Плавное регулирование мощностью тенов [Архив]

AI!

26.02.2011, 12:28

Хочется плавно регулировать мощностью тенов (конвекторы/ИК обогреватели) в зависимости от температуры воздуха

задача минимум - закрытая коробка, без возможности регулирования, с жесткими параметрами - 18С - 100% мощности, 23С - 0%
(другой вариант - 20-25С соответственно, буду подбирать в процессе эксплуатации)
на форуме встретил, что есть "интересное" твердотельное реле с плавным регулированием мощности (префикс VA)

теперь надо понять как им плавно управлять...

в схемотехнике не асс, по этому прошу объяснять "на пальцах
(про реле и ШИМ на каждом полупериоде уже прочитал))))
------------------------
PS а ещё вопрос - возможность подключить 3 твердотельных реле, для раскидывания потребляемой нагрузки по фазам....

AI!

28.02.2011, 14:52

пытаюсь копать сам....

в ассортименте продукции ОВЕН есть "нормирующие преобразователи" НПТ-1 и НПТ-2
я так понимаю, они могут помочь достичь цели.....

осталось найти реле с помощью которого можно "выдернуть" из них нужный диапазон показаний...

PS вообще надо двумя помещениями "рулит", по этому можно использовать реле с 2мя аналоговыми входами и 2мя выходами... главно минимизировать затраты при достижении цели :)

Щекин Станислав

28.02.2011, 22:12

Если мощность будет линейно зависеть от температуры, у вас получится П-регулятор. В этом случае система будет уравновешиваться на каком-то заранее неизвестном значении температуры.

Если же задача стоит поддерживать температуру в помещении, целесообразно использовать ПИД-регулятор (ТРМ10, ТРМ101 и другие). Зададите конкретное значение (уставку) и он будет вполне адекватно его держать.

Вар.1) ПИД-регулятор с выходом "Т" (ТРМ101-ТР) в режиме ШИМ + твердотельное реле. ТЭН-ы будут включаться и выключаться в момент перехода напряжения через "0" порядка 1 раза в секунду (период можно задать), обеспечивая достаточно плавное регулирование средней мощности.
Для трехфазной нагрузки можно использовать как одно трехфазное ТТР, так и три однофазных.

Вар.2) ПИД-регулятор с выходом "И" + БУСТ + симисторы. Возможно управление фазовым методом (на каждом полупериоде), однако в сеть могут попасть сильные помехи.

Вар.3) Есть ещё вот такое хитрое ТТР, скорее всего с фазовым управлением. Подключается к выходу "У", больше про него ничего не знаю =) http://www.owen.ru/news/18482725

По моему мнению, самый разумный вариант №1.

AI!

28.02.2011, 23:09

Andrey_98

18.08.2011, 07:46

Подскажите, пожалуйста, хочу плавно регулировать твердотельное реле HD4044VA потенциометром, 0-500кОм подойдёт для этого?

Пугачев Андрей

18.08.2011, 13:15

Не совсем. Что-бы на нагрузке было 220 В сопротивление потенциометра должно быть больше 560 кОм.Т.е верхнее значение сопротивления потенциометра должно быть выше 600 кОм

Andrey_98

18.08.2011, 16:23

LelikFK

13.01.2016, 14:42

Вот про это реле идёт речь: http://www.kippribor.ru/?id=412
В описании указано: "переменный резистор 470..560кОм".
Т.е. регулирование происходит в диапазоне 470..560кОм? Тогда 470кОм - 0В, 560кОм - 220В ?

Для HD-xx44.VA:
Переменный резистор 470 кОм при номинальном Uпит 220 VAC;
Переменный резистор 560 кОм при номинальном Uпит 380 VAC;

Алексей Геннадьевич

13.01.2016, 15:43

на форуме встретил, что есть "интересное" твердотельное реле с плавным регулированием мощности (префикс VA)
теперь надо понять как им плавно управлять...
в схемотехнике не асс, по этому прошу объяснять "на пальцах
(про реле и ШИМ на каждом полупериоде уже прочитал))))
------------------------
PS а ещё вопрос - возможность подключить 3 твердотельных реле, для раскидывания потребляемой нагрузки по фазам....
Делал трёхфазный нагрев с ПИД-регулированием на HD-1024LA+ПР114. Полёт нормальный. Единственное - для полного открытия нужен БП на 30-36в.
21733

пытаюсь копать сам....
http://www.owen.ru/forum/showthread.php?t=20874&p=174539&viewfull=1#post174539

в ассортименте продукции ОВЕН есть "нормирующие преобразователи" НПТ-1 и НПТ-2
я так понимаю, они могут помочь достичь цели.....

осталось найти реле с помощью которого можно "выдернуть" из них нужный диапазон показаний...

PS вообще надо двумя помещениями "рулит", по этому можно использовать реле с 2мя аналоговыми входами и 2мя выходами... главно минимизировать затраты при достижении цели :)
ПР114/ПР200.

Алексей ПМ

13.01.2016, 17:15

некрофилы... ))

Алексей Геннадьевич

14.01.2016, 09:51

некрофилы... ))
WTF?
Это вы там в столицах барствуете, в замкадье люди вообще ничего слаще морковки не видели.

FoeNicks

11.11.2016, 08:16

Здравствуйте. Создаю проект управления ТЭНами на шахтных печах. Основных предпосылки две:
1. Как можно более точное регулирование температурой.
2. Унификация оборудования(печей много, мощность от 37кВт до 1,2 МВт).

На данный момент имеется самописец с ПИД-регулированием 19Е5(Мерадат) к которому планируется подключить блок управления симисторами и несколько твердотельных реле. С реле тоже примерно определился - это будет BDH-20044.ZD3 на 200А.
Сейчас определяюсь с выбором БУСТа - нашел несколько вариантов, но интересуют следующие параметры их работы:
Возможность плавного регулирования(ШИМ-регулировка, я так понимаю предпочтительнее будет), наличие контроля обрыва нагрузки(у БУСТ2 есть, я так понял, у остальных нет).
Нашел ОВЕНовские БУСТ, БУСТ2 и БКСТ1 - но вот что лучше, никак не разберусь.
БУСТ и БУСТ2 - по сути аналоги, управляются уровнем напряжения. БКСТ1 - это что за зверь, не пойму, написано, что работает с выходными сигналами регуляторов, но как именно осуществляется плавная регулировка - неясно.(По типу реле получается? ВКЛ-ВЫКЛ на входе и то же на выходе на симисторы?)
И вообще, имеется ли возможность сопряжения БУСТов в озвученной мной конфигурации?(19Е5-БУСТ-BDH200)

Несколько общих вопросов по БУСТам:
1) можно ли на один выход с БУСТа вешать трехфазный симистор, через который будет проходить одна фаза через 3 контакта(для увеличения емкости управляемых ТЭНов).
2) для раскачки симисторов требуется определенное напряжение и сила тока, так вот - можно ли собирать каскад следующей конфигурации:27519 или в таком случае происходит сдвиг фаз и как следствие, перегрев элементов?
З.Ы, мой первый опыт работы с симисторами и ТТР.

kon48

11.11.2016, 08:56

Добрый день!
FoeNicks по секрету, для чего предназначены печи?
Если это термообработка стали то для них регулируемым параметром является УСТАВКА. Иногда скорость выхода на УСТАВКУ.
В давнее время для печей до 80 кВт, при модернизации системы управления печами, использовали БУСТ, силовые тиристоры,
ПИД регулятор производства ОВЕН - ТРМ-101. Метод управления мощностью ТЭНов фазовый.
Для реализации защиты системы управления от перегрузки и КЗ использовали трансформаторы тока на каждую фазу.
Точность регулирования УСТАВКИ в установившемся режиме составляла +\- 2 градуса, перерегулирование не превышало 6-8 градусов.
По моему представлению, для модернизации системы управления более мощных печей, необходимо обращаться в специализированные
проектные организации. В производственных условиях реализовать систему управления печью в 1,2 Мвт, что называется " не по Сеньке шапка".
С уважением

