Профиль должен быть заполнен на русском языке кириллицей. Заполнение профиля заведомо ложными или некорректными данными - причина возможного отказа в регистрации на форуме.

Трехходовой клапан

КИП и датчики

Автор темы
_ruslan
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 17 сен 2011, 19:48
Ф.И.О.: Самсонов Руслан Александрович

Трехходовой клапан

Сообщение _ruslan » 12 окт 2011, 21:58

Как управлять трехходовым клапаном? Какие они бывают, типа "открыть-закрыть" или есть с плавным регулированием?

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2493
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Трехходовой клапан

Сообщение Никита » 13 окт 2011, 10:30

Трехходовые обычно на регулирование рассчитаны, иначе смысла в нем нет. Бывают разные - на разделение и на смешение, седельные и поворотные (впрочем слово "клапан" в вопросе скорее всего подразумевает тарелку и седло). Управлять - тоже по разному. Классика - команды "ОТКРЫТЬ" и "ЗАКРЫТЬ", есть варианты с 4-20, есть с интерфейсом, бывает пневматика.
Гугл в помощь. Может еще каталоги, хотя бы того же данфосса.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
_ruslan
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 17 сен 2011, 19:48
Ф.И.О.: Самсонов Руслан Александрович

Re: Трехходовой клапан

Сообщение _ruslan » 13 окт 2011, 12:40

Мне необходимо управлять температурой воды в теплообменнике типа "вода-воздух". Скорость воды в теплообменнике постоянная поддерживается циркуляционным насосом. А трехходовым клапаном необходимо подмешивать горячую воду из сети теплоснабжения. Есть датчик температуры воды на выходе из теплообменника и датчик температуры воздуха прошедшего через теплообменник.Регулирование надо осуществить по датчику температуры воздуха.У клапана на один вход идет поток воды из теплообменника, один выход идет на циркуяционный насос ещё один выход слив в сеть теплоснабжения. Начальное положение клапана такое что поток воды из теплообменника попадает через клапан на циркуляционный насос и вода циркулирует по замкнутому кругу. Другое крайнее положение клапана вода из сети теплоснабжения потом циркуляционный насос потом теплообменник потом клапан и обратно в сеть. Можете порекомендовать какие пути решения задачи, каким выбрать трехходовой клапан и алгоритм управления им?
Изображение

Аватара пользователя

andreyval
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 46
Зарегистрирован: 12 окт 2011, 11:52
Ф.И.О.: Овсяников Андрей Валентинович

Re: Трехходовой клапан

Сообщение andreyval » 13 окт 2011, 13:23

Клапан с приводом https://www.centraline.com/uploads/ecat ... 1r1007.pdf + ПИД регулятор с дискретными выходами и соответствующим входом для датчика температуры

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2493
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Трехходовой клапан

Сообщение Никита » 13 окт 2011, 19:10

Схема из учебника? Обычно для облегчения жизни насосу его ставят в обратку - там температура ниже. В подаче - только если есть опасность вскипятить теплоноситель в верхней точке из-за нехватки напора. Впрочем, для учебной задачи - пусть будет так.
Клапан в данном случае работает на разделение потока.
О выборе клапана - для реального клапана данных недостаточно. Скорость воды (правильнее расход) по условию постоянна, но ее нужно знать. Как и гидравлическое сопротивление теплообменника и напор в точке присоединения. От этих данных - гидравлический расчет клапана, от гидравлики - тип клапана и диаметр. Плюс особенности работы конкретного клапана (особливо разгруженных по давлению) в режиме разделения.
Плюс точность регулирования, вид характеристики и еще масса нюансов.
Если не надо этих премудростей, а задачка для первого курса - рисуйте смело Danfoss HFE. Не очень хорошо держат и по природе своей нелинейны, при этом простые и дешевые. К нему danfoss'овский же привод AMB162 на 230В с управлением по двум проводам - открыть и закрыть.
С алгоритмом - определяйтесь чего Вы хотите в итоге получить. Если просто поддержание температуры без дополнительных ограничений - ПДД+ШИМ - тысячекратно опробованный вариант.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
_ruslan
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 17 сен 2011, 19:48
Ф.И.О.: Самсонов Руслан Александрович

Re: Трехходовой клапан

Сообщение _ruslan » 13 окт 2011, 19:54

Схема из учебника. Мои знания в этой области весьма скромные, делаю курсовой проект. Может вам покажется глупым мой вопрос, но чем ПДД лучше ПИД регулования? возможно ли реализовать ПДД+ШИМ в ПЛК и управлять аналоговыми выходами ПЛК приводом AMB162 клапана Danfoss?

Аватара пользователя

andreyval
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 46
Зарегистрирован: 12 окт 2011, 11:52
Ф.И.О.: Овсяников Андрей Валентинович

Re: Трехходовой клапан

Сообщение andreyval » 13 окт 2011, 20:20

Если PLC Siemens то используй стандартный функциональный блок FB59, но можно проще взять регулятор JUMO cTRON c функцией автоматической настройки параметров ПИД регулятора.Тем более готовый интерфейс для задания температуры.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2493
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Трехходовой клапан

