Терморегулятор ТР3-1 предназначен совместно с первичным преобразователем (датчиком температуры) для измерения, индикации и регулирования(при наличии внешнего регулирующего механизма или устройства) температуры по двухпозиционному закону. Терморегулятор может быть использован для измерения и регулирования технологических процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Прибор позволяет осуществить следующие функции:
Измерение температуры с помощью стандартных термопар в диапазоне от 0С до +2500°С в зависимости от выбранного типа термопары
" Измерение температуры с помощью стандартных термосопротивлений в диапазоне от 0С до +1100С в зависимости от выбранного типа термопары
1. ТСП100 (платиновые) W100=1,3910(осн) 0..+1100
2. ТСП50 (платиновые) W100=1,3910(осн) 0..+1100
3. ТСП100 (платиновые) W100=1,3850 0..+850
4. ТСП50 (платиновые) W100=1,3850 0..+850
5. ТСМ100 (медные) W100=1,4280(осн) 0..+200
6. ТСМ50 (медные) W100=1,4280(осн) 0..+200
7. ТСМ100 (медные) W100=1,4260 0..+200
8. ТСМ50 (медные) W100=1,4260 0..+200
9. Pt100 (платиновые) W100=1,3851(осн) 0..+650
10. Pt50 (платиновые) W100=1,3851(осн) 0..+650
11. Pt100 (платиновые) W100=1,3900 0..+650
12. Pt50 (платиновые) W100=1,3900 0..+650
13. Pt100 (платиновые) W100=1,3920 0..+650
14. Pt50 (платиновые) W100=1,3920 0..+650
Отображение текущего измерения на встроенном светодиодном индикаторе ( разрешающая способность для всех типов термопреобразователей 0,1С до 1000С и 1С свыше 1000С).
Регулирование температуры по двухпозиционному закону с заданием температуры включения и гистерезиса.
Расчет температуры для термопар производится по НСХ согласно ДСТУ 2837-94 (ГОСТ 3044-94) и ДСТУ 2857-94 (ГОСТ 6616-94) , с учетом температуры холодного спая.
Расчет температуры для термосопротивлений производится по НСХ согласно ДСТУ 2858-94 (ГОСТ 6651-94).
Параметры терморегулятора задаются пользователем и сохраняются при отключении питания в энергонезависимой памяти прибора.
Модификация терморегулятора с релейным выходом (ТР3-1) реализует только двухпозиционный закон регулирования.
3. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Закрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов. Температура окружающего воздуха +1С.. +50С. Верхний предел относительной влажности воздуха 80% при 25С и более низких температурах без конденсации влаги.
4. ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ
Внешний вид терморегулятора изображен на рисунке. Корпус имеет щитовое крепление.
Рисунок 1.Внешний вид терморегулятора.
Для входа в меню программирования необходимо нажать кнопку "Меню"(см. П5.Режим программирования) Кнопки влево и вправо служат для навигации по меню и изменения параметров меню. Также кнопками влево и вправо можно устанавливать температуру регулирования без входа в основное меню. Светодиод на передней панели индицирует состояние реле включено/выключено.
Для быстрой установки температуры необходимо нажать кнопку << или >> после чего терморегулятор перейдет в режим установки температуры. Для выхода из режима установки и сохранения нажать кнопку "Меню".
5. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА.
Подключение терморегулятора необходимо производить только при отключенном питании прибора и исполнительных устройств. Подключать терморегулятор следует к сети 5 - 12В не связанной непосредственно с мощной силовой нагрузкой. Во внешней цепи рекомендуется установить выключатель и предохранитель на ток 0.5А
5.1.Подключение термопреобразователей сопротивления
Работа таких датчиков основана на температурной зависимости электрического сопротивления металлов. Датчик физически выполнен в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу. Термопреобразователи сопротивления характеризуются двумя параметрами: R0 - сопротивление датчика при 0°С и W100- отношение сопротивления датчика при 100°С к его сопротивлению при 0 °С. Варианты подключения приведены на рисунках 2-4.
Термопара (термоэлектрический преобразователь) состоит из двух соединенных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термо-электрическими свойствами. Соединенные концы, называемые рабочим спаем, опускают в измеряемую среду, а свободные концы (холодный спай) термопары подключают ко входу ТР3-1 (рисунок 5). Если температуры рабочего и холодного спаев различны, то термопара вырабатывает термоЭДС, которая и подается на измеритель. Поскольку термоЭДС зависит от разности температур двух спаев термопары, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру "холодного" спая (свободных концов), чтобы скомпенсировать ее в дальнейших вычислениях
Рисунок 5. Подключение термопары
В приборах предусмотрена схема автоматической компенсации температуры свободных концов термопары. Датчиком температуры "холодного" спая служит полупроводниковый датчик, установленный рядом с присоединительным клеммником.
Подключение термопар с прибору должно производится с помощью специальных компенсационных (термоэлектродных) проводов, изготовленных из тех же самых материалов что и термопара. Допускается также использовать провода из металлов с термоэлектрическими характеристиками, которые в диапазоне температур 0…100°С аналогичны характеристикам материалов электродов термопары. Также имеется возможность вручную задать температуру холодного спая, для чего необходимо установить параметры UI=температура и It=1( См. раздел режим программирования )
При соединении проводов и термопар и прибора необходимо соблюдать полярность подключения. Несоблюдение этих требований может привести к значительным погрешностям при измерении!