FoeNicks

11.11.2016, 09:58

Именно термообработка. 19Е5 выбран как замена старым круговым регуляторам-самописца и по указанию сверху, так что приходится работать с ним.
Симистор - поскольку ТЭН на 380В на переменке. Фазовый метод дает помехи и вызывает нагревание ТТР, поэтому я остановился на ШИМ-регулировании, печь обладает тепловой инерцией, а с учетом ПИД-регулировки тепловой баланс печи можно держать очень точно.
Для защиты не хочется городить лишние компоненты, вроде трансформаторов контроля фаз. В идеале - это должен делать БУСТ. Именно поэтому я и задал вопрос касательно 3 вариантов, предлагаемых ОВЕНом.
Насчет специализированных проектных организаций. Я работаю всего месяц - но уже знаю 3 организации, которые делают полную Г. .Ну например - редуктор газа, который работает на входном давлении ниже рекомендуемого; слаботочка, проложенная параллельно силовым кабелям; RS-485 сеть, собранная "звездой"; ПО для контроллера написанное индийским кодом(видимо для компенсации кривой топологии сети); проекты, меняющиеся на лету, потому что проектным организациям так удобнее.
И все это сертифицированные, специализированные и вообще... Но нанимал их не я и принимал их проекты тоже не я.
А насчет того, что не по сеньке шапка - в чем проблема то? Берешь сертифицированное оборудование, собираешь из них комплекс. Если каждый элемент имеет паспорт и все собрано по рекомендованным схемам - в чем сложность реализации?

maximov2009

11.11.2016, 10:06

Добрый день. Не буду вдаваться в подробности насчёт шапки - это Ваши проблемы. Отвечу по сути.
В Вашей схеме управления Вы нагородили лишнего.
Разница между БУСТ и БКСТ в том, что БУСТ управляется аналоговым сигналом и уже сам формирует пропорциональный ШИМ сигнал. БКСТ управляется дискретным сигналом. То есть ШИМ формирует управляющий прибор.
Ваш 19Е5(Мерадат) имеет дискретный выход в виде транзисторных ключей. Поэтому, если с ним, то Вам нужен именно БКСТ. То есть Мерадат сам формирует ШИМ сигнал.
http://www.owen.ru/uploads/re_bkst1_1452.pdf
Посмотрите стр22. Если в списке есть тиристоры, которые Вы планируете использовать, то никаких промежутков в виде ТТР Вам не надо. Управляется на прямую.
Пока как то так. Если нужны уточнения пишите суда, если никто больше не откликнется в личку.
С уважением.

Woolfy

11.11.2016, 10:25

Возможность плавного регулирования(ШИМ-регулировка, я так понимаю предпочтительнее будет)...
Прибил бы за фазовое управление на таких мощностях! Сетевая синхронизация ("zero cross") обязательна! Под руками ничего из перечисленного нет, подсказать ничего не смогу. А судить по РЭ на БУСТы - ... Навскидку - алгоритм Брезенхема с полным периодом в качестве минимальной единицы, если осилите.
По схеме - контроль обрыва нагрузки проще организовать на ПР110-220.12Ф.4Р. Три трёхфазных зоны проконтролирует. В качестве элемента регулирования - БКСТ1 с тремя симисторами на одну зону нагрева. БКСТ1 можно управлять непосредственно от контроллера. Одним выходом контроллера можно управлять сразу всеми зонами или только одной. Я бы разделил на группы. Далее сами, коллега.
Приведённая схема некорректна.

Woolfy

11.11.2016, 10:36

В производственных условиях реализовать систему управления печью в 1,2 Мвт, что называется " не по Сеньке шапка".
С уважением
Не боги горшки обжигают! Тщательная проверка макета на столе знакомым электриком и - вперёд!

