Связаться с нами
Оставьте заявку, мы перезвоним с 9:00 до 18:00 по МСК,
ответим на все ваши вопросы
ответим на все ваши вопросы
Устройства обработки информации. Контроллер
Контроллер — это устройство, которое служит для принятия сигналов с устройств, их обработки и формирует управляющие сигналы для управления. Контроллер — "мозги" щита.
Контроллер вне зависимости от типа может быть рассчитан на определенное число аналоговых и дискретных сигналов. Чем сложнее алгоритм — тем большее количество контроллеров требуется, тем выше стоимость щита будет.
Контроллер может быть один, может быть с одним или несколькими модулями расширения, может быть несколько контроллеров, отвечающих за разные системы и реализующие разные алгоритмы.
Контроллер имеет дисплей, на котором можно просматривать все параметры, отслеживать состояние установки, можно менять уставки.
Основные типы применяемых контроллеров:
- Segnetics PIXEL
- Segnetics PIXEL 2
- CAREL c.pCOMini
- Zentec М300
Segnetics PIXEL
Сделано в России
Выбирается по требованию клиента!!!
Свободно программируемый контроллер для систем любой сложности. Этот контроллер используется нами дольше всех.
С контроллером совместимы модули расширения входов/выходов, что позволяет значительно расширить применимость этого контроллера
Наличие встроенного четырёхстрочного дисплея позволяет обходиться без дополнительных панелей и/или пультов управления, хотя, по желанию заказчика, есть возможность их подключения.
Полноценная передача данных в сеть диспетчеризации по самым ходовым интерфейсам/протоколам, в том числе и по протоколу LON. Протокол ModBus- RTU встроен в каждый контроллер.
К минусам относится:
Данные контроллеры подходят для реализации вентиляционных систем и ИТП малой и средней сложности. Сложные нестандартные щиты на них реализовывать проблематично.
Выбирается по требованию клиента!!!
Свободно программируемый контроллер для систем любой сложности. Этот контроллер используется нами дольше всех.
С контроллером совместимы модули расширения входов/выходов, что позволяет значительно расширить применимость этого контроллера
Наличие встроенного четырёхстрочного дисплея позволяет обходиться без дополнительных панелей и/или пультов управления, хотя, по желанию заказчика, есть возможность их подключения.
Полноценная передача данных в сеть диспетчеризации по самым ходовым интерфейсам/протоколам, в том числе и по протоколу LON. Протокол ModBus- RTU встроен в каждый контроллер.
К минусам относится:
- устаревшая архитектура (входы/выходы фиксированного назначения)
- малый объем памяти
- низкая скорость процессора
- модели контроллеров Segnetics Pixel 1211 и 1214 — сняты с производства в 2020 году. Вместо них используются контроллеры с индексами 2511 и 2514
Данные контроллеры подходят для реализации вентиляционных систем и ИТП малой и средней сложности. Сложные нестандартные щиты на них реализовывать проблематично.
Плюсы
- Сделано в России. Поэтому многие ГОС заказы реализуются именно на этом семействе контроллеров
- Наличие 4-х строчного русифицированного дисплея. По сравнению с CAREL, конечно, гораздо меньше, но он есть
- Широкая линейка модулей расширения
- Полноценная передача данных в сеть диспетчеризации по самым ходовым интерфейсам/протоколам, в том числе LON
Слабые зоны
- Очень маленький объём оперативной памяти. Это главный недостаток данного контроллера. Нельзя создать универсальную программу, поэтому для каждого контроллера программа по факту изготавливается по новой из имеющихся шаблонов. Это увеличивает трудозатраты по наладке ЩАУ
- Слишком маленькое количество выходов в самом контроллере. Часто приходится использовать модули расширения, что увеличивает стоимость ЩАУ
- Размер — 6 модулей. При ограниченной функциональности занимает много места в щите. При использовании модулей расширения приводит к значительному увеличению габаритов ЩАУ
- Нет возможности вывода управляющих сигналов 4-20мА
- Ограничение на количество измерительных сигналов — 1 шт (0-10В/4-20мА)
Segnetics PIXEL 2
Основные характеристики контроллера
Контроллер Pixel 2 подходит для автоматизации приточных и приточно‑вытяжных установок малой и средней мощности с управлением вентиляторами, нагревателями, рекуператорами и заслонками. Он удобен для стандартных HVAC‑схем с поддержкой частотных преобразователей, плавного пуска и защиты оборудования. Также Pixel 2 хорошо подходит для типовых шкафов вентиляции в коммерческих зданиях, где важны компактность, готовые шаблоны программ и возможность локальной настройки с панели.
