Архив / 1998 / №2(15) / 

ТРМ32 и ТРМ33 - приборы для автоматизации систем отопления

При автоматизации процессов отопления и горячего водоснабжения зданий, получающих тепловую энергию из магистралей теплоцентрали, перед разработчиками, помимо вопросов, связанных непосредственно с поддержанием температуры в помещениях, возникает ряд специфических задач, свойственных такого рода системам. К ним относятся например, необходимость соблюдения заданного отопительного графика, защита оборудования системы в экстремальных ситуациях (в частности от замораживания), возможность оперативного перехода из дневного режима работы в ночной режим и некоторые другие.

Производственное объединение "Овен" приступило к выпуску специализированных микропроцессорных приборов ТРМ32 и ТРМ33, предназначенных для автоматизации систем отопления некоторых типов.

Отличительной чертой этих приборов от обычных промышленных терморегуляторов является автоматическое изменение основных уставок регулирования в зависимости от температуры наружного воздуха, что обеспечивает рациональное использование потребителем поступающей тепловой энергии.

Прибор ТРМ32

Прибор ТРМ32 совместно с четырьмя входными датчиками предназначен для контроля и регулирования температуры в системах отопления и горячего водоснабжения, выполненных по схеме, приведенной на рис. 1.

Рис. 1
Рис. 1

При работе в составе системы ТРМ32 контролирует температуру наружного воздуха (Тнаруж.), температуру воды в контурах отопления (Тотоп.) и горячего водоснабжения (Тгвс), а также температуру обратной воды (Тобр.), возвращаемой в теплоцентраль.

По результатам измерений прибор управляет работой двух запорно-регулирующих клапанов (КЗР), один из которых служит для поддержания заданного значения температуры в контуре отопления, а другой - в контуре горячего водоснабжения.

Управление обоими КЗР производится одинаковым широтно-импульсным способом, но по независимым пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) законам регулирования. Использованный в приборе способ и закон регулирования позволяет наиболее точно и качественно поддерживать заданные значения параметров на объектах со значительным транспортным запаздыванием, которыми в большинстве случаев и являются контуры отопления и горячего водоснабжения помещений. Для адаптации прибора к объектам, различным по теплотехническим и инерционным свойствам, в нем предусмотрена возможность изменения коэффициентов ПИД-регуляторов, которая может быть осуществлена пользователем при проведении регулировочно-наладочных работ.

Рис. 2
Рис. 2

Для обеспечения постоянного теплового режима в помещении, не зависящего при этом от влияния внешних климатических условий, заданное значение температуры контура отопления (Туст.отоп.) формируется прибором в зависимости от текущей температуры наружного воздуха (Тнаруж.отоп.) по графику Туст.отоп.=f(Тнаруж.). Параметры графика (Кн1 - наклон прямой, Ксм1 - смещение по оси абсцисс) задаются пользователем при программировании прибора, осуществляемого с его лицевой панели.

Пример графика Туст.отоп.=f(Тнаруж.) приведен на рис. 2.

Регулирование температуры в контуре горячего водоснабжения осуществляется прибором по значению уставки (Туст.гвс), заданной пользователем при программировании ТРМ32.

При регулировании с целью соблюдения заданного отопительного графика прибор контролирует температуру обратной воды, возвращаемой в теплоцентраль, защищая систему от превышения ею заданного значения Тобр.max.

В случае такого превышения прибор формирует сигналы, направленные на закрытие КЗР контура отопления для снижения температуры обратной воды. После ликвидации аварийной ситуации ТРМ32 автоматически переходит на регулирование температуры в контуре отопления по значению Туст.отоп.
Заданное значение Тобр.макс. является величиной переменной и формируется прибором в зависимости от текущей температуры наружного воздуха по графику Тобр.макс=f(Тнаруж.).

Параметры графика (Кн2 - наклон прямой, Ксм2 - смещение по оси абсцисс) задаются пользователем при программировании прибора. Пример графика Тобр.макс=f(Тнаруж.) приведен на рис. 3.

