Регулятор температуры в системе отопления: принцип работы, типы устройств, установка и монтаж

типы приборов, как своими руками смонтировать термостат

Электронные или механические регуляторы температуры воды в системе отопления позволяют существенно повысить комфорт проживания в частном доме, сокращая расходы домовладельца на обогрев помещения. Используемая автоматика отличается универсальностью, подходит для теплового оборудования различного типа, позволяет в автономном режиме корректировать работу котлов, поддерживая температуру в помещении.

Содержание

1. Основное назначение и принцип работы
2. Виды терморегуляторов
3. Жидкостные и газонаполненные термостаты
4. Монтаж автоматических регуляторов
5. Способы настройки механических клапанов
6. Рекомендации по установке

Основное назначение и принцип работы

Температурный регулятор отопления представляет собой простейшее устройство, которое в зависимости от интенсивности нагрева воды в контуре или воздуха в помещении могут перекрывать ток жидкости в радиаторе отопления. Наличие таких механических и электрических клапанов позволяет автоматизировать работу отопительного оборудования.

С помощью регуляторов отопления поддерживают оптимальную температуру в различных комнатах. Например, в спальне можно установить термостат на уровне 16−18 градусов, на кухне — 20−22, в детской — 24−25, а в ванной комнате — 26−28 градусов. Автоматические регуляторы позволяют упростить отопление помещения, при этом имеется возможность тонкой настройки работы модуля управления, который будет отвечать за создание оптимального микроклимата в помещении.

Наличие терморегулятора позволяет решить следующие проблемы:

1. 1. В помещении создается оптимальный температурный режим.
2. 2. Уменьшается расход тепловой электроэнергии.
3. 3. Имеется возможность аварийного отключения батареи без обесточивания всего стояка.
4. 4. С одинаковым успехом такие регуляторы могут использоваться в квартирах в многоэтажках, так и в частных домах, где работают автономные отопительные установки.

Принцип работы регуляторов чрезвычайно прост. В механических устройствах внутри корпуса располагается термоактивная жидкость или газ. В зависимости от положения рычага термостата активное вещество в регуляторе будет перекрывать поток теплоносителя, изменяя тем самым интенсивность нагрева радиатора.

В автоматических устройствах встроены различные механические датчики, которые следят за температурой и при необходимости изменяют положение задвижки в трубе, уменьшая или увеличивая количество попадающего в радиатор теплоносителя. Электрорегулятор температуры отопления способен управлять не только батареями, но и контролирует смесители, насосы, котлы.

Виды терморегуляторов

В автономных системах используются различные типы терморегуляторов, которые отличаются своей конструкцией и принципом работы. Распространение получили три вида устройств:

• механические;
• электронные;
• полуавтоматические.

Простейшие механические терморегуляторы отличаются надежной конструкцией, позволяя выполнять ручную настройку количества подаваемого внутрь батареи теплоносителя. К преимуществам этого типа приборов можно отнести их простоту, доступную стоимость, четкость и легкость настройки. Они полностью энергонезависимы, поэтому для работы таких устройств не требуется дополнительное подключение к электричеству или использование различных небольших батареек. К недостаткам механических терморегуляторов принято относить отсутствие разметки, поэтому настройку агрегата выполняют исключительно опытным путем.

Электронные термостаты отличаются сложной конструкцией, включают программируемый микропроцессор, который анализирует данные от многочисленных датчиков, посылая сигналы исполнительным устройствам на открытие или закрытие радиаторов, что позволяет оперативно изменять температуру в помещении.

Электронные терморегуляторы в системах отопления принято разделять на два типа:

1. 1. Закрытые модели не способны автоматически определять температуру, поэтому требуется их ручная настройка. После завершения регулировки устройство будет в автономном режиме поддерживать микроклимат в помещении.
2. 2. Открытые автоматические регуляторы температуры в системах отопления отличаются расширенной логикой. Имеется возможность тонкой настройки термостата, в том числе установка таймера, порога срабатывания устройства на минимальную и максимальную температуру.

Полуавтоматические модели сочетают преимущества электронных и механических терморегуляторов. Они имеют доступную стоимость, поэтому идеально подходят для применения в бытовых целях. Наличие у полуэлектрического регулятора небольшого цифрового дисплея позволяет существенно упростить их настройку и последующее использование.