- Свободно программируемый контроллер Pixel2 предназначен для автоматизации инженерных систем жизнеобеспечения зданий, управления различными технологическими процессами и отдельным оборудованием.
- До 32 встроенных канала «на борту» позволяют подключить большое количество исполнительных устройств и датчиков.
- В случае необходимости, количество каналов можно увеличить до 64 с помощью модулей MRL, подключаемых по высокоскоростной шине MTBus.
- Контроллер построен на базе энергоэффективного мощного процессора, имеет надежный встроенный FLASH накопитель объемом 2 Гб.
Контроллер Pixel 2 подходит для автоматизации приточных и приточно‑вытяжных установок малой и средней мощности с управлением вентиляторами, нагревателями, рекуператорами и заслонками. Он удобен для стандартных HVAC‑схем с поддержкой частотных преобразователей, плавного пуска и защиты оборудования. Также Pixel 2 хорошо подходит для типовых шкафов вентиляции в коммерческих зданиях, где важны компактность, готовые шаблоны программ и возможность локальной настройки с панели.
Плюсы
- Расширенные I/O и модульность позволяют автоматизировать более сложные вентустановки.
- Больше возможностей удалённого доступа и сервисного обслуживания без выезда на объект.
- Современный интерфейс, улучшенный дисплей и более удобная локальная визуализация.
Слабые зоны
- Более высокая закупочная цена по сравнению с базовыми контроллерами Pixel.
- Избыточный функционал для простых приточных установок с минимальным числом сигналов.
- Сложнее для обслуживающего персонала без опыта работы с Segnetics
CAREL c.pCOMini
Гибкость и универсальность
Контроллер выбора по умолчанию, когда требуется умеренная цена и высокая функциональность!!
Отличительной особенностью контроллера является наличие большого количества универсальных входов/выходов, позволяющих реализовывать различные проекты на меньшем количестве контроллеров, гибко подстраиваясь под задание заказчика.
Большой объём оперативной памяти контроллера позволяет реализовывать множество алгоритмов в виде универсальных программ, что существенно снижает срок производства и количество возможных рекламаций. Все реализованные алгоритмы проходят многократное тестирование.
Восьмистрочный дисплей позволяет комфортно просматривать параметры и состояния обслуживаемых систем, производить изменения уставок. Не нужно никаких дополнительных панелей. При этом есть возможность подключения как пультов, так и дополнительных графических панелей.
Простота загрузки программ. Это особый плюс для заказчика и сервисной службы. Что может быть проще, чем просто подключиться к контроллеру как к телефону, кстати, тем же самым шнурком micro-USB, скопировать в него программу и/или файл параметров, а затем просто развернуть?! Данная процедура не требует особых знаний, никаких эксклюзивных устройств, занимает минимум времени. Таким образом, в 90% случаев мы можем доработать/исправить программу в офисе, а клиенту выслать 2 файла по электронной почте.
Полноценная передача данных в сеть диспетчеризации по самым ходовым интерфейсам/протоколам (нет поддержки LON).
Возможность «дружить» с другими сторонними устройствами. Например, с модулями расширения OWEN. Это очень эффективно, когда в щите много сигналов и невыгодно использовать большое количество модулей расширения CAREL. В таких случаях мы используем модули OWEN в качестве «преобразователей сигнала» и экономим на стоимости комплектующих, при этом щит всё равно остаётся на контроллере CAREL.
При всём этом, данный контроллер очень эргономичный и занимает всего 4 модуля в ЩА, что позволяет экономить место и снижать габариты ЩА.