Сообщение Никита » 13 окт 2011, 22:58

Поясню на базе учебника. Клапан с электроприводом - элемент нелинейный. По сути представляет собой механизм постоянной скорости - на входе напряжение, угол поворота увеличивается с течением времени. Т.е. в терминологии учебника при подаче управляющего напряжения ведет себя как интегрирующее звено первого порядка. Применение ШИМ позволяет получить линейную характеристику "скважность-скорость движения клапана", но суть остается той же - при подаче импульсов постоянной скважности перемещение линейно растет во времени. А связка ПДД-ШИМ-привод фактически и превращается в ПИД-звено - если есть желание - прикиньте общую передаточную.
Просто замена ПДД на ПИД в случае с приводом постоянной скорости вносит в систему два интегрирующих звена, что в ряде случаев делает ее структурно неустойчивой, а про параметрическую устойчивость - вообще отдельная песня.
Второй вариант применения - каскадное включение регуляторов - т.е. первый ПИД-регулятор формирует на основании ОС по температуре сигнал положения клапана, а второй (релейный или тот же ПД+ШИМ) отрабатывает это задание. При этом сам клапан естественно должен иметь обратную связь по положению, что для большинства приводов является дополнительной опцией и сами эти девайсы либо дорогие либо плохо с надежностью.
Это по структуре. На самом деле там не все так просто, ибо как минимум в сеть нельзя возвращать обратку выше определенной температуры - за это теплоснабжающие организации потребителей штрафуют, а вообще еще куча специфики и структура контуров получается не такой простой как хотелось бы. Хотя бы тут посмотрите, если интересно: http://www.owen.ru/catalog/60991988 - один из простейших вариантов реализации.
Теперь по управлению. Управление подобными механизмами посредством аналоговых выходов - это из области экзотики. Встречались схемы с аналоговыми сигналами, дальше электропневматический преобразователь и клапан, управляемый давлением. Обеспечивает лучшую точность чем электропривода, ибо конструктивно - с одной стороны пружина, с другой давление. Нет ни люфтов ни задержек ни затрат времени на перемещение...
Но пневмопривода предъявляют достаточно жесткие требования к самим клапанам, HFE и рядом не стояли. По экзотике, на которую можно подать 4-20мА и привод сам выставит клапан в нужное положение - с ходу не смогу назвать конкретные изделия, хотя естественно они есть. Просто не было надобности интересоваться.
Кстати, раз уж речь зашла о точности - не забывайте и про характеристику самого клапана - расход от угла поворота или перемещения штока. Далеко не вся арматура имеет линейную зависимость в рабочем диапазоне и практически никакая - на всей длине характеристики.
А вот про управление скважностью импульсов от ШИМ посредством аналоговых выходов - очень даже можно подумать. И кто-то из Ваших коллег-студентов (теперь уже бывших, диплом защитил) нашел для своего диплома готовые блоки ШИМ с управлением аналоговым сигналом. Можно поискать, тут на форуме и обсуждали. Т.е. в ПЛК останется только реализация регулятора.
Ну а в реальности - ни на электронику ШИМ, ни на обратные связи по положению ни на им подобные вещи у Заказчика нет ни денег ни желания. Два дискретных выхода контролера на привод, остальное проблема программиста.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Бондарев Михаил
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 945
Зарегистрирован: 25 июл 2008, 22:23
Ф.И.О.: Бондарев Михаил Владимирович
Поблагодарили: 1 раз

Re: Трехходовой клапан

Сообщение Бондарев Михаил » 13 окт 2011, 23:46

Никита тему раскрыл как нельзя лучше, остается только добавить что трехходовик с аналоговым управлением можно посмотерть у маститых типа Johnson Controls (точно есть) или Honeywell.
Лично пользовал джонсона с управлением 0-10В и сигналом положения 0-10В.


Автор темы
_ruslan
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 17 сен 2011, 19:48
Ф.И.О.: Самсонов Руслан Александрович

Re: Трехходовой клапан

Сообщение _ruslan » 14 окт 2011, 00:11

:thankyou:
Теперь многое прояснилось, "Два дискретных выхода контролера на привод" как я понял управление будет происходить из одного крайнего положения клапана в другое крайнее, а характиристика переходного процесса в установившемся режиме будет являться пилообразной, этого я в самом начале хотел избежать потому как повышенный износ.
http://www.owen.ru/catalog/60991988 в этом примере используется двухходой клапан, управление по расходу теплоносителя, имеет недостаток в том что при отрицательных температурах и низкой скорости воды температура обратной воды падает и срабатывает защита от замораживания. А система циркуляционный насос и трехходовой клапан такого недостатка не имеют, управление по температуре теплоносителя.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2493
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Трехходовой клапан

Сообщение Никита » 14 окт 2011, 14:03

_ruslan, немного не так. При наличии широтно-импульсного блока на привод будут подаваться импульсы, немного приоткрывающие или прикрывающие клапан. При этом длительность этих импульсов пропорциональна аналоговому сигналу с регулятора. Соответственно в начале переходного процесса при большом рассогласовании будет открываться быстро, (при 100% - непрерывно, потом периодически пододвигаться все медленнее и медленнее)).А в статике на выходе регулятора будет ноль и привод встанет в каком-то промежуточном положении, либо, в зависимости от минимальной длительности будет подергиваться туда-обратно на импульс - зависит от возможностей аппаратуры и квалификации наладчика.
(это к вопросу о недопустимости ПИД-закона, там на выходе регулятора может быть отличное от ноля значение интеграла и привод продолжит ползти). Если непонятно - где-то были картинки переходных процессов подобной структуры, могу показать - если найду конечно. Впрочем, набросать модельку - на 15 минут делов.
Что касается тепловой схемы, количественного и качественного регулирования и т.п. - я уже говорил, тут много нюансов и без знания гидравлических и тепловых режимов обсуждать это бессмысленно, примем то что нарисовано в Вашем задании.
С точки зрения же самого регулятора температуры, без доп. связей по завышению обратки, замерзанию и т.п. - регулятору без разницы двух- или трехходовой клапан, его задача формировать управляющие воздействия по датчику температуры.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Вернуться в «КИП и датчики»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей