Мікропроцесори та мікроконтролери

 
 
 
Константин Кушнер : «Компьютерным играм предпочитаю игру ума в компьютере»
Русский | Українська

На правах реклами:



Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Мікропроцесори та мікроконтролери :: Енергозберігаючі системи :: 1.5 Локальні системи управління виробництвом тепла

1.5 Локальні системи управління виробництвом тепла

Останні роки енергетична політика характеризувалася бурхливим зростанням частки децентралізованого теплопостачання в загальному обсязі забезпечення функціонування теплопотребляющіх систем будівель різного призначення. Поняття «децентралізоване» в даному випадку мається на увазі забезпечення цих систем теплоносієм (як правило, гарячою водою) від власного теплогенератора (водяного котла), встановленого безпосередньо на споживає теплоту об'єкті. Це може бути окрема будівля або комплекс функціонально пов'язаних будівельних об'єктів. Теплогенератор (один або декілька) з усім необхідним іншим технологічним обладнанням в цьому випадку розміщується в спеціальному приміщенні (у котельні), розташованому в самій будівлі або в безпосередній близькості від обслуговується об'єкта.

Широке поширення децентралізованого теплопостачання в даний час пояснюється кількома причинами. По-перше, це значне зростання індивідуального приміського житлового будівництва. По-друге, через зрослу, найчастіше, точкової забудови у великих містах виникає проблема теплопостачання нових будинків від існуючих міських централізованих теплових мереж, які за своєю розрахункової потужності і технічним станом вже не відповідають зрослим потребам. Доводиться вдаватися до децентралізованих схемами теплопостачання з використанням, наприклад, дахових або прибудованих індивідуальних котелень.
Функціонування сучасної схеми теплопостачання не є можливим без засобів регулювання і автоматизації, призначених як для вирішення основних завдань теплопостачальної схеми і різних теплопотребляющіх систем обслуговується об'єкта, так і для забезпечення працездатності всього технологічного обладнання, включеного в загальну схему.

1.5.1 Основні підходи до створення локальних систем управління.

В основу даних систем закладений принцип індивідуального управління опалювальними приладами, розташованими в окремо взятих помешканнях будови, залежно від значень температури повітря. Такі системи найбільш прості в створенні.
Система управління складається з окремих, не пов'язаних ні між собою, ні з якими іншими керуючими пристроями систем управління опаленням окремих приміщень. Структурна схема однієї такої системи зображена на схемі 2.1.
Принцип функціонування зазначених систем заснований на контролі температури, порівняно із заданими параметрами та управлінні станом опалювальних приладів. Для цього в приміщеннях, в яких потрібно підтримання температури повітря в заданих межах, встановлюються засоби вимірювання температури повітря та засоби керування станом опалювальних приладів.

 

Структурная схема системы с локальным управлением

Схема 1.2.
Структурна схема системи з локальним управлінням опалювальними приладами

Основну роль в управлінні опалювальними приладами в таких системах відіграють мікроконтролери, що встановлюються в кожному приміщенні, де розміщені керовані ними опалювальні прилади. Контролери з'єднуються з датчиками температури і виконавчими пристроями опалювальних приладів. Як контролерів можуть використовуватися широко поширені на ринку термостати, більшість яких мають вбудовані датчики температури.

Розглянемо роботу даної системи. Користувач системи налаштовує контролер на підтримку певної температури повітря в приміщенні, тобто встановлює її нижній і верхній межі (наприклад, 20 ° С і 24 ° С) або один (залежно від моделі контролера) орієнтовний рівень температури. Термодатчики перетворюють значення температури навколишнього середовища у відповідні їм електричні сигнали, які надходять на вхід контролера. Якщо сигнал виявляється менше встановлених значень, контролер формує сигнал на включення / збільшення потужності опалювального приладу. Цей сигнал надходить на виконавчий пристрій, і опалювальний прилад переводиться в активний стан або збільшує випромінювану потужність.
При підвищенні температури повітря в приміщенні вище заданих користувачем кордонів контролер формує сигнал на виключення / зменшення потужності опалювального приладу, який в результаті переводиться в пасивний стан або зменшує випромінювану потужність. Таким чином, у приміщенні, де встановлені контролер і керований ним опалювальний прилад, підтримується температура повітря в межах кордонів, заданих власником будинку.
На ринку також широко поширені контролери з вбудованими годинниками, що дозволяють налаштовувати кілька режимів опалення. Власник будинку може налаштувати для кожного режиму підтримувану системою температуру повітря в приміщенні і час переведення системи з одного режиму в іншій. Переключення режимів опалення з одного на інший провадиться контролером самостійно з налагодження часу.
Переваги описаної вище системи управління опаленням полягають в малій кількості кабелів, що з'єднують мікроконтроллер з термодатчиками і виконавчими пристроями.
До недоліків можна віднести великі трудовитрати в управлінні, так як для кожного приміщення необхідний свій контрольно-керуючий орган (мікроконтроллер), що вимагає окремої настройки і програмування режимів функціонування. Крім того, вартість такої системи управління пропорційна кількості приміщень, а для дистанційного контролю і управління потрібно стільки каналів зв'язку, скільки є контролерів. Ще один мінус - для керування іншим технологічним обладнанням (насосами, бойлерами тощо) потрібні додаткові пристрої.