В качестве термостатического элемента у регулятора может использоваться вещество в жидком или газообразном состоянии. Соответственно, все устройства принято делить на жидкостные и газонаполненные. Каждый из таких типов регуляторов имеет свои преимущества и недостатки.

Газонаполненные регуляторы отличаются длительным сроком службы, при этом они обеспечивают максимально возможную точность работы. Благодаря использованию газообразного термостатического элемента достигается четкая и плавная регулировка температуры нагрева радиаторов. У электромеханических приборов в комплекте поставки имеются датчики, определяющие температуру воздуха в помещении, что обеспечивает максимальную точность управления системой отопления.

Из преимуществ жидкостных моделей отмечают их высокую точность при передаче давления на внутренние подвижные механизмы. Такие регуляторы обеспечивают максимально точную работу радиаторов отопления в соответствии с заданной предварительно программой. В зависимости от своей модификации жидкостные регуляторы могут иметь дистанционные и встроенные датчики. Приборы, оснащенные внутренним блоком для измерения температуры, устанавливают строго горизонтально.

Регуляторы с дистанционными датчиками могут использоваться в следующих случаях:

• радиаторы установлены в нише;
• термостат расположен в вертикальном положении;
• батарея закрыта плотными воздухонепроницаемыми шторами.

Во всех случаях встроенный в прибор внутренний датчик работает некорректно, поэтому для правильного определения температуры воздуха в помещении используются выносные термометры. В последующем передача данных осуществляется по небольшому кабелю или беспроводной связи.

Монтаж автоматических регуляторов

Установка термостата не представляет особой сложности, поэтому всю работу можно выполнить самостоятельно, не обращаясь к профессиональным сантехникам. В то же время необходимо в обязательном порядке изучить инструкцию к конкретной модели регулятора, где будут подробно расписаны действия при установке устройства.

При монтаже автоматического регулятора отопления необходимо слить из батареи всю воду, для чего потребуется запирающий шаровой кран. После слива воды с батареи откручивают клапан, предварительно перекрыв все краны.

На радиаторе меняют адаптер. Для его снятия потребуется два разводных ключа, которыми фиксируют и откручивают гайки на подающей трубе и батарее. После замены адаптера аналогичную процедуру следует выполнить с воротником на радиаторе.

Непосредственно к установленному новому воротнику крепят терморегулятор. На корпусе термостата имеются соответствующие стрелки, позволяющие правильно смонтировать прибор, клапан которого фиксируется разводным ключом, после чего затягивают герметично гайку с дополнительной гидроизоляцией паклей и аналогичными материалами.

Всё что останется сделать, это открыть вентиль, полностью заполнить батарею водой, убедиться в отсутствии протечек, после чего можно приступать к настройке регулятора.

Способы настройки механических клапанов

Если с настройкой полностью автоматических устройств не возникает каких-либо сложностей, то правильно отрегулировать работу механических клапанов бывает затруднительно. Необходимо измерять не только температуру теплоносителя, но и воздуха в помещении. В комнате закрывают все двери и окна, что позволяет свести теплопотери к минимуму.

Измеряют температуру воздуха в помещении, записывают полученные данные, после чего до упора отворачивают клапан термостата. Теплоноситель заполнит батарею полностью, а показатель теплоотдачи у прибора будет максимальным. Через час выполняют повторное измерение температуры и сравнивают ее с предварительными данными.

Головку регулятора до упора поворачивают в обратную сторону. Как только температура воздуха в комнате достигнет оптимальных значений, клапан вновь открывают до тех пор, пока из батареи не будет слышен шум текущей воды, а сам радиатор не начнет быстро нагреваться. В этот момент вращение регулятора прекращают, фиксируя зажимом его положение.

Рекомендации по установке

Алгоритм действий при установке терморегуляторов может существенно различаться, поэтому перед началом монтажа прибора следует ознакомиться с инструкцией.

В конструкции регуляторов отопления имеются хрупкие детали, которые можно повредить при неосторожном обращении, поэтому во время монтажа следует соблюдать внимательность, действуя предельно аккуратно, не пережимая газовыми ключами и другими фиксаторами пластиковые элементы термостата.

Устанавливать клапан необходимо таким образом, чтобы после фиксации термостат имел горизонтальное положение. В противном случае в регулятор будет поступать теплый воздух от батареи, что может отрицательно сказаться на точности его работы.

При установке термостата на однотрубные радиаторы возможен дополнительный монтаж байпаса в патрубок, что позволяет существенно упростить последующую эксплуатацию системы отопления.