FoeNicks

11.11.2016, 11:13

Чтобы было меньше воды, прошу пояснить мне, верны ли следующие утверждения:
1. БУСТ и БУСТ2 осуществляют контроль обрыва нагрузки.
2. После обрыва перестают управлять симисторами и блокируются.
3. Не предусматривают выдачу предупреждающего сигнала при обрыве.
4. Могут продолжать работу на оставшихся симисторах без блокировки.
--- по БКСТ ----
5. БКСТ позволяет коммутировать произвольное количество симисторов(пример на рисунке) на один управляющий выход.
27521
6. БКСТ открывающее напряжение берет с фазы, я так понял. Но BDH-200 открывается постоянным напряжением 3-34 В. Получается, для него требуется дополнительный блок питания 24В? Или БКСТ все же на выходе выдает 3-34 В? По рисунку, видимо, что нужно дополнительное питание: 27522
7. Не позволяет плавно выходить на заданную мощность, для компенсации помех, как это делают БУСТы например.

kon48

11.11.2016, 11:35

Уважаемый FoeNicks!
Советов дали много и все они дельные ни с кем не спорю.
Но представлять предложения руководству по модернизации систем управления печей, на сколько я понимаю, предстоит вам.
Вот даю еще совет - критически отнеситесь к своему опыту и знаниям в этом деле и держите цифру в 1,2 МВт перед собой.
Поставленные вопросы как раз об этом и говорят.
Желаю удачи
С уважением

maximov2009

11.11.2016, 11:52

Какие интересные вопросы. Я же выше написал, с Вашим управляющим прибором сможет работать только БКСТ.
7. При таких мощностях никакой метод кроме число - импульсного Вам не потянуть. В БУСТ2 есть возможность переключения фазо-импульсного и число импульсного управления. У БКСТ нет. БКСТ по сути дела является разветвителем-усилителем и всё.
6. Что такое BDH-200 не нашёл, но на выходе БКСТ гальванически развязанная симисторная оптопара - управляйте чем угодно.
5. Вложение не открывается, но ответ в предыдущем параграфе.

Если решите применять БУСТ Вам надо менять управляющий прибор.
Ответы на остальные пункты в РЭ на БУСТ
С уважением.

FoeNicks

11.11.2016, 12:04

Алгоритм Брезенхема - это метод равномерно распределенных рабочих сетевых периодов по сути, если за единицу брать полный период. Да и по заверениям тех же мерадатовцев - такая регулировка хороша при мощности не более 5 кВт. 19е5 позволяет работать в этом режиме. Но поскольку печь достаточно инерционна и мощность там побольше(18кВт на секцию) - то ШИМ - наше все.
К тому же, я ограничен сверху ПИД-регулятором (мерадатовским 16е5). Так что контроллер для организации алгоритма Брезенхема, увы, отпадает.:)
Контроль фаз отдельно - это надо синхронизировать с ПИД-регулятором, иначе как понять, что ТЭН отвалился, а не просто отключен? Т.е. нужно одновременно проверять сигнал с регулятора и наличие напряжения на выходе с нагрузки, если в течение управляющего импульса нагрузки небыло - загорается сигнальная лампа. Все ж таки программируемое реле придется наверно внести в схему...
И опять же - ТЭН на 380 В - значит при выходе из строя ТЭНа мы будем иметь 220В от второй фазы. Не ставить же два симистора на одну нагрузку:)