Рис. 3
Рис. 3

Для экономичного использования тепловых ресурсов теплоцентрали в приборе предусмотрена возможность дистанционного перевода системы отопления в ночной режим работы. В этом случае график задания уставок контура отопления Туст.отоп.=f(Тнаруж.) автоматически смещается по оси абсцисс вниз на величину, заданную пользователем при программировании ТРМ32. Управление данным переводом осуществляется при помощи внешних "сухих" контактов, в качестве которых могут быть использованы любые оптимальные по конструкции тумблеры, переключатели или таймеры.

Прибор оснащен схемой контроля неисправности входных датчиков температуры. В случае выхода из строя любого из термопреобразователей ТРМ32 выводит на цифровое табло соответствующую информацию, оповещая оператора об аварии, и одновременно блокирует управление обоих КЗР. Блокировка автоматически снимается после устранения неисправности.

Рис. 4
Рис. 4

Прибор выполнен в стандартном пластмассовом корпусе с габаритными размерами 96х96х180 мм, предназначенном для щитового крепления. На лицевой панели ТРМ32, приведенной на рис. 4, расположены два четырехразрядных светодиодных цифровых индикатора, служащих для отображения значений контролируемой температуры в различных точках системы отопления, а также заданных значений температуры в контурах регулирования. Здесь же расположены восемь единичных светодиодных индикаторов, сигнализирующих о выборе и состоянии каналов контроля температуры, а также о формировании сигналов управления КЗР отопления и горячего водоснабжения.

Для управления прибором в различных режимах его работы на лицевой панели размещена пленочная клавиатура с восемью кнопками.

Для соединения прибора с датчиками, исполнительными механизмами, сетью питания и т.д. на задней стенке прибора расположены две группы клеммников "под винт".

Напряжение питания прибора 220 В 50 Гц, Потребляемая мощность не более 6 ВА.

Прибор ТРМ33

Прибор ТРМ33 совместно с тремя входными датчиками предназначен для контроля и регулирования температуры воздуха в помещениях, оборудованных системой отопления с приточной вентиляцией, выполненной по схеме, приведенной на рис. 5.

Рис. 5
Рис. 5

При работе в составе системы ТРМ33 контролирует температуру наружного (Тнаруж.) и приточного (Тприточ.) воздуха, а также температуру обратной воды (Тобр.), возвращаемой в теплоцентраль.

По результатам измерений ТРМ33 управляет работой вентилятора и жалюзи, осуществляющих подачу воздуха на калорифер, а также регулирует положение КЗР, обеспечивая выполнение системой нижеперечисленных функций:

- регулирование температуры приточного воздуха;
- защиту от завышения температуры обратной воды;
- защиту от замораживания воды в калорифере.

Регулирование температуры приточного воздуха является основной штатной функцией прибора и осуществляется в случае, если температура обратной воды на выходе калорифера находится в пределах границ, заданных пользователем относительно стандартного отопительного графика, а также отсутствует опасность замораживания самого калорифера, то есть Тобр.min<Тобр.<Тобр.max, а также Тприточ.>Тавар.

Граничные значения Тобр.min и Тобр.max формируются прибором исходя из текущей температуры наружного воздуха и заложенного в ТРМ33 стандартного отопительного графика Тобр.гр.=f(Тнаруж.). Параметры стандартного графика и пример формирования уставок Тобр.min и Тобр.max приведены на рис. 6 (числовые значения Dmax и Dmin задаются пользователем при программировании).

Рис. 6
Рис. 6

Регулирование температуры приточного воздуха осуществляется при помощи КЗР, управляющего потоком теплоносителя через калорифер, при этом прибор формирует команды на открытие жалюзи и включение вентилятора. Уставка температуры приточного воздуха задается пользователем при программировании прибора.

В случае завышения температуры обратной воды, возвращаемой в теплоцентраль, относительно заданного отопительного графика, прибор начинает управлять положением КЗР не по уставке температуры приточного воздуха, а по вычисленному значению Тобр.max, стремясь ликвидировать возникшую несанкционированную ситуацию. После снижения температуры обратной воды до заданных параметров КЗР автоматически переключается на регулирование температуры приточного воздуха.

В процессе работы ТРМ33 осуществляет защиту калорифера от замораживания в нем воды. При этом прибор для сохранения тепла в калорифере формирует команды на закрытие жалюзи и выключение вентилятора, а также полное открытие КЗР. Защита осуществляется в случае, если температура приточного воздуха снизилась до аварийной уставки (Тавар.) или температура обратной воды достигла минимального значения, то есть
Тприточ.<Тавар.
Тобр.<Тобр.min.