На корпусе регулятора будут указаны стрелки, показывающие направление воды на входе в радиатор отопления. При установке теплоклапанов следует учитывать направление движения теплоносителя.

При использовании электрических термостатов выносные датчики должны располагаться на удалении от клапанов 2−8 см. Это позволит обеспечить необходимую точность измерений, оптимизируя работу всей системы отопления в доме.

Использование регуляторов температуры в системах отопления позволяет повысить эффективность обогрева помещения, создает оптимальные условия в каждой из комнат, сокращает расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. В настоящее время в продаже можно найти механические, полуавтоматические и автоматические термостаты, отличающиеся своим принципом работы. Наибольшее распространение получили полуавтоматы, которые сочетают функциональность и удобство использования. Все монтажные работы можно провести самостоятельно, что позволит сэкономить на услугах профессиональных сантехников.

Регулятор температуры воды в системе отопления

Содержание

• 1 Возможности терморегуляторов воды на отоплении
• 2 Виды регуляторов температуры, устанавливаемых в систему отопления
• 3 Электронные регуляторы температуры воды
• 4 Механические терморегуляторы в системе отполения
• 5 Электромеханические регуляторы температуры воды
• 6 Как выбрать терморегулятор воды для отопления
• 7 Установка автоматических регуляторов температуры воды

Регулятор температуры воды в системе отопления необходим для измерения температурного режима в доме или квартире. Он представляет собой отдельный прибор с определенными возможностями и характеристиками. С его помощью владелец дома может устанавливать необходимое значение температуры, задавать режим работы и регулировать его интенсивность. Терморегуляторы отопления помогают осуществлять контроль над состоянием отопления, препятствуют возникновению пожара и позволяют поддерживать комфортную температуру. Добавить к этому большую экономию и устройства становятся обязательными к установке.

Возможности терморегуляторов воды на отоплении

Регулятор температуры воды в системе отопления способен к автоматическому управлению системой обогревателей в любом здании. Он положительно влияет на состояние людей, поскольку не допускает сжигания кислорода, который должен содержаться в воздухе в определенном количестве, чтобы человек чувствовал себя хорошо. Терморегулятор отопления позволяет в любой момент выключить или включить отопление. Это позволит значительно сэкономить деньги, если в доме некоторое время будут отсутствовать жильцы.

Основные достоинства терморегулятора:

• возможность контролировать температурный режим;
• поддержание оптимального микроклимата;
• препятствие сжиганию кислорода;
• экономия денег, за счет экономии тепла.

Виды регуляторов температуры, устанавливаемых в систему отопления

Системы отопления могут оснащаться механическими, электронными и электромеханическими регуляторами тепла. Все они способны с различной эффективностью выполнять основную функцию – регулировать тепло в системе. Каждый из этих видов регуляторов имеет свои преимущества и недостатки на фоне остальных.

Электронные регуляторы температуры воды

К основным элементам регуляторов данного типа можно отнести микропроцессор, датчик и ключи. Функция датчика – измерение температурного режима, микропроцессора – обработка и передача полученных сигналов, ключа – коммуникация управлением. Электронные терморегуляторы имеют высокую точность, легко настраиваются и управляются. С их помощью можно производить управление не только отопительными системами, но и кондиционерами или другими системами. Наличие микропроцессора позволяет достаточно легко создавать комфортный микроклимат.

Электронный регулятор температуры воды в системе отопления отлично подойдет для любого отопления современного дома, поскольку отвечает всем требованиям безопасности. Управлять температурой, используя устройства данного типа, достаточно просто. С этим разберется человек, который не имеет специальной квалификации.

Механические терморегуляторы в системе отполения

Любой механический регулятор имеет клапан и термическую головку. Слаженность всех частей достигается без дополнительных энергетических затрат. Термическая головка имеет привод, элемент регулирования, и упругую деталь. Данные средства являются механическими из-за того, что устанавливать температуру нужно при помощи специального колесика. Кроме него, в устройствах данного типа, может быть кнопка включения и выключения. Все регулировки производятся вручную.

Электромеханические регуляторы температуры воды

Они отличаются надежностью и простотой в управлении. Основную роль в установке играет реле регулятор с элементами расширения. Актуальность регуляторов данного типа особенно высока в системах с масляным радиатором, а так же бойлерах. В этом случае регулятор состоит из цилиндрической трубки, в которой имеется определенный уровень чувствительной жидкости. Ее размещают в бочку с водой, которая, при нагревании, действует на реле, заставляя изменять показатель.

