Регулятор температуры в системе отопления: типы приборов, как своими руками смонтировать термостат

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.

Нужен ли регулятор температуры отопления в системе?

Содержание

1. Экскурс в историю отопления
2. Регулятор температуры — есть ли в нем необходимость?
3. Терморегуляторы и их виды
4. Регулирование температуры в водяных системах отопления
5. Регуляторы температуры для водяных систем отопления
6. Регулирование температуры в электрических системах отопления
7. Регуляторы температуры в электрических системах отопления
8. Итог

Экскурс в историю отопления

Электронный терморегулятор

Наряду с пропитанием и водой сохранение тепла можно назвать главной жизненной потребностью человека. Издавна он занимался поиском источников воды, пищи и жилища. А найдя жилище, задумывался о его обогреве. Поначалу это был открытый огонь. Но по мере развития человек совершенствовал мир вокруг себя, включая и обогрев жилища, или, говоря современным языком, отопление.

Одной из главных задач при этом было регулирование затрат на тепло в зависимости от потребностей. Так появился первый механический регулятор температуры отопления. До этого человек осуществлял этот процесс вручную, подкладывая больше или меньше дров в костёр.

Регулятор температуры — есть ли в нем необходимость?

С экономией всё понятно — прибор нужен. Но вот что интересно: регулирование количества тепла в первую очередь продиктовано не экономическими соображениями, а безопасностью. В старину человек, поддерживая тепло от костра, не мог забросить весь заготовленный на ночь хворост в одно время. Потому что выделение тепла превысило бы необходимый уровень, и мог случиться пожар. С топливом ладно, заготовить — не проблема, а вот пожар… По мере использования новых источников энергии, таких как газ и нефть, вопрос регулирования температуры стал ключевым.

Терморегуляторы и их виды

Терморегулятор — это автоматическое устройство, регулирующее температуру теплоносителя в зависимости от заданных или непосредственно замеренных внешних параметров. Он применяется абсолютно во всех системах отопления как встроенное в тепловые приборы устройство, или как автономная, в том числе аварийная. В особо важных, пожароопасных, взрывоопасных циклах и производствах такие системы выполняются с многоуровневым дублированием. Рассмотрим некоторые виды терморегулирующих устройств бытового назначения. Различают их по нескольким параметрам:

• По параметрам регулирования — механические, электрические, электронные.
• По области применения — комнатные, бытовые, промышленные, аварийные.
• По типу датчиков — цифровые, аналоговые.
• По функциональным возможностям — программируемые, регулируемые, дистанционного управления.
• По способу установки — монтируемые в магистраль теплоносителя, в отопительный прибор, независимые.

В качестве источника энергии в современных системах отопления используются:

• Газ
• Электричество
• Нефтепродукты
• Уголь
• Древесина

По виду теплоносителя отопление делится на:

• Водяные
• Воздушные
• Паровые
• Комбинированные

Регулирование температуры в водяных системах отопления

Программируемые регуляторы

Это наиболее распространенный вариант отопления, где в качестве теплоносителя используется вода, а в качестве источника энергии может быть что угодно. Принцип работы такой системы состоит в следующем. Нагрев теплоносителя (воды) происходит в нагревательных приборах или комплексах за счет сжигания газа, нефтепродуктов, угля, древесины, органических отходов производств, биогаза и других.

По тепловым магистралям нагретая вода поступает к тепловым приборам обогрева, а после частичной или полной теплопередачи возвращается обратно в начало цикла. Регулирование параметров теплоносителя осуществляется непосредственно в нагревательном и тепловом приборах. В больших системах замер параметров и их регулирование осуществляется в нескольких технологически важных точках.

Регуляторы температуры для водяных систем отопления

Любой электронагревательный прибор имеет свой встроенный термический регулятор. Он позволяет не только изменять температуру теплоносителя в зависимости от вашего желания или внешних параметров, но и избегать аварийного режима — закипания воды. Значение оптимальных параметров теплоносителя в нагревательном устройстве определяется производителем. В соответствии с этим приборы комплектуются регулирующим механизмом.

Важно! Превышение температуры теплоносителя больше допустимого значения (закипание) приводит к аварии.

Регулирующие механизмы, установленные непосредственно на отопительных приборах, можно назвать индивидуальными. Они позволяют регулировать термические параметры непосредственно на входе в каждый обогревательный прибор (радиатор).

Механические регуляторы для водяных систем отопления

Внешний вид индивидуального регулировочного клапана

Они устанавливаются непосредственно в магистраль подачи теплоносителя к отопительному прибору. Регулирование осуществляется за счёт уменьшения — увеличения подачи теплоносителя в радиатор в зависимости от заданного значения. Значение температуры задаётся поворотом управляющей головки регулировочного клапана, где имеются деления. Эти клапаны работают автономно, не требуя никаких дополнительных подключений. Механический датчик температуры встроен непосредственно в корпус клапана. Такие регуляторы отличаются невысокой ценой и надёжностью. Выглядит такой кран клапана вот так:

Важно! При необходимости можно полностью перекрыть подачу теплоносителя в конкретный отопительный прибор. При этом весь комплекс продолжает работать в плановом режиме.

Основными производителями такой продукции являются:

• «Данфосс» (Россия — Дания)
• «Broen» (Дания)
• «Itap» (Италия)

Электрические и электронные регуляторы для водяных систем отопления

Внимание! Все электрические приборы в системах отопления должны быть надёжно заземлены!

Такие регуляторы как автономные применяются в крупных разветвлённых системах отопления для автоматизации процессов и в качестве аварийных систем. В небольших бытовых системах они используются в виде оборудования, встроенного в обогревательные приборы (котлы, колонки, водонагреватели).

Цифровое табло

Принцип их работы основан на изменении подачи топлива в зависимости от параметров — внешних и теплоносителя. Причем в современных нагревательных приборах температура регулируется по нескольким параметрам, а не только по заданной и реальной температуре в помещениях. Она зависит от:

• Температуры воздуха на улице
• Времени суток
• Времени года
• Зон обогрева помещений
• Влажности воздуха в помещении
• Внешних команд
• Индивидуальных программ

Регулирование температуры может производить встроенный в систему отопления процессор по заранее заложенным программам, либо по командам извне, например, с мобильного телефона.

Регулирование температуры в электрических системах отопления

В электрических вариантах отопления регулирование температуры основано на тех же принципах, что и в водяных:

• безопасность
• надёжность,
• удобство и практичность

Взяв в руки любой электрический прибор, мы найдём регулятор температуры в том или ином виде. Даже утюги и электрочайники не составляют исключения, не говоря о больших и сложных приборах.

Внимание! Перегрев любого электрического прибора может привести к его возгоранию.

Регуляторы температуры в электрических системах отопления

Цифровые регуляторы

Как и в других системах, электрические терморегуляторы отопления сравнивают действительный параметр температуры теплоносителя с заданным. В зависимости от этих и других показателей регулируется температура нагревательных элементов установки. В электрическом отоплении регуляторы температуры устанавливаются в нагревательных приборах, где используется теплоноситель, в автономных нагревательных приборах, в комплексах автономного отопления и нагрева.

Электрические нагреватели с теплоносителем

К таким приборам можно отнести:

• Электрические котлы
• Электрические проточные нагреватели
• Бойлеры
• Масляные нагревательные приборы
• Приборы для сушки и подогрева

В любом таком приборе присутствует система автоматического регулирования температуры теплоносителя. В роли теплоносителя может выступать вода, органическое масло или воздух. Производители сами заинтересованы в производстве надёжной нагревательной техники. Среди них можно назвать:

• «РусНИТ» (Россия)
• «Beretta» (Италия)
• «Ariston» (Италия)
• «Bosch» (Германия)

Важно! При выборе электрического нагревательного прибора необходимо руководствоваться его безопасностью и надёжностью.