Для чего подходит
Контроллеры прекрасно подходят практически для всего. На них удобно использовать и готовую универсальную программу, и разрабатывать нестандартные алгоритмы. Область их применения не ограничена только вентиляцией, это и ИТП, и системы холодоснабжения, и системы управления освещением, и многое другое.
Отличительной особенностью контроллера является наличие большого количества универсальных входов/выходов, позволяющих реализовывать различные проекты на меньшем количестве контроллеров, гибко подстраиваясь под задание заказчика.
Большой объём оперативной памяти контроллера позволяет реализовывать множество алгоритмов в виде универсальных программ, что существенно снижает срок производства и количество возможных рекламаций. Все реализованные алгоритмы проходят многократное тестирование.
Восьмистрочный дисплей позволяет комфортно просматривать параметры и состояния обслуживаемых систем, производить изменения уставок. Не нужно никаких дополнительных панелей. При этом есть возможность подключения как пультов, так и дополнительных графических панелей.
Простота загрузки программ. Это особый плюс для заказчика и сервисной службы. Что может быть проще, чем просто подключиться к контроллеру как к телефону, кстати, тем же самым шнурком micro-USB, скопировать в него программу и/или файл параметров, а затем просто развернуть?! Данная процедура не требует особых знаний, никаких эксклюзивных устройств, занимает минимум времени. Таким образом, в 90% случаев мы можем доработать/исправить программу в офисе, а клиенту выслать 2 файла по электронной почте.
Полноценная передача данных в сеть диспетчеризации по самым ходовым интерфейсам/протоколам (нет поддержки LON).
Возможность «дружить» с другими сторонними устройствами. Например, с модулями расширения OWEN. Это очень эффективно, когда в щите много сигналов и невыгодно использовать большое количество модулей расширения CAREL. В таких случаях мы используем модули OWEN в качестве «преобразователей сигнала» и экономим на стоимости комплектующих, при этом щит всё равно остаётся на контроллере CAREL.
При всём этом, данный контроллер очень эргономичный и занимает всего 4 модуля в ЩА, что позволяет экономить место и снижать габариты ЩА.
Для чего подходит
Контроллеры прекрасно подходят практически для всего. На них удобно использовать и готовую универсальную программу, и разрабатывать нестандартные алгоритмы. Область их применения не ограничена только вентиляцией, это и ИТП, и системы холодоснабжения, и системы управления освещением, и многое другое.
Плюсы
- Малый размер. Данный контроллер занимает всего 4 модуля (как Данфос)
- Вычислительные способности. Это достаточно быстрый контроллер.
- Имеет адаптивный цикл программы, за счёт чего невозможна потеря части кода
- Наличие полноценного русифицированного 8-мистрочного дисплея. Не нужно никаких дополнительных панелей. Вся необходимая информация доступна и понятна на экране контроллера. Но если клиент желает, что ж, можем и панельку подключить.
Слабые зоны
- Нет поддержки протокола диспетчеризации LON
- Нет возможности вывода управляющих сигналов 4-20мА
- Ограничение на количество входных сигналов 4-20мА (не более 4-х на устройство)
Zentec М300
Основные характеристики
Zentec М300 имеет 8 универсальных входов (дискретные, аналоговые, счетные), 5 релейных выходов и 2 аналоговых выхода 0–10 В для управления приводами и частотниками.
Контроллер оснащён ЖК‑дисплеем 192×64 с шестью программируемыми кнопками, часами реального времени и резервным питанием для сохранения времени до 60 дней.
Интерфейсы связи включают RS‑485 (Modbus RTU) и Wi‑Fi, что позволяет организовать как проводную, так и беспроводную интеграцию в систему диспетчеризации или IoT‑решения.
Для чего подходит
Они подходят для управления простыми локальными вентиляционными системами с нагревом и охлаждением. Также в данном семействе щитов могут быть реализованы функции рециркуляции и рекуперации.
Контроллер оснащён ЖК‑дисплеем 192×64 с шестью программируемыми кнопками, часами реального времени и резервным питанием для сохранения времени до 60 дней.
Интерфейсы связи включают RS‑485 (Modbus RTU) и Wi‑Fi, что позволяет организовать как проводную, так и беспроводную интеграцию в систему диспетчеризации или IoT‑решения.
Для чего подходит
Они подходят для управления простыми локальными вентиляционными системами с нагревом и охлаждением. Также в данном семействе щитов могут быть реализованы функции рециркуляции и рекуперации.
Плюсы
- Универсальные входы и выходы. Один тип ПЛК закрывает широкий спектр задач: от датчиков NTC10k и дискретных сигналов до управления реле и аналоговыми исполнительными механизмами
- Встроенный HMI и коммуникации. Наличие экрана, кнопок, RS‑485 и Wi‑Fi в базовой комплектации снижает потребность во внешних панелях и конвертерах связи.
- Компактность и низкое энергопотребление. Корпус 4DIN, питание 10–35 В DC и потребление около 5,3 Вт упрощают интеграцию в небольшие шкафы и энергочувствительные объекты.
Слабые зоны
- Ограниченный набор интерфейсов. Один порт RS‑485 без гальванической развязки и отсутствие Ethernet могут быть узким местом в сложных распределённых системах.
- Небольшой запас I/O. Восьми универсальных входов и семи выходов может не хватить для крупных приточно‑вытяжных установок или объектов с большим числом датчиков.
- Зависимость от фирменной среды программирования. Для разработки используется zWorkbench, что требует отдельного освоения и ограничивает повторное использование типовых решений сторонних платформ.
Контроллер. Регулирование
Настало время объяснить, за счёт чего бьётся сердце контроллера, как именно он решает, что и на сколько запустить/открыть/закрыть.
Основная задача любого контроллера — регулирование.
Для чего вообще нужно регулирование?
Для того чтобы устранить расхождение между тем, что есть, и тем, что вы хотите иметь, необходимо понять причины расхождения между желаниями и действительностью и меры, которые нужны, чтобы это расхождение устранить.
В нашем случае это самое расхождение выражается в несоответствии действительной температуры и заданной пользователем желаемой температуры (уставки).
При регулировании процессов у нас нет времени на поиск причин, нам важен только результат. Значит, нам требуется такой способ решения , при котором не нужно искать причину.
Основная задача любого контроллера — регулирование.
Для чего вообще нужно регулирование?
Для того чтобы устранить расхождение между тем, что есть, и тем, что вы хотите иметь, необходимо понять причины расхождения между желаниями и действительностью и меры, которые нужны, чтобы это расхождение устранить.
В нашем случае это самое расхождение выражается в несоответствии действительной температуры и заданной пользователем желаемой температуры (уставки).
При регулировании процессов у нас нет времени на поиск причин, нам важен только результат. Значит, нам требуется такой способ решения , при котором не нужно искать причину.
ПИД-регулятор
Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный регулятор.
Он позволяет регулировать процессы, не обращая внимания на причины, вызывающие изменения, текущее состояние/положение технологического устройства. Всё регулирование основано на принципе: «если чего-то не хватает, значит нужно дать этого больше», ну или наоборот меньше, в обратных случаях.
У данного регулятора есть 3 составляющих: пропорциональная, интегральная и дифференциальная.
П — пропорциональный коэффициент. Отражает пропорциональность показаний датчика и управляющего воздействия. Пусть П=1, тогда, если температура ниже уставки на 1 градус, нужно увеличить управляющее воздействие на нагреватель на 1%. Управляющее воздействие будет продолжать увеличиваться с каждым пересчётом регулятора на 1%. Если же П=10, то при тех же условиях управляющее воздействие будет увеличиваться каждый раз на 10%.
И — интегральная составляющая, выражается во времени интегрирования. То есть, если мы открываем на определённый процент за определённое время, но желаемого результата не достигли, значит нужно увеличить управляющее воздействие ещё больше.