Как выбрать терморегулятор воды для отопления

При выборе терморегулятора необходимо учитывать внешние климатические условия, количество установок для отопления и тип используемых обогревателей. Отталкиваться стоит от того, какая система используется в здании. На сегодняшний день можно установить водяную, паровую, воздушную или комбинированную систему отопления. На каждую из них можно установить температурный регулятор любого типа.

Чаще всего в жилых домах используют водяное отопление, которое и является самым распространенным на сегодняшний день. Вода в системе является теплоносителем, тогда как источником энергии может быть любой. Специалисты рекомендуют использовать электрическое отопление, поскольку оно является удобным, безопасным и надежным. При этом можно выбирать различные терморегуляторы отопления.

Основным достоинством механических устройств является их простота и невысокая стоимость. Их механизмы регулировки устанавливают на магистраль подачи. Датчик терморегулятора данного типа встраивается в клапан, а температура регулируется при увеличении и уменьшении жидкости в системе. Поэтому его принцип является достаточно простым, что облегчает его ремонт. Он отлично подойдет в любую систему, но не будет давать всю необходимую информацию о системе, а так же не сможет обеспечить автоматический режим работы и регулировку.

В более современные дома актуальна установка электронных и электромеханических терморегуляторов. Они оснащаются дополнительными функциями, которые позволяют полностью контролировать систему и настраивать таким образом, чтобы температура в помещении автоматически повышалась или понижалась при изменении климатических условий на улице.

Установка автоматических регуляторов температуры воды

Особенностью электронных и электромеханических регуляторов является их возможность измерения не только температуры системы, но и внешних условий. При этом в электромеханических устройствах можно регулировать температуру несколькими способами. Чтобы теплорегулятор эффективно работал, необходима правильная его установка. Лучшим местом для этого будет радиатор, поскольку он имеет большую площадь, соответственно, отдает большее количество тепла. В этом месте будет актуально поставить регулятор, поскольку температура здесь будет самой близкой к реальной.

Не рекомендуется устанавливать теплорегулятор:

• в местах, доступных для детей;
• за декоративные решетки;
• за шторы;
• в местах, в которых замкнутое пространство приведет к неправильному измерению температуры.

Есть варианты вертикальной и горизонтальной их установки в различных частях трубопровода. Некоторые специалисты, которые устанавливают отопительные системы в различные помещения, практикуют установку регулятора температуры воды в системе отопления за декоративные детали. В этом случае, для правильного измерения имеется термостатический элемент, расположенный в другой части трубопровода.

Наличие регулятора температуры воды в системе отопления – это не будущее, а настоящее. Те люди, которые беспокоятся о сохранении денег в семье, а так же думают о здоровье, устанавливают это устройство. Вне зависимости от производителя терморегулятор будет выполнять свою функцию. Выбор конкретной модели будет зависеть о необходимости использовать тот или иной тип, а так же климатических условий. В зонах, где часто меняется погода, лучше использовать удобные регуляторы отопления. Там же, где перепады температуры не столь значительны, можно установить более дешевый и надежный механический терморегулятор отопления.

Обзор регуляторов температуры | Промышленная автоматизация OMRON

Ведущий контент

Эти контроллеры получают сигналы датчиков и управляют нагревателями или другими устройствами для поддержания заданной температуры. Их также можно использовать для контроля влажности, давления и расхода. OMRON также предлагает датчики температуры и влажности.

Основное содержание



Что такое регулятор температуры?

Контроллер температуры — это устройство, которое используется для управления нагревателем или другим оборудованием путем сравнения сигнала датчика с заданным значением и выполнения расчетов в соответствии с отклонением между этими значениями. Устройства, которые могут обрабатывать сигналы датчиков, отличные от температуры, такие как влажность, давление и скорость потока, называются контроллерами. Электронные контроллеры специально называются цифровыми контроллерами.

• Верх страницы

Контроль температуры

Контроллеры температуры контролируют температуру таким образом, чтобы значение процесса было таким же, как уставка, но реакция будет отличаться из-за характеристик контролируемого объекта и метода управления контроллером температуры. Как правило, от регулятора температуры требуется реакция, показанная на рис. (2), при которой уставка достигается как можно быстрее без перерегулирования. Существуют также случаи, такие как показанный на рисунке (1), где реакция быстро увеличивает температуру, даже если требуется ее превышение, и случай, показанный на рисунке (3), где требуется реакция на медленное увеличение температуры.

