭНа на некотором уровне. Как только температура превысит 60°, условный терморегулятор дает запрет на включение ШИМа, и ТЭН отключается вообще. Теперь система начинает остывать, остыв до 59,9° (или немного сильнее, когда задан гистерезис, что конечно рекомендуется) терморегулятор опять дает разрешение на включение ШИМа, ШИМ опять включает ТЭН на определенной мощности, и так далее по кругу.
А тут уже дальше за счет параметров П и С можно подобрать мощность ТЭНа таким образом, чтобы колебания температуры были минимальны, то есть чтобы мощность ТЭНа была такой, при которой стабильно удерживается необходимая температура 60°. Если это конечно необходимо.


Источник: akip.com.ua