Кроме того, защита калорифера от замораживания осуществляется при неисправности (обрыв или короткое замыкание) любого из входных термопреобразователей.

Выход в режим регулирования температуры приточного воздуха осуществляется прибором автоматически после ликвидации аварийной ситуации, но с некоторой временной задержкой, необходимой для прогрева калорифера. Время задержки задается пользователем, исходя из эксплуатационных качеств оборудования.

При временном прекращении отопления помещения (ночные часы, выходные дни и т.п.) для экономии использования ресурсов теплоцентрали система может быть переведена в дежурный режим работы, при котором прибор осуществляет закрытие жалюзи и выключение вентилятора приточного воздуха. В этом режиме управление КЗР осуществляется по температуре обратной воды и направлено на поддержание ее значения равным Тобр.гр. Перевод системы в дежурный режим может быть осуществлен как с клавиатуры ТРМ33 (перепрограммированием числового значения одного из параметров прибора), так и дистанционно (замыканием определенных контактов клеммника).

Рис. 7
Рис. 7

Управление КЗР во всех режимах работы системы осуществляется широтно-импульсным способом по ПИД-закону регулирования, обеспечивающему поддержание заданных значений температуры. Также, как в ТРМ32, в приборе предусмотрена возможность изменения пользователем коэффициентов ПИД-регулятора для адаптации прибора к условиям объекта.

Управление жалюзи и вентилятором осуществляется выдачей непрерывных релейных сигналов (отключено или включено) на все время действия режима, вследствие чего электропривод управления жалюзи должен быть оснащен концевыми выключателями.

Конструктивно прибор ТРМ33 аналогичен рассмотренному ранее прибору ТРМ32. Отличие составляет назначение восьми светодиодных индикаторов, четыре из которых сигнализируют о выборе и состоянии каналов контроля температуры, два - о режимах работы прибора и два - о формировании сигналов управления КЗР. Внешний вид лицевой панели прибора ТРМ33 приведен на рис. 7.

Входные датчики и модификации приборов

Предприятием изготавливаются по два варианта приборов ТРМ32 и ТРМ33, отличающихся друг от друга входными устройствами, предназначенными для работы с термопреобразователями сопротивления определенных типов.

Одно входное устройство расчитано на использование датчиков с Rо=50 Ом (сопротивление термопреобразователя при температуре 0оС), а другое - с Rо=100 Ом. Одно и то же входное устройство может быть использовано для работы с любым из четырех конкретных типов термопреобразователей, образующих обрабатываемую прибором группу датчиков, приведенных в табл. 1 и 2. Изменение типа датчиков осуществляется пользователем при программировании.

Таблица 1

Код

Таблица 2

Код

Тип датчика и его НСХ

Тип датчика и его НСХ

ТСМ 50М W100=1,426

01

ТСМ 100М
W100=1,426

00

ТСМ 50М W100=1,428

09

ТСМ 100М
W100=1,428

14

ТСП 50П W100=1,385

07

ТСП 100П W100=1,385

02

ТСП 50П W100=1,391

08

ТСП 100П W100=1,391

03

Для удобства пользователя на заводе-изготовителе ТРМ32 или ТРМ33 программируется на заданный тип входных термопреобразователей, указываемый при заказе прибора в коде его модификации: ТРМ32(33)-ХХ (ХХ - код модификации прибора). Значения кодов для соответствующих типов термопреобразователей сопротивления и их номинальные статические характеристики (НСХ) по ГОСТ Р 50353-92 приведены в табл. 1 и 2.

Связь приборов с ЭВМ

Приборы ТРМ32 и ТРМ33 в комплекте с адаптером сети АС-2 (предприятие-изготовитель ПО "Овен") позволяет осуществить передачу IBM-совместимой ЭВМ информации о контролируемых ими температурах в различных точках системы отопления, заданных уставках и коэффициентах регулирования, а также принимать от оператора данные на изменение этих параметров. К одному адаптеру АС-2 может быть подключено до восьми приборов ТРМ32 или ТРМ33. Связь приборов с адаптером осуществляется по двухпроводным линиям. Длина линии связи не более 1000 м. Интерфейс связи - RS-232.

Вячеслав Дворцов