(1) Реакция, при которой значение процесса стабилизируется на заданном значении, при этом постоянно выходит за пределы допустимого диапазона

(2) Правильная реакция

(3) Реакция, при которой значение процесса медленно достигает заданного значения

• Верх страницы

Пример конфигурации контроля температуры

В следующем примере описывается базовая конфигурация для контроля температуры.

• Верх страницы

Принцип работы регулятора температуры

На следующем рисунке показан пример системы управления с обратной связью, используемой для регулирования температуры.
Основные части системы управления с обратной связью встроены в контроллер температуры. Можно построить систему управления с обратной связью и контролировать температуру, комбинируя контроллер температуры с контроллером и датчиком температуры, которые подходят для контролируемого объекта.

Конфигурация системы управления с обратной связью

• Верх страницы

Характеристики объекта управления

Перед выбором регулятора температуры или датчика температуры необходимо понять тепловые характеристики контролируемого объекта для правильного контроля температуры.

• Верх страницы

Методы управления

[Действие управления ВКЛ/ВЫКЛ]

Как показано на графике ниже, если значение процесса ниже уставки, выход будет включен, и на нагреватель будет подаваться питание. Если технологическое значение выше уставки, выход будет отключен, и питание нагревателя будет отключено. Этот метод управления, при котором выход включается и выключается в зависимости от уставки для поддержания постоянной температуры, называется действием управления ВКЛ/ВЫКЛ. При этом действии температура регулируется двумя значениями (т. е. 0 % и 100 % заданного значения). Поэтому операцию еще называют двухпозиционным регулирующим действием.

[Действие P (Пропорциональное управление)]

Р-действие (или действие пропорционального управления) используется для вывода управляемой переменной (выходной управляющей переменной), которая пропорциональна отклонению, чтобы уменьшить отклонение между значением процесса и заданным значением. Зона пропорциональности устанавливается в центре уставки, а выход определяется по следующим правилам.

Управляемая переменная, пропорциональная отклонению, выводится, когда значение процесса находится в пределах пропорционального диапазона.

100% управляющая переменная выводится, когда значение процесса ниже зоны пропорциональности.

Регулируемая переменная 0% выводится, когда значение процесса выше пропорционального диапазона.

Более плавное управление, чем управление ВКЛ/ВЫКЛ, возможно, поскольку выход постепенно изменяется вблизи заданного значения в соответствии с отклонением. Однако, если температура регулируется только пропорциональным действием, она стабилизируется на температуре, которая отличается от уставки (смещения).

Примечание. Если регулятор температуры с диапазоном температур от 0°C до 400°C имеет зону пропорциональности 5%, ширина зоны пропорциональности будет преобразована в диапазон температур 20°C. В этом случае полный выход остается включенным до тех пор, пока значение процесса не достигнет 90°C, и выход периодически выключается, когда значение процесса превышает 90°C, при условии, что уставка равна 100°C. Когда значение процесса равно 100°C, не будет разницы во времени между периодом ВКЛ и периодом ВЫКЛ (т. е. выход включается и выключается 50% времени).

[И-действие (интегральное управляющее действие)]

Действие I (или интегральное действие) увеличивает или уменьшает регулируемую переменную в зависимости от размера и продолжительности отклонения.
Температура стабилизируется на уровне температуры, отличной от уставки (смещения) только за счет пропорционального действия, но отклонение с течением времени будет уменьшаться, а значение процесса будет таким же, как уставка, за счет сочетания пропорционального и целостные действия.

[Действие D (Действие производного управления)]

D-действие (или производное действие) обеспечивает управляемую переменную в ответ на резкие изменения значения процесса из-за таких факторов, как внешнее возмущение, так что управление быстро возвращается к исходному состоянию. Пропорциональное и интегральное действия корректируют результаты контроля, поэтому реакция на резкие изменения задерживается. Действие производной компенсирует этот недостаток и обеспечивает большую управляемую переменную для быстрых внешних возмущений.

[ПИД-регулятор]

ПИД-регулирование представляет собой комбинацию пропорционального, интегрального и дифференциального регулирования. Здесь температура регулируется плавно за счет пропорционального регулирования без скачков, автоматическая регулировка смещения осуществляется за счет интегрального управления, а быстрая реакция на внешнее возмущение становится возможной за счет дифференциального управления.