Максимальная длина линии от термопары к прибору не должна превышать 20 метров и должна иметь сопротивление меньше 100 Ом. Прокладывать сигнальные линии необходимо вдали от силовых линий, а также от кабелей создающих высокочастотные помехи. Для защиты входных устройств терморегулятора от влияния промышленных электромагнитных помех линии связи прибора с датчиками необходимо экранировать. В качестве экранов могут быть использованы кабели с экранирующими оплетками или трубы подходящего диаметра. После подключения всех необходимых связей необходимо подать питание на терморегулятор и сделать необходимые установки в меню(тип термопары/термосопротивления, верхний порог температуры, гистерезис и т.д.).
Внимание! При проверке исправности цепей датчика и линии необходимо отключать терморегулятор во избежание его повреждения.
6. РЕЖИМ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Режим программирования предназначен для установки значений параметров работы прибора, необходимых при эксплуатации, и записи их в энергонезависимую память, в которой заданные значения сохраняются при выключенном питании.
Для входа в режим программирования необходимо нажать кнопку Меню .После чего программа перейдет на первый уровень меню .Список всех параметров и их описание приведены таблице 1.
Для перемещения по меню используются кнопки << и >>.Для изменения выбранного параметра необходимо нажать кнопку Меню и выбранный параметр начнет мигать, кнопками << и >> установить требуемое значение параметра и для подтверждения изменения снова нажать кнопку Меню. Для выхода из меню кнопками << и >> выбрать EHIt и нажать Меню.
Все изменения сделанные в меню установки сохраняются в память прибора только при выходе из меню через пункт EHIt.
Для улучшения эксплуатационных качеств в блок обработки входных сигналов введены цифровой фильтр, позволяющий уменьшить влияние случайных помех на измерение контролируемых величин. Работа фильтра определяется параметром, задаваемым при программировании (FIb).
Глубина фильтра (FIb) - позволяет добиться более плавного изменения и показаний прибора. В этом параметре задается количество последних N измерений, из значений которых прибор вычисляет среднее арифметическое. Полученная величина поступает на вход логики управления. При значении параметра равном 1 фильтр выключен.
Действие параметра "глубина фильтра" показано на рисунке 7. Уменьшение значения N приводит к более быстрой реакции прибора на скачкообразные изменения контролируемой величины, но снижает помехозащищенность измерительного тракта. Увеличение значения N приводит к улучшению помехозащищенности, но вместе с этим повышает инерционность прибора.
8. РЕЖИМ КАЛИБРОВКИ
Вычисленные прибором значения могут быть откорректированы с целью устранения начальной погрешности преобразования входных датчиков. Эти погрешности выявляются после проведения метрологических испытаний и устраняются путем ввода корректирующих значений. В приборе заложены два параметра, позволяющие осуществлять сдвиг и изменение наклона измерительной характеристики прибора на заданную величину (рисунок 8).
Для калибровки термосопротивления(ТСМ/ТСП/Pt) необходимо выполнить настройку Sd -Сдвиг характеристики(п1-п6) и nA -Наклон характеристики(п1-п5).
Для калибровки термопар(всех типов) необходимо выполнить только настройку nA -Наклона характеристики(п2-п5). Параметр Sd установить в 0.
8.1 Сдвиг характеристики
К каждому вычисленному значению измеренной величины прибавляется значение, заданное параметром Sd. Этот параметр используется для компенсации погрешностей, вносимых сопротивлениями подводящих проводов (при подключении термопреобразователей сопротивления по двухпроводной схеме), а также при отклонении у термопреобразователя сопротивления значения R0.Даный коэффициент необходим только при работе с термопреобразователями сопротивления(ТСМ/ТСП).
Соединение термопреобразователя с прибором по двухпроводной схеме производится при невозможности использования трехпроводной/четырехпроводной схемы, например при установке терморегулятора на объектах, оборудованных ранее проложенными монтажными трассами. При таком соединении следует помнить, что показания прибора будут зависеть от изменения сопротивления проводов линии связи "термопреобразователь-прибор", происходящего под воздействием температуры окружающего воздуха. Порядок установки Сдвиг характеристики следующий:
1. подключите к линии связи "термопреобразователь-прибор" (к противоположным от прибора концам линии) вместо термопреобразователя магазин сопротивлений с классом точности не хуже 0,05 (например P4831).
2. Установить на магазине значение, равное сопротивлению термопреобразователя при температуре 0°С (50 или 100 Ом, в зависимости от типа датчика)
3. Установить в меню выбранный тип термосопротивления.
4. Войти в меню и выбрать параметр Sd. При этом на индикаторе будет отображаться температура.
5. Стрелками <<и>> установить на индикаторе 0 0,2 .
6. Выйти из меню установки. На этом настройка Сдвига характеристики окончена.
Отключить питание с прибора, отсоединить линию связи от магазина сопротивлений и подключить ее к термопреобразователю.
8.2 Наклон характеристики
Скорректированное "сдвигом" значение умножается на поправочный коэффициент, задаваемый параметром nA. Этот коэффициент близок к единице и находится в пределах 0.900…1.100. Используется, как правило, для компенсации погрешностей самих датчиков (например, при отклонении значения W100 у термопреобразователей сопротивления).
Наклон характеристики можно калибровать следующим образом:
1. Выполнить настройку сдвига характеристики (см. предыдущий пункт).
2. Подключенный к термопреобразователь опустить в кипящую воду и подождать пока он прогреется до 100 .
3. Войти в меню и выбрать параметр nA. При этом на индикаторе будет отображаться температура.
4. Стрелками <<и>> установить на индикаторе 100 0,2 .
5. Выйти из меню установки. На этом настройка Наклона характеристики окончена.
8.3 Сброс значений Сдвига и Наклона характеристики
Для этого необходимо войти в меню, выбрать пункт CL и нажать Меню, при этом будут установлены значения Sd=0 и nA=1.
9. ЮСТИРОВКА ПРИБОРА
9.1. Общие указания
Юстировка должна производиться только квалифицированными специалистами метрологических служб при увеличении погрешности измерения входных параметров сверх установленных значений.
Перед юстировкой приборов заданные значения коррекции "сдвига" ии "наклона" (параметры Sd и nA) и установить равными 0,0 и 1,000 (для этого необходимо войти в меню, выбрать пункт CL и нажать Меню)соответственно. Перевести прибор в режим "РАБОТА". Первой проводится юстировка внутреннего источника опорного напряжения(п.9.2), затем юстировка внутреннего источника тока (п.9.3).
9.2. Юстировка внутреннего источника опорного напряжения приборов ТР3-1 при работе с термопарами
Для калибровки необходимо выбрать тип термопары ТХК или ТХА, установить UI =1, It=0, выйти из меню и выключить питание терморегулятора.
Далее необходимо подать на вход 40,29 мВ (от источника напряжения с классом точности не хуже 0,05) соблюдая полярность , нажать кнопку >> и не отпуская ее включить терморегулятор, при это на дисплее появится надпись CAL 1.Отпустить кнопку >> и терморегулятор перейдет в режим калибровки. При этом дисплей отображает напряжение на входе в милливольтах. Не менее чем через 20 минут произвести юстировку прибора.
Кнопками << и >> установить на дисплее 40,29мВ. Для проверки можно изменять напряжение на входе от 0 до 99мВ и сравнить правильность измерения напряжения (разброс не дожжен превышать ±0,01мВ), при необходимости подстроить показания кнопками <<и>>. После окончания калибровки нажать Меню при этом калибровочные значения будут сохранены в энергонезависимой памяти контроллера.
9.3. Юстировка внутреннего источника тока приборов ТР3-1 при работе с термопреобразователями сопротивления
Подключить ко входу прибора вместо датчика магазин сопротивлений типа Р4831 или подобный ему с классом точности не хуже 0,05 по четырехпроводной линии (рисунок 10). Сопротивления проводов в линии должны быть равны друг другу и иметь как можно меньшее сопротивление. Установить на магазине сопротивлений значение 50,00 Ом при использовании датчиков ТСМ50 или ТСП50 или значение 100,00 Ом - при использовании датчиков ТСМ100 или ТСП100.
Рисунок 10.
Для входа в режим калибровки внутреннего источника тока нажать кнопку << и не отпуская ее включить терморегулятор, при это на дисплее появится надпись CAL2.
Отпустить кнопку << и терморегулятор перейдет в режим калибровки. При этом дисплей отображает измеренное значение сопротивления в омах, подключенное ко входу.
Не менее чем через 20 минут произвести юстировку прибора.
Необходимо кнопками <<и>> установить показания индикатора равным сопротивлению установленному на магазине сопротивлений.
Для проверки можно изменять сопротивление на магазине сопротивлений от 0 до 400 Ом и сравнить правильность измерения сопротивления (разброс по диапазону не должен превышать ±0,2 Ом), при необходимости подстроить показания кнопками <<и>>. После окончания калибровки нажать Меню при этом калибровочные значения будут сохранены в энергонезависимой памяти контроллера.
9.4. Установка настроек по умолчанию
Внимание!
Данный режим предназначен для полного обнуления всех внутренних переменных(включая калибровочные константы), т.о. после полного обнуления необходимо произвести калибровку внутреннего источника напряжения, и генератора тока.
БЕЗ НЕОБХОДИМОСТИ ПОЛНОЙ КАЛИБРОВКИ ПРИБОРА ЭТУ ФУНКЦИЮ ЛУЧШЕ НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ.
Для восстановления настроек "по умолчанию" необходимо выключить питание терморегулятора, подождать 3-5 сек, нажать кнопку Меню и не отпуская ее снова включить терморегулятор. При этом на дисплее должна высветится надпись dEF,далее отпустить кнопку Меню, после чего прибор проинициализирует все настройки "по умолчанию" и перейдет в нормальный режим работы.