Системы автономного отопления и нагрева. «Тёплый пол»

Самый простой тип регуляторов

Лидером среди подобных систем, безусловно, является так называемый «тёплый пол». Но не следует забывать и о других аналогичных системах: подогрев крыш и водостоков, подогрев тротуаров и дорог, других элементов фасада. По сути, такие варианты состоят из регулятора температуры с датчиками и специального нагревающего кабеля различных видов или плёнки. Принцип их работы очень прост: устройство в зависимости от заданных параметров регулирует показатели тока, поступающего в кабель. А кабель прогревает поверхность пола. Специальный датчик измеряет температуру и формирует электрический сигнал, передавая его в регулятор. В зависимости от разницы заданного и реального тепловых параметров регулятор и управляет значениями тока в нагревательном кабеле. В системе «тёплый пол» используются разные виды регуляторов:

• Аналоговые
• Цифровые
• Программируемые
• Непрограммируемые
• Их разновидности

Аналоговые регуляторы — простейший тип регуляторов непрограммируемых. Самый недорогой и простой в монтаже и использовании тепловой регулятор. Даёт возможность задать желаемое значение температуры и включить или выключить систему в целом. Эти устройства надёжны и очень просты в эксплуатации.

Программируемый вариант

Цифровые регуляторы имеют световое или жидкокристаллическое информационное табло – индикатор. Обладают более широкими возможностями по сравнению с механическими аналоговыми регуляторами, но, так же как и они, не программируется. Программируемые регуляторы отличаются большими возможностями по настройке различных программ работы системы. Из их недостатков стоит отметить относительно высокую стоимость и некоторые сложности в программировании. Основными производителями систем «тёплого пола» являются:

• «Devi» (Дания)
• «Теплолюкс» (Россия)
• «Национальный комфорт» (Россия)
• «Nexans» (Норвегия)
• «АВВ» (Швейцария)

Итог

Жизнь идёт вперёд, технологии совершенствуются, поэтому иногда тяжело сделать выбор на фоне огромного количества предложений. Но обладание знаниями и информацией значительно упрощает задачу. Особенно это важно, когда выбор касается безопасных и надежных вещей.

Читайте далее:

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, подходящим 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 заданного значения 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 действие управления 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, и 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 (5308 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 регуляторы температуры? Типы контроллеров процесса

Как следует из названия, контроллер температуры представляет собой прибор, используемый для контроля температуры, в основном без участия оператора. Контроллер в системе контроля температуры принимает датчик температуры, такой как термопара или RTD, в качестве входных данных и сравнивает фактическую температуру с желаемой контрольной температурой или заданным значением. Затем он предоставит вывод элементу управления.

Хорошим примером может служить приложение, в котором контроллер получает входные данные от датчика температуры и имеет выход, подключенный к элементу управления, такому как нагреватель или вентилятор. Контроллер обычно является лишь частью системы контроля температуры, и при выборе подходящего контроллера следует анализировать и учитывать всю систему.

Узнайте больше о цифровых контроллерах

Какие существуют типы регуляторов процесса или температуры и как они работают?
Существует три основных типа регуляторов процесса: двухпозиционный, пропорциональный и ПИД-регулятор. В зависимости от управляемой системы оператор сможет использовать тот или иной тип для управления процессом.

Двухпозиционный регулятор температуры
Двухпозиционный регулятор температуры представляет собой простейшее устройство управления. Выход устройства либо включен, либо выключен, без промежуточного состояния. Двухпозиционный контроллер переключает выход только тогда, когда температура пересекает заданное значение. Для управления обогревом выход включается, когда температура ниже уставки, и выключается выше уставки.

Поскольку температура пересекает заданное значение, чтобы изменить состояние выхода, температура процесса будет постоянно циклически изменяться, переходя от значения ниже заданного значения к значению выше и обратно. В тех случаях, когда это циклирование происходит быстро, и для предотвращения повреждения контакторов и клапанов, к операциям контроллера добавляется дифференциал включения-выключения или «гистерезис».

Этот дифференциал требует, чтобы температура превышала уставку на определенную величину, прежде чем выход выключится или снова включится. Дифференциал включения-выключения предотвращает «дребезжание» выхода или быстрые непрерывные переключения, если циклическое переключение выше и ниже уставки происходит очень быстро. Двухпозиционное управление обычно используется там, где нет необходимости в точном контроле, в системах, которые не могут справиться с частым включением и выключением энергии, когда масса системы настолько велика, что температура меняется очень медленно, или для температурной сигнализации. Одним из специальных типов управления включением-выключением, используемым для аварийной сигнализации, является контроллер предельных значений. В этом контроллере используется реле с фиксацией, которое необходимо сбросить вручную, и оно используется для отключения процесса при достижении определенной температуры.