[Два ПИД-регулятора]

Обычное ПИД-регулирование использует один блок управления для управления реакцией контроллера температуры на заданное значение и на внешние помехи. Следовательно, реакция на уставку будет колебаться из-за перерегулирования, если большое значение придается реагированию на внешние возмущения с параметрами P и I, установленными на малые значения, и параметром D, установленным на большое значение в блоке управления. С другой стороны, контроллер температуры не сможет быстро реагировать на внешние возмущения, если большое значение придается реагированию на уставку (т. е. параметры P и I установлены на большие значения). Это делает невозможным удовлетворение обоих типов ответа в данном случае.
Два ПИД-регулятора обеспечивают хорошую реакцию как на заданное значение, так и на внешнее возмущение.

ПИД-регулятор

(1)

Реакция на уставку будет медленной, если реакция на внешнее возмущение улучшена.

(2)

Реакция на внешнее возмущение будет медленной, если реакция на уставку улучшена.

Два ПИД-регулятора

(3)

Управляет как уставкой, так и реакцией на внешнее возмущение.

• Верх страницы

Что такое датчик температуры?

Датчик температуры измеряет температуру в месте, где требуется контроль температуры. Он преобразует температуру в физическую величину напряжения или сопротивления и выводит ее.

• Верх страницы

Категории измерения температуры

Существует две категории измерения температуры, как описано ниже.

• Верх страницы

Термопара

Принцип

Термопара представляет собой датчик температуры, в котором используется явление (т. е. эффект Зеебека), создающее термоэлектродвижущую силу в соответствии с разницей температур между соединенным концом и открытым концом различных типов металлов, соединенных друг с другом на одном конце . Сочетание металлов с высокой и стабильной термоэлектродвижущей силой называется термопарой.
Термопары широко используются в промышленности.

Закон промежуточных температур и закон промежуточных металлов

Величина разности потенциалов определяется двумя разными материалами металлических проводов и разницей температур между спаем термопары (т. е. горячим спаем) и эталонным спаем (т. е. холодным спаем). Любая разница в температуре между ними не имеет значения (закон промежуточных температур). Также не будет эффекта, если между ними будут разные типы металлов, если нет разницы в температуре (Закон промежуточных металлов).

Типы термопар

Среди термопар типы K, E, J и T используют неблагородные металлы, а типы B, R и S используют благородные металлы.
Тип термопары выбирается в зависимости от температуры измерения, окружающей среды и точности. Однако обычно используются типы K, J и R.

Характеристики разности потенциалов термопары

Компенсационный провод

Если провод датчика температуры термопары не достигает контроллера температуры, а кабель между датчиком и контроллером температуры удлиняется медным проводом, возникает большая ошибка температуры.
Подводящие провода датчика температуры термопары должны быть дополнены компенсационными проводниками.
Компенсирующий проводник представляет собой кабель, который создает почти такую ​​же термоэлектродвижущую силу, что и термопара. Существуют кабели общего назначения (от -20 до 90°C) и термостойкие кабели (от 0 до 150°C), в зависимости от рабочей температуры окружающей среды. Характеристики этих кабелей определяются JIS. Компенсационные проводники доступны для каждого типа термопары. Необходимо использовать компенсирующий проводник, подходящий для термопары.

• Верх страницы

Платиновый термометр сопротивления

Термометр сопротивления

В этом устройстве используется постоянная зависимость сопротивления металла от температуры.
Условия, необходимые для материала металлической проволоки:

(1) Высокий температурный коэффициент электрического сопротивления и хорошая линейность

(2) Стабильность

(3) Возможность использования в широком диапазоне температур

Материал, который лучше всего соответствует этим условия — платина.
JIS предписывает только платиновый термометр сопротивления.

Платиновый термометр сопротивления

В этом устройстве используется характеристика платины (Pt), которая вызывает увеличение ее электрического сопротивления пропорционально температуре.
В соответствии с редакцией стандартов JIS 1989 г. платиновые термометры сопротивления, которые соответствовали предыдущим стандартам, назывались JPt, а те, которые соответствовали стандартам 1989 г. и более поздним, назывались Pt, но JPt был отменен в редакции 1997 г. Однако все еще существуют системы, использующие JPt, поэтому контроллеры температуры также поддерживают JPt. Характеристики Pt и JPt разные, поэтому необходимо правильно настроить тип входа терморегулятора.

