REGU2198
Technická dokumentace
REGU2198
1.
REGULÁTOR TEPLOTY typ REGU 2198
Technická dokumentace
Úvod
Tento výrobek byl zkonstruován podle současného stavu techniky a odpovídá platným evropským a národním normám a směrnicím. U výrobku byla doložena shoda s příslušnými normami. Odpovídající prohlášení a doklady jsou uloženy u výrobce. Výrobek má odpovídající úroveň elektromagnetické odolnosti, aby byl umožněn jeho nerušený provoz v obvyklém prostředí elektromagnetické kompatibility, ve kterém má být používán. Před uvedením výrobku do provozu si přečtěte tuto technickou dokumentaci a dodržujte pokyny, které jsou v ní uvedené. Vzniknou-li škody nedodržením této technické dokumentace, zanikne nárok na záruku. Výrobce neručí za následné škody, které by z toho vyplynuly. Výrobce rovněž neodpovídá za věcné škody a úrazy osob, které byly způsobeny neodborným zacházením s tímto výrobkem nebo nedodržováním bezpečnostních předpisů. Z bezpečnostních důvodů a důvodů registrace (CE) nesmí být výrobek přestavován a nesmějí být prováděny žádné změny v jeho vnitřním zapojení. Výrobek je určen k použití pouze osobám s odpovídající odbornou kvalifikací. Neodborná manipulace může výrobek poškodit. Po ukončení své životnosti musí být výrobek vyřazen (zlikvidován) podle zákonných předpisů. Chraňte své životní prostředí a odevzdejte výrobek do sběrny elektroodpadu nebo jej vraťte výrobci, který zajistí jeho likvidaci.
www.aterm.cz
1
2
REGU2198
2.
Technická dokumentace
Obecný popis regulátoru teploty
Regulátor teploty REGU2198 je digitální elektronické zařízení, které převádí signál z odporového snímače teploty typu Pt100 na číselný údaj teploty. Měření signálu snímače provádí 16-ti bitový AD převodník. Měřená hodnota je v řídicím mikroprocesoru zpracována pomocí dvou kalibračních konstant, které zajišťují lineární převod měřeného signálu. Regulátor pracuje s rozlišením měřené teploty 0,01°C. Jmenovitý rozsah teploty je 0 až 255°C. Na výstupu regulátoru je připojeno elektromagnetické relé a výstupní tranzistor s otevřeným kolektorem, který je od vnitřních obvodů regulátoru galvanicky oddělen. Výstupní signál má pulsně šířkovou (PWM) modulaci. Tento typ výstupu umožňuje „spojité“ ovládání výkonu topení. Regulátor je vybaven speciálním typem řídicího algoritmu, který má tři složky jako běžný PID algoritmus – proporcionální, integrační i derivační. Pomocí dvou parametrů – maximálního výkonu a periody vzorkování, lze dosáhnout kvalitní regulace teploty pro různé typy tepelných soustav. Regulátor je vybaven komunikační linkou RS485, která umožňuje připojit více regulátorů na jedno dvouvodičové vedení. Z důvodu jednoznačné identifikace je každý regulátor vybaven svou adresou, pomocí které komunikuje s nadřazeným systémem (počítačem nebo řídicím terminálem). Regulátor neobsahuje záložní paměť typu EEPROM. Po zapnutí regulátoru je tedy nejprve nutné nastavit potřebné parametry regulátoru. Součástí dodávky regulátoru je demonstrační a uživatelský software pro prostředí Windows. Demonstrační software obsahuje názorné a funkční použití všech ovládacích procedur. Součástí tohoto software je i zdrojový tvar programu v Pascalu (Delphi). Uživatelský software PREG2198.EXE umožňuje jak testování všech funkcí regulátoru, tak i praktické použití v systému až 14 regulátorů připojených na společnou linku RS485. Pro vybraný regulátor lze zaznamenávat měřenou teplotu a aktuální výkon topení. Měřený graf je uložen i na disk počítače pro pozdější prohlížení.
3
REGU2198
Technická dokumentace
Napájení regulátoru je stejnosměrným napětím 15V (max. 24V). Přívod napájecího napětí není jištěn pojistkou. Regulátor je vestavěn do plastové skříňky pro montáž na lištu DIN35. Jako volitelné příslušenství lze k regulátoru objednat 5-ti místný LED displej s výškou znaků 20mm, který zobrazuje měřenou teplotu v rozmezí 0 až 255,99°C.
3.
Technický popis regulátoru teploty
Uspořádání přívodních svorek je znázorněno v příloze na obr.1. Blokové schéma regulátoru je uvedeno v příloze na obr.2. Napájecí napětí se připojuje na svorky označené 24V a GND. Napájecí obvody obsahují ochranu proti přepólování napájecího napětí, přepěťovou ochranu a impulsní stabilizovaný zdroj. Tyto prvky zajišťují zvýšenou odolnost zařízení v průmyslovém prostředí. Odporový snímač teploty Pt100 v třívodičovém zapojení se připojuje na svorky označené Pt+, Pt-1 a Pt-2. Vodič Pt+ je připojen na jeden pól snímače, vodiče Pt-1 a Pt-2 jsou připojeny na druhý pól snímače. Délka přívodních vodičů je kompenzována a nemá vliv na přesnost měření. Snímač teploty je napájen proudem 0,5mA. Sériová linka RS485 se připojuje ke svorkám označeným A a B. Svorka GND rozhraní RS485 je galvanicky spojená se stejnojmennou svorkou napájení a je určena pro propojení mezi regulátory, které jsou napájeny samostatnými napájecími zdroji. Pokud je celá skupina regulátorů napájena z jednoho zdroje, tak se tato svorka GND nevyužívá. Na svorce Alarm je připojen tranzistorový výstup s otevřeným kolektorem. Svorky Alarm se u všech regulátorů propojí paralelně jedním vodičem, který se pak připojí na alarmový (havarijní) vstup řídicího terminálu nebo na elektrický signalizační obvod. Svorka Reset je vstupní svorkou pro připojení resetovacího vodiče, který je paralelně propojen se svorkami Reset ostatních regulátorů a pak připojen na výstup řídicího terminálu.
4
REGU2198
Technická dokumentace
Pro připojení topného tělesa lze použít buď výstupní svorky Relé, na kterých je připojen spínací kontakt výstupního relé nebo výstupní svorky +OC, -OC, na kterých je připojen galvanicky oddělený výstupní tranzistor. Na čelním panelu skříňky regulátoru jsou umístěny čtyři indikační diody LED pro indikaci stavu vstupu Reset, výstupu Alarm, komunikační linky Data a výstupu Topení.
REGU2198
Technická dokumentace
Třetí sada příkazů je rovněž adresovatelná a slouží ke čtení hodnot z konkrétního regulátoru. Jedná se o tyto příkazy: l)
Typové číslo:
’?’ ‘%’ a <127> (‘>’ ‘2’ ‘1’ ‘9’ ‘8’ <127>)
m) Parametry:
’?’ ‘P’ a <127> (‘P’ a v p s <127>)
Komunikační protokol obsahuje tři sady příkazů. V první sadě jsou příkazy bez identifikační adresy, které slouží k ovládání všech regulátorů zároveň. Parametry jsou tedy zapsány do všech připojených regulátorů. Jedná se o tyto příkazy: a)
Start regulace:
‘#’ ’+’ ‘S’ <127>
b) Stop regulace:
‘#’ ‘-‘ ‘Z’ <127>
c)
‘#’ ‘P’ v p <127>
Zápis parametrů:
d) Zápis žádané teploty: e)
‘#’ ‘T’ t <127>
Zápis alarmové teploty: ‘#’ ‘A’ t <127>
n) Žádaná teplota:
’?’ ‘T’ a <127> (‘T’ a t <127>)
o) Měřená teplota-binární: ’?’ ‘M’ a <127> (‘M’ a b <127>) p) Měřená teplota-reálná:
’?’ ‘H’ a <127> (‘H’ a t4 t3 t2 t1 t0 o <127>)
(Pozn. V závorce je uvedena odpověď, kterou posílá regulátor) kde
znaky uvedené v uvozovkách jsou řídicí znaky znak <127> je koncový znak
Druhá sada příkazů je již adresovatelná a slouží k ovládání a zápisu parametrů do jednotlivého regulátoru. Jedná se o tyto příkazy: f)
a je adresa regulátoru (1 až 255) v je hodnota periody vzorkování (0 až 255) v sekundách
Start regulace:
’$’ ‘S’ a <127>
g) Stop regulace:
’$’ ‘Z’ a <127>
h) Perioda vzorkování:
’$’ ‘V’ a h <127>
i)
Maximální výkon:
’$’ ‘P’ a h <127>
j)
Žádaná teplota:
’$’ ‘T’ a h <127>
b je měřená teplota (0 až 255)
’$’ ‘A’ a h <127>
t4..t0 jsou číslice reálné teploty ve tvaru “432,10“ °C
k) Alarmová teplota:
Všechny příkazy z druhé sady posílají do počítače odpověď ve formátu: (’!’ a h <127>).
5
p je hodnota maximálního výkonu (0 až100) v procentech s je stav regulátoru (-vypnut, +zapnut) t je žádaná teplota (0 až 255)
o je hodnota okamžitého výkonu h je hodnota nastavovaného parametru (0 až 255)
6
REGU2198
4.