Santi

11.11.2016, 12:08

1. Если в качестве силового элемента выбраны твердотельные реле, зачем все эти БУСТЫ/БКСТ? Эти приборы нужны если используются тиристоры/симисторы или требуется фазовое управление, которое здесь совсем не надо. Выход ПИД-регулятора на вход твердотельного, период ШИМ до 4сек и вперед.
2. Контроль обрыва по контролю тока в фазах, здесь либо тр-ры тока с токовыми реле или измерительными преоборазователями (классика), либо автоматы с электронными расцепителями и интерфейсами (современное решение). Опять же БУСТ/БКСТ здесь ничем не помогут.
3. Сколько Вы полагаете выделится тепла при управлении твердотельными реле (или тиристорами) нагрузкой 1,2 МВт? Грубо 7...10 кВт. Вам надо думать о системе охлаждения, возможно даже водяного охлаждения плюс как это тепло утилизировать - чиллеры, градирни и т.п.. Чтобы минимизировать этот неприятный момент необходимо предусматривать разбиение нагрузки на группы и большую часть включать через контакторы (минимум тепловыделения), которая в процессе работы будет включена постоянно, а уже лишь малую часть нагрузки, необходимую для выхода к уставке включать через твердотельные ключи.
4. Большая мощность формирует большую сложность и ответственность задачи. Переход к-ва в качество. Реализовывать такое на отдельных терморегуляторах и релюшках я бы не стал. Здесь надо даже не прогр. реле, как предлагали, нормальный ПЛК, чтобы и ПИД был какой надо с возможностью корректировки его алгоритма и завязки по управлению группами нагрева, контроль токов и т.п.. Стоимость этого оборудования будет оправдано ответственностью и затратностью самого "железа" печи такой большой мощности.

FoeNicks

11.11.2016, 12:27

На выходе 19е5 есть выход 0-20 мА. На входе в БУСТ2 - есть управляющий сигнал с такими-же характеристиками. Разве они не могут быть сопряжены? У Вас есть опыт работы с Мерадатом или БУСТ2? Я не из праздного любопытства - хочу знать, не наступлю ли я на чужие грабли, посчитав, что можно управлять тем же БУСТом с помощью сигнала 0-20мА :)
BDH-200 (http://www.owen.ru/catalog/seriya_sbdh_xx44zd3_malogabaritnie_i_bdh_xx44zd3_d lya_kommutatcii_moshnoj_nagruzki_v_korpuse_promish/opisanie) - вот они.

FoeNicks

11.11.2016, 12:50

1. Спасибо за замечание, сейчас пересмотрел характеристики BDH-20044.ZD3 - управляющее напряжение 3-30 В, ток до 25мА, тогда БУСТ и правда не нужен. Вопрос теперь в том, сколько ТТР можно включить параллельно на один выход и можно ли это как то распараллелить, тем же БКСТ?
2. Пример можно привести? Я просто пока не рассматривал эту часть автоматики. Предполагал, что это будет делать БУСТ и видимо ошибся:)
3. Про выделение тепла я в курсе, поэтому планирую запас по току примерно в 30% как минимум, охлаждение вентилятор+радиатор на каждое ТТР. К тому же, поэтому я и ориентируюсь на BDH-20044.ZD3 - 200 А на фазу и разбиение на группы(в планах от 2 до 5 секций, каждая из которых состоит из группы ТЭНов) поможет распределить мощности и снизить нагрузки (БКСТ? Или программируемое реле? Или какой-либо еще вариант?)
4. поэтому предположили использовать 19е5, теперь вот ищу обвязку)

Woolfy

11.11.2016, 13:15

Алгоритм Брезенхема - это метод равномерно распределенных рабочих сетевых периодов по сути...
Нет. Используется сетевой ПОЛУпериод в большинстве случаев, что очень плохо для питающего трансформатора и доставляет проблемы гл. энергетику. Так как превращать полупериод в период программисты пока не научились :D , то такой алгоритм применяют к небольшим мощностям.
Контроль ТЭНов: можно завести три провода от трёх фаз зоны и четвёртый провод (пока не знаю, от чего) на ПР110. Четвёртым сигналом разрешаете контроль наличия (отсутствия) напряжения на входах ПРки. Схему ТЭНов лучше переделать на "разомкнутую звезду" с включением симисторов в "нулевые" провода. Схема у Алексея Геннадьевича
Такая схема защищает симисторы.
Всё-таки вы слишком многого хотите от форумчан бесплатно и с недостатком информации...

