Novatek-electro ТР-101 User Manual [ru]

ООО «НОВАТЕК-ЭЛЕКТРО»

интеллектуальная промышленная электроника

ЦИФРОВОЕ ТЕМПЕРАТУРНОЕ РЕЛЕ

TР-101

(НЕЗАВИСИМЫЕ КАНАЛЫ)

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

ПАСПОРТ

www.novatek-electro.com

- 2 -

СОДЕРЖАНИЕ

1 НАЗНАЧЕНИЕ .......................................................................................................................................................................................... 3

2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ........................................................................................................................................... 3

3 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ................................................................................................................................. 4

3.1 Устройство ТР-101 .................................................................................................................................... 4

3.2 Принцип действия и обработка входного сигнала ................................................................................. 5

4 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ................................................................................. 10

4.1 Меры безопасности ................................................................................................................................. 10

4.2 Порядок технического обслуживания ................................................................................................... 10

5 ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА ........................................................................................................................................................... 10

5.1 Монтаж внешних связей .......................................................................................................................... 10

5.2 Подключение прибора ............................................................................................................................ 10

5.3 Подключение датчиков (ТС) ................................................................................................................... 10

6 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТР-101 ............................................................................................................................................................. 12

6.1 Общие сведения ....................................................................................................................................... 12

6.2 Тестирование выходных реле ................................................................................................................. 12

7 ПРОГРАММИРОВАНИЕ ................................................................................................................................................................... 12

7.1. Общие сведения ....................................................................................................................................... 12

7.2 Порядок программирования .................................................................................................................... 17

8 СРОК СЛУЖБЫ, ХРАНЕНИЯ И ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ ................................................................................... 19

9 ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ................................................................................................................................................................. 20

ПРИЛОЖЕНИЕ А ..................................................................................................................................................................................... 21

1 ИНТЕРФЕЙС СВЯЗИ RS-485 ........................................................................................................................................................ 21

1.1 Общие указания ....................................................................................................................................... 21

1.2 Удаленное управление силовыми реле .................................................................................................. 21

1.3 Настройка обмена данными через интерфейс RS-485. ......................................................................... 21

1.4 Обмен данными по интерфейсу RS-485 ................................................................................................. 21

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ..................................................................................................................................................................................... 24

1. ЮСТИРОВКА ПРИБОРА ................................................................................................................................................................. 24

1.1 Общие указания ........................................................................................................................................ 24

ТР-

101

NOVATEK-ELECTRO

- 3 -

Тип ТС

Номинальное

значение

сопротивления

при 0 °C, R0,

Ом

Условное обозначение номинальной статической

характеристики преобразования (НСХ)

Диапазон

измеряемых

температур

°C

в народном

хозяйстве

международное

Платина

W100 = 1,3850

W100 = 1,3910

50

50П

Pt50

Pt’50

-50…+200

100

100П

Pt100

Pt’100

-50…+200

500

500П

Pt500

Pt’500

-50…+200

1000

1000П

Pt1000

Pt’1000

-50…+200

Медь

W100 = 1,4260

W100 = 1,4280

50

50М

Cu50

Cu’50

-50…+200

100

100М

Cu100

Cu’100

-50…+200

Никель

W100 = 1,6170

100

100Н

Ni100

-50…+180

120

120Н

Ni120

-50…+180

500

500Н

Ni500

-50…+180

1000

1000Н

Ni1000

-50…+180

Другие

W100 = 2,0805

W100 = 2,0805

990 при 25°C

807 при 0°C

PTC1000

EKS111

-50…+100

Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления обслуживающего

персонала с устройством, принципом действия, конструкцией, порядком эксплуатации и обслуживания
цифрового температурного реле ТР-101 (в дальнейшем по тексту «прибор», «ТР-101» или «прибор
ТР-101»).

1 НАЗНАЧЕНИЕ

Цифровое температурное реле ТР-101 предназначено для измерения и контроля температуры

устройства по четырем независимым датчикам, подключаемым по двух- или трехпроводной схеме, с
последующим отображением температуры на дисплее. Может быть использовано в различных
отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства.