Technická dokumentace
Uživatelský popis regulátoru teploty
Po zapnutí napájecího napětí svítí zelená indikační dioda Data. Ostatní diody musí být zhasnuté. V případě příjmu adresovatelného příkazu regulátor ihned odpoví. Přitom krátce zhasne indikační dioda Data. Po spuštění regulace (příkazem start regulace) je ihned prováděna regulace na žádanou hodnotu teploty. Regulátor provádí v pravidelné periodě dané hodnotou vzorkování (v sekundách) výpočty podle regulačního algoritmu. Ten je určitou variantou klasického PID algoritmu a obsahuje tedy proporcionální, integrační a derivační složku. Integrační složka umožňuje dosáhnout nulové odchylky mezi žádanou a skutečnou teplotou. Derivační složka zase umožňuje provádět predikci dalšího vývoje procesu regulace. Ovládání výstupního relé je dáno dvěma parametry. První parametr je výstupní výkon regulačního algoritmu, který je v rozmezí 0 až 100% s rozlišením 0,5%. Druhý parametr je maximální výkon zadávaný uživatelem v rozmezí 0 až 100% a udává procentuelní část jmenovitého výstupního výkonu topného tělesa. Výstupní výkon regulačního algoritmu může maximálně dosáhnout hodnoty nastaveného maximálního výkonu. Pokud máme např. jmenovitý výkon topení 500W, a nastavíme hodnotu maximálního výkonu na 70%, pak se při regulaci bude výkon topení pohybovat v rozmezí od 0 do 350W. Hodnota maximálního výkonu má vliv na kvalitu regulace. U předimenzovaného výkonu topného tělesa se snížením hodnoty maximálního výkonu zmenší rozkmit regulované teploty. Na druhé je ovšem prodloužena doba náběhu teploty na žádanou hodnotu. Regulátor se chová z hlediska výstupu jako spojitý regulátor. Je to zajištěno pomocí pulsně šířkové modulace (PWM) výstupního signálu. Regulátor má pevně nastaven výstupní interval na dvě sekundy. Pokud např. má být celkový výstupní výkon 75%, tak po dobu 1,5sekundy je relé sepnuto a po dobu 0,5sekundy je vypnuto. Setrvačnost topného tělesa zajišťuje plynulý tok tepelné energie. Spínání relé je indikováno 7
REGU2198
Technická dokumentace
diodou Topení. Regulační algoritmus v průběhu regulačního procesu nalezne optimální hodnotu výstupního výkonu, kterou pak po dosažení žádané hodnoty teploty udržuje s ohledem na minimální odchylku skutečné teploty od žádané teploty. Při poruše snímače teploty nebo při překročení alarmové teploty je přibližně po 30 sekundách od vzniku tohoto nežádoucího stavu aktivován alarmový výstup a svítí červená LED s označením Alarm. Alarm zůstane aktivní i pokud teplota klesne pod mezní hodnotu. Pro vypnutí alarmového výstupu je nutné vypnout napájení regulátoru nebo provést reset regulátoru. Restartování regulátoru je indikován diodou Reset a musí se jednat o krátký impuls signálu s nulovým potenciálem přivedeným na resetovací vstup. Restartování má stejný vliv na regulátor jako vypnutí a zapnutí napájecího napětí. Při restartování je spuštěn řídicí program od svého začátku.
5. Technické parametry
Napájecí napětí:
24V DC (±10%)
Proudový odběr:
max. 60mA
Výstupní kontakt relé:
max. 1A /~125V, =60V
Výstupní tranzistor:
-OC, +OC, max.0,4A
Napájení snímače Pt100:
0,5mA
Rozsah teplot:
0 až 255°C
Rozměry skříňky:
70 x 90 x 65mm (š x v x h)
Krytí přístroje:
IP20
Elektromagnetické prostředí:
úroveň 2-chráněné prostředí
Pracovní prostředí:
normální dle ČSN 33 2000-3
Třída el. předmětu:
třída III
Provozní teplota:
0 až 40 °C 8
REGU2198
Technická dokumentace
Výrobu a servis zařízení provádí:
Ing.Radomír Matulík, Nad Hřištěm 206, 765 02 Otrokovice Telefon/Fax:
577 932 759
Mobil:
603 217 899
E-mail:
[email protected]
Internet:
http://www.aterm.cz
Prohlášení o shodě K výrobku je vydáno prohlášení o technické shodě dle zákona č.22/97 Sb. Toto prohlášení lze v případě potřeby vyžádat přímo u výrobce.
Upozornění !!! Regulátor teploty REGU2198 včetně technické dokumentace a řídicího software jsou autorským dílem chráněným příslušnými zákony.
9