Santi

11.11.2016, 13:49

1. Спасибо за замечание...

Я не представляю себе рациональным образом разработать унифицированное оборудование от 37 до 1200кВт. Я пытаюсь указать на вопросы и принципы их оптимального решения для наиболее сложного случая - 1200, повторять это на 37 конечно нерационально. Итак 1200.
Надо определиться с к-вом 3х фазных групп нагревателей. Разбить на желаемое к-во не всегда конструктивно возможно, но преположим возможно сделать 12 групп (чем больше делителей у числа, тем лучше). Группа по 100кВт, ток фазы 152А. Получаем хорошее число, можно и Ваше ТТР и контакторы/автоматы на 160А использовать и кабели разумного сечения, а не шины неудобные (о удобстве электропроводок и подключений тоже надо думать).
Из этих групп на ТТР я бы подключил 2 группы (а может и 1), а остальные 10 (или 11) на контакторы.
Группы с контакторами использовать для грубой регулировки (+-8%), на ТТР - выход ШИМ ПИД-регулятора для точного регулирования. До вхождения в полосу пропорциональности включать всё, а в полосе отключать по очереди группы с контакторами, точно корректируя группой на ТТРах. Некоторый аналог насосной станции где один из насосов регулируется ПЧ, точно поддерживая давления, а остальные отключаются в качестве грубого регулирования.
Такое управление оптимальное с точки зрения минимума паразитного тепла, унификации и технологичности оборудования, экономии на недешевых ТТР, но использовать для управления надо конечно ПЛК. С обычным терморегулятором и релюшками Вы это не обеспечите да и получить хорошее качество регулирования, особенно при разогреве, вряд ли.
По поводу контроля тока - надо разбираться предметней с к-вом ТЭНов в группе и прочими факторами. Если ПЛК, то уж и контроль токов из автомата, но детализировать это в рамках форума сложно, задача из-за мощности действительно сложная и трудоемкая, чтобы в несколько сообщений порешать.

FoeNicks

08.08.2017, 15:18

В общем проект завершил успешно, вернее 2 проекта получилось. Первый - печи до 170 кВт на зону, второй - до 650 кВт на зону. Первый вариант базируется на ТТР BDH-25044.ZD3, вторые на GwDH-800120.ZD3. В зависимости от подключений можно делать либо 1 зону на 2 фазы(получаем правда перекос фаз при работе), либо 1 зону на 3 фазы(возникает избыток оборудования).
Шкаф управления отдельный, силовые шкафы отдельные - это дает возможность собрать на базе любого регулятора, хоть Овен, хоть Термодат, хоть Диск-250, хоть ручной пульт, хоть имеющийся в наличии прибор контроля и управления(КСП какой-нибудь), для удобства в шкаф автоматики достаточно поставить блок питания на 24В и маломощное управляющее ТТР типа HD-1025.DD3, управляя им - запитывать силовые ТТР(это если прибор не имеет Т выхода, иначе все проще). Силовые шкафы унифицированы - это дает возможность использовать один и тот же набор на разные печи(и не только, любую активную нагрузку), а изменяя схемы подключения - очень широко варировать мощность при абсолютно одинаковой комплектации силового шкафа. Единственный момент - это датчик тока, он подбирается исходя из параметров печи и максимального тока через фазу, хотя работа возможна и без него.
Были небольшие сложности с настройкой ПИД-коэффициентов, но сейчас печь на 63кВт работает и держит температуру с колебаниями не более градуса(что гораздо меньше погрешности термопар). Остальные печи пока в процессе внедрения, но не думаю, что там сложности будут. Единственное, что смущает - это рекомендованные производителем радиаторы и их рассеиваемая мощность, мне кажется, что на больших токах придется ставить радиаторы на каждое ТТР отдельно и побольше размером, уж слишком радиатор нагревается в режиме непрерывного нагрева. Пока же ставлю как рекомендуют, время покажет.