Прибор позволяет осуществлять следующие функции:

 измерение температуры по четырем независимым каналам с помощью стандартных датчиков;
 регулирование температуры по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД)

закону, с выходным ключевым элементом (реле);

 двухпозиционное регулирование температуры;
 отображение текущего измеряемого значения температуры на встроенном светодиодном

цифровом индикаторе;

 передачу компьютеру значения измеренных температур контролируемых датчиков по

стандартному протоколу Modbus RTU;

 определение обрыва или замыкания линий подключенных датчиков;
 цифровую фильтрацию и коррекцию измеряемой температуры;
 программирование кнопками на лицевой панели и через ПК;
 сохранение настроек при отключении питания;
 защита настроек от несанкционированных изменений.

ТР-101 имеет универсальное питание и может использовать любое напряжение от 24 до 260В,

независимо от полярности.

В качестве датчиков температуры ТР-101 может использовать следующие типы:

Таблица 1

W100 – отношение сопротивления датчика при 100°С к сопротивлению при 0°С (W100 = R100 / R0)

2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1 Основные технические характеристики указаны в таблице 2.

NOVATEK-ELECTRO

ТР

-101

Таблица 2

Напряжение питания, В

24 – 260 AC/DC

Рекомендованный предохранитель для защиты прибора, А

1

Тип датчиков, используемых для измерения температуры

Pt50, Pt100, Pt500,
Pt1000, Cu50, Cu100,
Ni100, Ni120, Ni500,
Ni1000, PTC1000

Количество подключаемых датчиков, шт.

1 – 4

Схема подключения датчиков

2 / 3 проводная

Длина провода датчика в зависимости от схемы включения, м:

2-х проводная до 5

3-х проводная до 100

Количество выходных реле, шт.

4

Время хранения данных, лет, не менее

10

Погрешность измерения температуры, не более С

 2

Диапазон измеряемых температур, С

от минус 50 до +200

Тест выходных реле

есть

RS-485 MODBUS RTU

есть

ПИД – регулирование с ключевым элементом (реле)

есть

Двухпозиционное регулирование

есть

Время измерения канала, сек.

 0,6

Степень защиты: - корпуса

- клеммника

ІР30
ІР20

Климатическое исполнение

У3.1

Потребляемая мощность (под нагрузкой), ВА, не более

4,0

Масса, кг, не более

0,370

Габаритные размеры, мм

90 х 139 х 63

Коммутационный ресурс выходных контактов:

- электрический ресурс 10A 250В AC, раз, не менее

- электрический ресурс 10А 24В DC, раз, не менее

100 тыс.
100 тыс.

Монтаж на стандартную DIN-рейку 35мм

Положение в пространстве произвольное

Cos 

Макс. ток при U~250В

Макс. мощн.

Макс. напр.~

Макс. ток при Uпост=30В

1,0

10 А

4000 ВА

440 В

3 А

- 4 -

Характеристика выходных контактов

2.2 Прибор предназначен для эксплуатации в следующих условиях:

- температура окружающей среды от минус 35 до +55 °С;

- температура хранения от минус 45 до +70 °С;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа;

- относительная влажность воздуха (при температуре 35 °С) 30…80%.

3 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

3.1 УСТРОЙСТВО ТР-101
Соответствие начертания символов на цифровом индикаторе буквам латинского алфавита

приведено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Соответствие начертания символов на цифровом индикаторе буквам

латинского алфавита.

Рисунок 3 - Соответствие начертания символов на цифровом индикаторе буквам

латинского алфавита

3.1.1 Конструкция

Прибор конструктивно выполнен в пластмассовом корпусе (9 модулей типа S), предназначенном

ТР-

101

NOVATEK-ELECTRO

- 5 -

для крепления на DIN-рейку. Эскиз корпуса с габаритными и установочными размерами приведен на
рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Габаритные размеры прибора

3.1.2 Индикация и управление

На рисунке 3.2 приведен внешний вид лицевой панели прибора ТР-101

1 – индикатор номера текущего канала отображения;
2 – семисегментный цифровой индикатор;
3 – кнопка вверх;
4 – кнопка вниз;
5 – кнопка ввода, используется в режиме программирования прибора;
6 – кнопка входа в режим просмотра и программирования прибора;
7 – индикатор включения и активности связи по RS-485;
8 – индикатор включения режима программирования параметров;
9 – индикатор отказа датчиков;
10 – индикатор включения (отключения) реле.