Например, П=1, температура меньше уставки на 1 градус, мы открываем кран на 1%, затем ещё на 1%, ещё… Интегральная составляющая даёт команду увеличения управляющего воздействия и теперь кран открывается на 2%. Если и этого мало, то на 4%. И так до тех пор, пока температура не достигнет уставки. Зона нечувствительности или мёртвая зона — это диапазон значений в окрестностях уставки, в котором управляющее воздействие не меняется. Так сказать, допуск, на который можно не обращать внимание.
И пропорциональная, и интегральная составляющие регулятора активны вне зоны нечувствительности.
Регулятор имеющий в своём составе только П и И составляющие называется ПИ-регулятор и используется в достаточно медленных инерционных процессах, к которым вентиляция как раз и относится.
ПИД-регулятор, как следует из названия, имеет в своём составе ещё и Д составляющую, которая выполняет функцию торможения. Она работает только в окрестностях уставки и нацелена на предотвращение колебаний при приближении к уставке.
ПИД-регулятор применяется в быстрых процессах, где важно быстро и чётко выйти на требуемую уставку.
Он позволяет регулировать процессы, не обращая внимания на причины, вызывающие изменения, текущее состояние/положение технологического устройства. Всё регулирование основано на принципе: «если чего-то не хватает, значит нужно дать этого больше», ну или наоборот меньше, в обратных случаях.
У данного регулятора есть 3 составляющих: пропорциональная, интегральная и дифференциальная.
П — пропорциональный коэффициент. Отражает пропорциональность показаний датчика и управляющего воздействия. Пусть П=1, тогда, если температура ниже уставки на 1 градус, нужно увеличить управляющее воздействие на нагреватель на 1%. Управляющее воздействие будет продолжать увеличиваться с каждым пересчётом регулятора на 1%. Если же П=10, то при тех же условиях управляющее воздействие будет увеличиваться каждый раз на 10%.
И — интегральная составляющая, выражается во времени интегрирования. То есть, если мы открываем на определённый процент за определённое время, но желаемого результата не достигли, значит нужно увеличить управляющее воздействие ещё больше.
Например, П=1, температура меньше уставки на 1 градус, мы открываем кран на 1%, затем ещё на 1%, ещё… Интегральная составляющая даёт команду увеличения управляющего воздействия и теперь кран открывается на 2%. Если и этого мало, то на 4%. И так до тех пор, пока температура не достигнет уставки. Зона нечувствительности или мёртвая зона — это диапазон значений в окрестностях уставки, в котором управляющее воздействие не меняется. Так сказать, допуск, на который можно не обращать внимание.
И пропорциональная, и интегральная составляющие регулятора активны вне зоны нечувствительности.
Регулятор имеющий в своём составе только П и И составляющие называется ПИ-регулятор и используется в достаточно медленных инерционных процессах, к которым вентиляция как раз и относится.
ПИД-регулятор, как следует из названия, имеет в своём составе ещё и Д составляющую, которая выполняет функцию торможения. Она работает только в окрестностях уставки и нацелена на предотвращение колебаний при приближении к уставке.
ПИД-регулятор применяется в быстрых процессах, где важно быстро и чётко выйти на требуемую уставку.
Пропорциональное управление
Интегральное управление
Пропорционально-интегральное управление (ПИ-регулятор)
Пропорционально-интегрально-диференциальное управление (ПИД-регулятор)
Каскадное регулирование
«Каскадное регулирование» или «Компенсация уставки» используется тогда, когда нужно повысить точность регулирования температуры в помещении. При этом обязательно использование двух последовательно установленных датчиков температуры: датчик температуры канала и датчик температуры помещения.
Данный вид регулирования, зачастую, вызывает самое большое количество вопросов. Однако, в нём нет ничего сложного, и в этом легко можно убедиться.
Опорным датчиком, по которому осуществляется регулирование процессов нагрева/охлаждения всегда является датчик температуры канала и никакой другой. Только канала.
Теперь, чтобы было проще понять весь алгоритм, необходимо определить важные параметры. Их назначение будет понятно чуть позже.
Итак:
Данный вид регулирования, зачастую, вызывает самое большое количество вопросов. Однако, в нём нет ничего сложного, и в этом легко можно убедиться.