Пропорциональное управление
Пропорциональное управление предназначено для устранения циклов, связанных с двухпозиционным регулированием. Пропорциональный регулятор уменьшает среднюю мощность, подаваемую на нагреватель, когда температура приближается к заданному значению.

Это приводит к замедлению нагревателя, чтобы он не превышал заданное значение, а приближался к заданному значению и поддерживал стабильную температуру. Это пропорциональное действие может быть выполнено путем включения и выключения выхода на короткие промежутки времени. Это «пропорциональное распределение времени» изменяет отношение времени «включено» к времени «выключено» для контроля температуры. Пропорциональное действие происходит в «зоне пропорциональности» вокруг заданной температуры.

Вне этого диапазона регулятор температуры работает как двухпозиционный блок с выходом либо полностью включенным (ниже диапазона), либо полностью выключенным (выше диапазона). Однако внутри диапазона выход включается и выключается пропорционально разнице измерения от уставки. В заданном значении (средняя точка пропорционального диапазона) коэффициент включения/выключения выхода составляет 1:1; то есть время включения и время выключения равны. Если температура отличается от уставки, время включения и выключения изменяется пропорционально разнице температур. Если температура ниже заданного значения, выход будет активен дольше; если температура слишком высока, выход будет выключен дольше.

ПИД-регулятор
Третий тип регулятора обеспечивает пропорционально-интегральное и дифференциальное регулирование или ПИД-регулятор. Этот контроллер сочетает в себе пропорциональное управление с двумя дополнительными регулировками, что помогает блоку автоматически компенсировать изменения в системе.

Эти корректировки, интегральные и производные, выражаются в единицах времени; на них также ссылаются их обратные значения RESET и RATE соответственно. Пропорциональные, интегральные и производные члены должны быть индивидуально скорректированы или «настроены» на конкретную систему методом проб и ошибок. Он обеспечивает наиболее точное и стабильное управление из трех типов регуляторов и лучше всего используется в системах с относительно небольшой массой, которые быстро реагируют на изменения энергии, подводимой к процессу.

В этой другой статье более подробно описано, как настроить ПИД-регулятор.

Рекомендуется в системах, где нагрузка часто меняется, и ожидается, что контроллер будет автоматически компенсировать частые изменения уставки, количества доступной энергии или управляемой массы. OMEGA предлагает ряд контроллеров, которые автоматически настраиваются. Они известны как контроллеры автонастройки.

Стандартные размеры
Поскольку регуляторы температуры обычно устанавливаются внутри приборной панели, панель необходимо разрезать для размещения регулятора температуры. Чтобы обеспечить взаимозаменяемость между контроллерами температуры, большинство контроллеров температуры разработаны в соответствии со стандартными размерами DIN. Наиболее распространенные размеры DIN показаны ниже.

Выберите регулятор температуры для вашего применения

Двухпозиционные контроллеры
Двухпозиционные контроллеры процесса представляют собой простейший тип контроллеров с двухпозиционным управлением, предназначенный для обеспечения функциональности ПИД-регуляторов общего назначения, но по цене, подходящей для двухпозиционных приложений.

Автонастройка ПИД-регуляторов
ПИД-регуляторы обеспечивают очень точное управление, но алгоритм ПИД требует настройки. Контроллеры автонастройки обеспечивают эту функцию.

Многоконтурные контроллеры
Каждый контур управления обычно состоит из одного входа и как минимум одного выхода. OMEGA предлагает множество многоконтурных контроллеров, которые могут управлять более чем одним контуром управления. CS8DPT от OMEGA поддерживает до 6 контуров управления.

Контроллеры ограничения безопасности
Контроллер ограничения безопасности представляет собой двухпозиционный контроллер с выходом с фиксацией. Когда состояние выхода изменяется, требуется ручной сброс, чтобы вернуть его обратно. Контроллеры пределов безопасности обычно используются в качестве резервных контроллеров для остановки процесса при достижении нежелательных пределов.

Реле температуры
Регулируемое реле температуры подходит для применений, требующих экономичного решения для контроля температуры.