Рисунок 3.2 - Лицевая панель ТР-101

Управление прибором осуществляется следующим образом:

 для переключения между каналами используются кнопки ;
 для входа в режим просмотра параметров - кнопка ;
 для входа в режим изменения параметров - нажать и удерживать в течение 7сек. кнопку ,

при этом должен загореться индикатор “установка” (рисунок 3.2 поз.8).

 для сохранения измененного значения – кнопка ;
 при отсутствии нажатий любой из кнопок в течение 20с, ТР-101 отобразит надпись (в

течение 1 с), и перейдет в исходное состояние.

3.2 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОБРАБОТКА ВХОДНОГО СИГНАЛА

3.2.1 Принцип действия

В процессе работы ТР-101 производит опрос входных датчиков, вычисляя по полученным данным

текущее значение температуры, отображает ее на цифровом индикаторе и выдает сигналы управления
на реле соответствующего канала.

3.2.2 Обработка входного сигнала

NOVATEK-ELECTRO

ТР

-101

- 6 -

Сигнал, полученный с датчика, преобразуется в цифровое значение температуры.
Для устранения начальной погрешности преобразования входных сигналов и погрешностей,

вносимых соединительными проводами, измеренное прибором значение может быть откор­ректировано. В ТР-101 есть два типа коррекции, позволяющих осуществлять сдвиг или наклон
характеристики на заданную величину, независимо для каждого входа.

3.2.3 Коррекция измерений

3.2.3.1 Для компенсации погрешностей ΔR = (R0 - R0.TC), вносимых сопротивлением подводящих
проводов RTC, к каждому измеренному значению температуры Tизм прибавляется заданное поль­зователем значение δ. На рисунке 3.3 приведен пример сдвига характеристики для датчика Pt100.

Программируемые параметры , , , .

3.2.3.2 Для компенсации погрешностей датчиков при отклонении значения W100 от номинального
каждое измеренное значение параметра Tизм умножается на заданный пользователем поправочный
коэффициент α. Коэффициент задается в пределах от 0,50 до 2,00. На рисунке 3.4 приведен пример
изменения наклона характеристики для датчика Pt100.

Программируемые параметры , , , .

Рисунок 3.3 Рисунок 3.4

3.2.4 Цифровой фильтр

Для улучшения эксплуатационных качеств, входных сигналов, в приборе используются цифровые

фильтры, позволяющие уменьшить влияние случайных помех на измерение температуры.

Программируемые параметры:

- полоса цифрового фильтра , , , ;

- постоянная времени цифрового фильтра , , , .

Для каждого входа фильтры настраиваются независимо.

3.2.4.1 Полоса цифрового фильтра позволяет защитить измерительный тракт от единичных помех
и задается в градусах Цельсия (ºС). Если измеренное значение Tизм отличается от предыдущего

Tизм–1 на величину, большую, чем значение параметра , то прибор присваивает ему значение,

равное (Tизм + ) (рисунок 3.5). Таким образом, характеристика сглаживается.

Как видно из рисунка 3.5, малая ширина полосы фильтра приводит к замедлению реакции прибора

на быстрое изменение температуры. Поэтому при низком уровне помех или при работе с быстро
меняющимися температурами, рекомендуется увеличить значение параметра или отключить действие

полосы фильтра, установив в параметре ( , , ) значение 0. При работе в условиях
сильных помех для устранения их влияния на работу прибора, необходимо уменьшить значение
параметра.

3.2.4.2 Цифровой фильтр устраняет шумовые составляющие сигнала, осуществляя его
экспоненциальное сглаживание. Основной характеристикой экспоненциального фильтра является

τф – постоянная времени цифрового фильтра, параметр ( , , ) – интервал, в течение
которого температура достигает 63,2% измеренного значения Tизм (рисунок 3.6).

Уменьшение значения τф приводит к более быстрой реакции прибора на скачкообразные
изменения температуры, но снижает его помехозащищенность. Увеличение τф повышает
инерционность прибора, шумы при этом значительно подавлены.