Опорным датчиком, по которому осуществляется регулирование процессов нагрева/охлаждения всегда является датчик температуры канала и никакой другой. Только канала.
Теперь, чтобы было проще понять весь алгоритм, необходимо определить важные параметры. Их назначение будет понятно чуть позже.
Итак:
- Минимальная температура — минимальная граница возможного задания уставки температуры;
- Максимальная температура — максимальная граница возможного задания уставки температуры;
- Основная уставка — уставка температуры, задаваемая пользователем;
- Расчётная уставка — уставка температуры, рассчитываемая контроллером. По данной уставке происходит регулирование температуры канала.
Так как же работает каскадное регулирование?
Для простоты, рассмотрим на примере приточной ВУ с одним водяным нагревом.
Существует 2 программных регулятора.
Существует 2 программных регулятора.
- Регулятор 1 регулирует интенсивность нагрева водяного нагревателя по показаниям датчика температуры канала.
- Регулятор 2 (и вот тут, внимание!) регулирует УСТАВКУ температуры канала по показаниям датчика температуры помещения.
Если температура в помещении меньше основной уставки, то регулятор 2 увеличивает расчётную уставку, вплоть до значения максимальной уставки. Если температура в помещении больше основной уставки, то регулятор 2 уменьшает расчётную уставку, вплоть до значения минимальной уставки.
Управляющее воздействие на привод трёхходового крана узла регулирования формируется по показаниям датчика температуры канала для поддержания расчётной уставки.
Если значение температуры в помещении находится в окрестностях основной уставки, то расчётная и основная уставки будут равны.Все остальные случаи применения каскадного регулирования на более сложных ВУ работают по точно такому же принципу. То же самое относится и к другим параметрам, к которым применимо каскадное регулирование, например, каскадное регулирование влажности.
Управляющее воздействие на привод трёхходового крана узла регулирования формируется по показаниям датчика температуры канала для поддержания расчётной уставки.
Если значение температуры в помещении находится в окрестностях основной уставки, то расчётная и основная уставки будут равны.Все остальные случаи применения каскадного регулирования на более сложных ВУ работают по точно такому же принципу. То же самое относится и к другим параметрам, к которым применимо каскадное регулирование, например, каскадное регулирование влажности.
Некорректное регулирование
Очень часто мы сталкиваемся с тем, что проектировщики заказчика разрабатывают проекты, не учитывая особенности регулирования тех или иных процессов, физические свойства процессов. Хочется отдельно разобрать некоторые наиболее часто встречающиеся ошибки в проектах, на которых стоит обратить внимание.
Несколько параметров регулируются одним устройством
Частый случай, когда заказчики предполагают одним устройством регулировать 2 параметра. Например, заслонкой рециркуляции регулировать температуру и влажность. Тут возникает конфликт приоритетов. Что важнее: температура или влажность? В каких случаях? Любой ответ кроме — «Это не будет работать!» — не верный. Если попробовать реализовать этот алгоритм, получится, что система будет прыгать из режима регулирования температуры в режим регулирования влажности и обратно, и при этом ни один из параметров не будет выдержан стабильно. Как правило, такие системы уходят в режим, так называемых, колебаний — скачет, и температура и влажность.
Несколько устройств регулируются одним параметром
Другой частый случай, когда несколько устройств пытаются регулировать один параметр одновременно. Здесь важно не путать с ситуациями, когда несколько устройств воздействуют, например, на температуру последовательно или в разных режимах. Например, если есть режим день/ночь, в каждом из состояний задана своя рециркуляция, а помимо этого нагреватель поддерживает температуру канала, то это норма.
А вот если расход воздуха в приточном канале пытаются одновременно изменять с помощью скорости вращения вентилятора И степенью открытия воздушного клапана, то возникает коллапс. Допустим, расход воздуха меньше необходимого. Мы увеличиваем скорость вентилятора, расход поднимается. Одновременно с этим мы увеличиваем степень открытия воздушного клапана, расход ещё увеличивается, при этом сразу настолько значительно, что уже необходимо снижать обороты вентилятора. И снова система в режиме колебаний.
Вам может быть интересно