Типы компенсационных выводов

Сопротивление платинового термометра сопротивления Pt 100 составляет 100 Ом при 0°C, а стандартное отношение сопротивлений (значение R100/R0) 1,3851 низкое, поэтому на него сильно влияет сопротивление компенсирующего подводящего провода.
Как правило, проводка с трехпроводным термометром сопротивления используется для исключения влияния сопротивления компенсирующего провода.

Трехпроводной термометр сопротивления

Один провод сопротивления соединяется с двумя проводами, а другой — с другим проводом, чтобы исключить влияние сопротивления при удлинении подводящих проводов. Все трехпроводные платиновые термометры сопротивления OMRON имеют такую ​​конфигурацию.

Подключение трехпроводных платиновых термометров сопротивления

• Скачать PDF (5362 КБ)

Локальная навигация

• Компоненты управления
  • Таймеры
  • Регуляторы температуры
  • Счетчики
  • Кулачковые позиционеры
  • Индикаторы цифровой панели
  • Преобразователи сигналов

• Часто задаваемые вопросы
• Техническое руководство
• Модели с сертификацией стандартов
• Библиотека СИСТЕМА
• Электронное обучение
• Глоссарий по промышленной автоматизации

Что такое регулятор температуры и как он работает?

1 Что такое контроллер включения/выключения?

1. 1 Как работает контроллер включения/выключения?

2 Что такое пропорциональный регулятор?

2.1 Как работает пропорциональный регулятор?

3 Что такое ПИД-регулятор температуры?

3.1 Что означает ПИД?

4 Какой терморегулятор лучше?

 

*Примечание. Это вторая статья в нашей серии о тепловом контуре. См. внизу этой статьи все посты из этой серии.

Регуляторы температуры предназначены для поддержания объекта или процесса при заданной температуре. В каждом приложении, где требуется контроль температуры, контроллер используется для установки температуры посредством уставки. Какой-то датчик используется для сравнения температуры в этом месте с требуемой уставкой.

Некоторым приложениям требуется тепло для поддержания определенной температуры, некоторым требуется охлаждение, а другим требуется и то, и другое. Поддержание температуры имеет решающее значение во многих приложениях.

Существует три основных типа регуляторов температуры: двухпозиционные, пропорциональные и ПИД-регуляторы.

Что такое контроллер включения/выключения?

Контроллеры включения/выключения чаще всего представлены термостатами. Типы датчиков температуры могут различаться, но чаще всего используется ртутная колба и капиллярная система. Другие датчики, такие как термисторы, термопары или RTD, также могут использоваться в качестве датчиков для контроллеров включения/выключения.

Как работает контроллер включения/выключения?

Название On/Off происходит от способа подачи сигнала на охлаждение или обогрев: система включена или выключена. Это довольно просто. Эти системы работают хорошо и используются уже более 100 лет. Колебания температуры больше, и эти системы включения/выключения не рекомендуются для систем, требующих точного контроля температуры. Колебания на 2-5% и более могут быть выше и ниже заданного значения температуры.

Что такое пропорциональный регулятор?

Пропорциональные контроллеры немного отличаются. В этих устройствах чаще всего используются термопары или термометры сопротивления для измерения температуры.

Как работает пропорциональный регулятор?

Вот как работает пропорциональный регулятор: Вводится и устанавливается уставка температуры. Когда температура приближается к заданному значению, контроллер включает или выключает нагрузку нагрева или охлаждения, как только она попадает в зону нечувствительности, которая обычно составляет 5-10% до или после заданного значения. Например, если уставка для нагрева составляла 100 F, а у контроллера была 10-процентная зона нечувствительности, вокруг уставки будет диапазон 10 %. 10% от 100 — это 10 F, и большинство пропорциональных контроллеров «разбивают» зону нечувствительности вокруг уставки: на 5 градусов выше и на 5 градусов ниже. Как только измеренная температура достигает 95 F, контроллер фактически будет пропорционировать сигнал до тех пор, пока он не достигнет 100 F. Измеренная температура немного превысит заданное значение, но когда она достигнет 105 F, контроллер снова начнет пропорционировать сигнал, пока не достигнет 100, затем он снова полный.

Пропорциональные контроллеры лучше справляются с управлением температурой вокруг заданного значения, чем двухпозиционные контроллеры, и обеспечивают более стабильный диапазон температуры.