ТР-

101

NOVATEK-ELECTRO

- 7 -

Рисунок 3.5 Рисунок 3.6

3.2.5 Двухпозиционный регулятор (двухпозиционное регулирование)

Прибор в режиме двухпозиционного регулирования работает по одному из двух типов логики
(рисунок 3.7):

 Логика №1 (нагреватель) применяется для управления работой нагревателя (например, ТЭНа)
или сигнализации о том, что значение текущей температуры Ттек меньше уставки Туст.

При этом выходное реле первоначально включается при значениях Ттек < Туст – HS, выключается
при Ттек > Туст и вновь включается при Ттек < Туст – HS, осуществляя тем самым двухпозиционное
регулирование по уставке Туст с гистерезисом HS.

 Логика №2 (охладитель) применяется для управления работой охладителя (например,
вентилятора) или сигнализации о превышении значения уставки Туст. При этом выходное реле
первоначально включается при значениях Ттек > Туст + HS, выключается при Ттек < Туст и вновь
включается при Ттек > Туст + HS.

При использовании в качестве охладителя компрессора, настоятельно рекомендуется
устанавливать значение HS таким, чтоб обеспечить нормальное (минимальное) время
отключения компрессора, не приводящее к поломке оборудования.

Рисунок 3.7 - Диаграмма срабатывания выходных реле в режиме двухпозиционного регулирования

Программируемые параметры:
Туст – уставка температуры ( , , );
HS – гистерезис ( , , );
( , , ) – логика работы выходного реле.

3.2.6 ПИД – регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование)

3.2.6.1 Общие принципы ПИД-регулирования.

Регулятор вырабатывает “управляющий” сигнал Yi, действие которого направлено на уменьшение
отклонения Ei:

NOVATEK-ELECTRO

ТР

-101

- 8 -

где:

Xp – полоса пропорциональности (программируемый параметр - );
Ei – разность между заданным Туст и текущим Ттек значением температуры, или рассогласование;

д – постоянная времени дифференцирования (программируемый параметр “дифференциальная

постоянная ПИД-регулятора” - );

ΔEi – разность между двумя соседними измерениями Ei и Ei-1;
Δtизм – время между двумя соседними измерениями Ттек и Ттек-1;

и – постоянная времени интегрирования (программируемый параметр “интегральная постоянная

ПИД-регулятора” - );

- накопленная сумма рассогласований.

Для эффективной работы ПИД-регулятора необходимо установить правильные для конкретного

объекта регулирования значения коэффициентов Xp, д и и.

Программируемые параметры:

[Xp] – ( , , ); [д] – ( , , ); [и] – ( , , ).

ВНИМАНИЕ! В некоторых случаях ПИД-регулирование является избыточным или недопустимым.

В таких случаях выставив коэффициент и = 0 или д = 0 можно получить соответственно ПД или
ПИ регулятор.

3.2.6.2 Пропорциональный регулятор

Пропорциональный регулятор является основным, где задание температуры прямо
пропорционально ошибке. Если используется только пропорциональный регулятор, то в системе
всегда будет ошибка. Низкие значения пропорционального коэффициента регулятора приводят к
нестабильности и колебаниям в системе, а слишком высокие приводят к «вялости» системы.

Рисунок 3.8 - График работы пропорционального регулятора

3.2.6.3 Интегральный регулятор

Интегральный регулятор используется для исключения ошибки. Температура будет расти до
момента исключения ошибки (или уменьшаться при отрицательной ошибке). Малые значения
интегральной составляющей значительно влияют на работу регулятора в целом. Если установлено
слишком высокое значение – система промахнется, и будет работать с перерегулированием.

Рисунок 3.9 - График работы интегрального регулятора

3.2.6.4 Дифференциальный регулятор

Дифференциальный регулятор, оценивая скорость изменения ошибки, используется для увели­чения быстродействия системы. Он и повышает быстродействие регулятора в целом. Однако с повы­шением быстродействия регулятора также увеличивается и его перерегулирование, что приводит к

ТР-

101

NOVATEK-ELECTRO