1.5.2 Опис окремого стану частин схеми.


Датчики:
Датчики - це елементи автоматики, службовці для отримання необхідної інформації про реальний стан об'єкта регулювання.
Це «очі» і «вуха» автоматичної системи управління. З їх допомогою здійснюється зворотний зв'язок системи регулювання з об'єктом по кожному параметру.

датчик температури повітря

Первинним перетворювачем в датчиках температури найчастіше служить термопара (активний елемент, що є самостійним джерелом струму) або термоопору (пасивний елемент).
Конструктивне оформлення і використовуваний вторинний перетворювач визначаються функціональним призначенням датчика.
Так, датчики можуть бути кімнатного і зовнішнього (атмосферного) використання, накладними на трубопровід (для контролю температури поверхні трубопроводу), канальними (для вимірювання температури повітря в повітроводі) і т.п.

Датчик температури повітря ІПТВ (вихід 4-20 мА)

Призначення:
Датчик температури повітря ІПТВ (перетворювач вимірювальний температури повітря) призначений для безперервного перетворення поточного значення вимірюваної температури повітря в аналоговий сигнал постійного струму 4-20 мА.
Датчик використовується в системах автоматизації технологічних процесів спільно з контролерами, регуляторами і вторинними приладами.
Технічні дані:
Напруга живлення 7,5-36 В пост. струму
Пульсація напруги живлення 0,5% від ном. значення
Вихідний сигнал 4-20 мА пост. струму
Діапазон вимірюваних температур 0 .. 50, 0 .. 100 ° С
Межа зведеної основної похибки Не більше 1%
Додаткова температурна похибка на 10 ° С Не більше 0,2%
Характеристика Лінійна
Довжина занурюваної частини L 100, 200 мм
Температура навколишнього повітря від +5 до + 50 ° С
Ступінь захисту корпусу IP54 по ГОСТ 14254
Ступінь захисту чутливого елемента IP20 по ГОСТ 14254
Спосіб приєднання зовнішніх проводів перерізом до 1 мм2 Під гвинт
Датчик температури повітря складається з чутливого елемента у вигляді платинового терморезистора, розміщеного в захисній гільзі з отворами для доступу повітря, і нормує підсилювача, розміщеного в корпусі.
Зміна температури повітря викликає зміну опору чутливого елемента. Нормуючий підсилювач перетворює зміна опору чутливого елемента в аналоговий сигнал постійного струму 4-20 мА.
Вказівки з експлуатації:
Навколишнє середовище не повинно містити агресивних парів, газів, аеросмесей і бути вибухонебезпечною.
Просторове положення датчика будь-яке.
одключеніе датчика температури повітря до контролера або вторинному приладу здійснюється через колодку з гвинтовими зажимами екранованим кабелем з мідними жилами перерізом до 1 мм2.
Для водо-і пилу датчика введення кабелю здійснюється через сальник діаметром 10 мм.

 

Датчик температуры воды.JPG

Датчик NM4012

За сигналом датчика відбувається включення / вимикання виконавчих пристроїв: водяного насоса, світлового або звукового сигналізатора і т.д.
Номінальна напруга живлення: 6,0 ... 15,0 В.
Струм навантаження: 75 мА.
Розмір друкованої плати: 30х45 мм.
Датчик являє собою найпростіший підсилювач постійного струму (рис. 2), виконаний на складеному транзисторі (VT1, VT2).
Підрядковий резистор R1 дозволяє встановити необхідну чутливість датчика. Резистор R2 і конденсатор C1 знижують вірогідність помилкового спрацьовування. Діод VD2 захищає транзистори VT1, VT2 при застосуванні додаткового електромагнітного реле, для підключення якого використовуються контакти 1, 7. Напруга спрацьовування реле повинна дорівнювати: Uпіт - 2 В, а максимальний струм через обмотку комутатора - не більше 75 мА. Індикацію включення виконавчого пристрою забезпечує світлодіод VD1

Схема датчика

 

 












При використанні будь-яких матеріалів з сайту зворотнє посилання на сайт Мікропроцесори та мікроконтролери обов'язкова.