Что такое ПИД-регулятор температуры?

ПИД-регуляторы действительно «лучшие» в сравнении «хорошее, лучшее, лучшее». Они предназначены для обеспечения более точного и эффективного управления. Эти контроллеры предназначены для учета множества факторов производительности ваших систем отопления, чтобы обеспечить точное и эффективное регулирование температуры.

Что означает PID?

ПИД-регулятор обозначает три основные функции обратной связи, называемые пропорциональной, интегральной и производной. Каждый из них имеет свою собственную функцию в системе, использующей ПИД-регулирование.

-Пропорциональный обозначает способность контроллера видеть приближение уставки и требует замедления работы нагревателя или устройства контроля температуры. Обычно это происходит при определенной температуре в системе контроля температуры (например, на 5 градусов ниже уставки).

-Integral — это используемый алгоритм, который смотрит, как система стабилизируется ниже этой уставки. После запуска «P» он может не обеспечить тот небольшой скачок, необходимый для повышения температуры до заданного значения.

— Производная работает с другой стороны системы. Если температура постоянно стабилизируется выше уставки, производная будет работать, чтобы уменьшить управляющий выход, чтобы уставка понизилась.

Как работает ПИД-регулятор?

Вместе функции ПИД-регулятора работают в гармонии, чтобы обеспечить очень жесткий контроль системы контроля температуры. Большинство ПИД-регуляторов температуры имеют процесс, называемый «Автонастройка», который позволяет ПИД-регулятору «изучить» свою конкретную систему. Человек, использующий процесс автонастройки, обычно включает свою систему с настройками ПИД-регулятора, установленными на заводе по умолчанию. Затем они инициируют процесс автонастройки и увидят в процессе нагрева падение на 50 F или около того от входной уставки (например, если уставка вашего регулятора температуры составляет 200 F, она понизит температуру до 150 F). система применит тепло, чтобы вернуться к исходной уставке 200 F.) Она может сделать это 2-3 раза, прежде чем узнает, какие настройки P, I и D применять.

Контроллер отметит, как быстро система теряет тепло, как быстро она нагревается, и соответствующим образом регулирует настройки P, I и D. Это очень полезно для создания точного и полезного ПИД-регулятора. Контроллер фактически «изучает» ваш процесс и применяет те настройки, которые он считает лучшими. Это переводит на более эффективную систему.

Какой терморегулятор лучше?

Каждое приложение для измерения температуры отличается. Для систем, которые отвечают за нагрев большого, открытого или крупногабаритного продукта, который просто не может изменить температуру очень быстро, контроллер включения / выключения отлично подходит.

Повседневным примером этого является большинство домашних систем отопления и кондиционирования воздуха, которые обычно управляются включением/выключением. Вы можете увидеть 72 F на вашем термостате, но это всего лишь уставка. Реальная температура всегда выше или ниже этой.

Большой резервуар — еще один отличный пример процесса, который подходит для контроллера включения/выключения. Когда к большому резервуару или его содержимому применяется нагрев или охлаждение, продукт внутри него не может изменить температуру очень быстро.

Наконец, обогрев — еще одно полезное применение контроллера включения/выключения. Независимо от того, сколько энергии приложено, поверхность того, к чему прикреплена тепловая дорожка, не будет изменять температуру очень быстро.

Пропорциональное управление отлично подходит для процессов, требующих достаточно хорошего контроля температуры с разницей в 2-3 градуса. Небольшой резервуар или обогреватель, на который легко может повлиять подача тепла или холода, были бы отличным кандидатом для пропорционального регулирования. Это было бы немного более жесткой системой управления с меньшим количеством отработанного тепла, что лучше, чем включение / выключение, но не такое жесткое, как ПИД.

Наконец, ПИД-регулирование для систем контроля температуры используется для высокоточных приложений. Газы и другие важные продукты часто не выдерживают больших перепадов температуры. Многие приложения для нагрева или охлаждения требуют, чтобы продукт достиг определенной температуры и оставался при ней в течение определенного периода времени. Примерами могут служить отверждение композитов или газовая регенерация катализаторов. Чтобы гарантировать отсутствие колебаний температуры во время процесса нагрева, ПИД-регулятор температуры с правильно расположенным датчиком и системой нагрева или охлаждения правильного размера может работать намного лучше, чем другие методы контроля температуры.