Описание
ШИМ-регулятор с декрементом ШИМ-2 предназначен в первую очередь для управления клапаном отбора в системах автоматики ректификации. Однако прибор многофункционален и может быть применен для автоматизации других технических процессов благодаря наличию 2 выходов (симисторного и релейного) и подключению одного или двух термодатчиков. В зависимости от сложности системы дистилляции и ректификации, прибор ШИМ-2 может использоваться как всего лишь один из элементов автоматики, а может полностью взять на себя управление всем процессом.
Функциональные возможности прибора ШИМ-2:
- Основная, базовая функция прибора — это циклический таймер (широтно-импульсный модулятор, ШИМ), то есть формирование коротких временных циклов РАБОТА-ПРОСТОЙ для управления внешним клапаном отбора (либо другим устройством). При этом общее время (ПЕРИОД) каждого такого цикла может быть от 0,1 секунды до 999 минут.
- Для оптимизации техпроцесса отбора возможно задействование функции ДЕКРЕМЕНТА — то есть с каждым следующим включением циклического таймера (запуском процесса отбора, или так называемым «старт-стопом») время работы уменьшается, а время простоя увеличивается.
- Помимо этого, прибор ШИМ-2 может самостоятельно формировать «старт-стопы», то есть управлять моментом включения отбора с помощью встроенного терморегулятора.
- Разрешение на «старт» отбора может подаваться как от одного термодатчика, так и «по дельте», то есть по разнице температур между двумя датчиками. То есть, логика прибора позволяет вести отбор только тогда, когда температуры в верхней и нижней части колонны равны или максимально близки.
- Кроме метода «старт-стопов», прибор может еще контролировать интенсивность отбора «по приращению температуры» — чем выше температура, тем меньше отбор.
- Кроме того, в ШИМ-контроллере ШИМ-2 можно использовать дополнительный независимый терморегулятор — например, для управления нагревательным ТЭНом, или регулятором мощности ТЭНа; для включения охлаждения; для штатной или аварийной остановки техпроцесса, и т.д.
- При специфическом подключении прибора, его можно использовать в качестве простого ШИМ-регулятора мощности ТЭНа, с контролем поддерживаемой температуры или без.
- Широкая универсальность применения прибора благодаря калибровке датчиков, настройкам гистерезиса, изменению логики работы нагрев\охлаждение, изменению единицы времени от 0,1 секунды до 1 минуты, синхронизации (дублированию) работы релейного и симисторного выхода, или их раздельному использованию.
Режимы работы прибора ШИМ-2:
- Режим Р1 — «старт-стопы» формируются извне, путем подачи напряжения на ШИМ-2 и прекращения подачи напряжения (например, терморегулятором, контроллером давления, реле времени, или вручную выключателем), а прибор ШИМ-2 регулирует только лишь скорость отбора. В режиме Р1 датчики температуры к прибору не подключаются.
- Режим Р2 — к прибору подключается термодатчик, и ШИМ-2 самостоятельно формирует «старт-стопы» с помощью встроенного терморегулятора.
- Режим Р2 с d.t — к прибору подключается один термодатчик, интенсивность отбора уменьшается постепенно с увеличением температуры в контролируемой точке (управление «по приращению температуры».
- Режим Р2 с Вбt — к прибору подключается один термодатчик, температура которого также используется для независимого управления релейным выходом.
- Режим Р3 — к прибору подключаются два термодатчика, первый используется для формирования «старт-стопов», а второй — для работы второго встроенного независимого терморегулятора.
- Режим Р3 с Рt>0 — к прибору подключаются два термодатчика, «старт-стопы» формируются по абсолютной разности температуры двух датчиков (отбор «по дельте»).
Как работает ШИМ - Широтно-импульсная модуляция
Например, период П — 2 секунды, скважность С — 50%, декремент У — 10%. После внесения в прибор этих чисел клапан будет открыт 1 секунду, и 1 секунду закрыт. При первом выключении, а затем включении — 0,8 секунды открыт и 1,2 секунды закрыт. На пятом “старт-стопе” — 0,2 секунды открыт и 1,8 секунды закрыт. На шестом и последующих “старт-стопах” клапан будет закрыт постоянно. При этом на верхнем индикаторе будут 00,0 , а на нижнем 02,0 (период).
По сути, уровень, или интенсивность отбора соответствует установленной Скважности, в то время как Период влияет на плавность отбора: чем он меньше, тем равномернее идет отбор, но и немного увеличивается износ клапана за счет частых включений-выключений.
Принцип ШИМ, используемый в приборе, позволяет не только управлять закрытием-открытием клапана, а и регулировать мощность ТЭНов. Так, при задании Скважности 50%, суммарная мощность, выделяемая ТЭНом в заданный Период, будет составлять 50%.
Метод «старт-стопов» и метод «по приращению температуры».
При использовании метода «старт-стопов», после каждого «залета» температуры выше установленного значения, отбор приостанавливается давая колонне поработать «на себя», а после возврата отбор возобновляется, но уже с уменьшенной за счет функции декремента интенсивностью. После определенного числа старт-стопов скважность доходит до ноля и отбор прекращается. При использовании метода «по приращению температуры», после превышения установленного значения температуры на определенную дельту отбор не отключается, а лишь уменьшается его интенсивность, причем чем сильнее превышается температура, тем меньше становится интенсивность, за счет декремента. После повышения температуры до определенного значения скважность доходит до ноля и отбор полностью прекращается.
Автоматика управления отбором ШИМ-2 имеет два выхода — симисторный и релейный. Симисторный выход используется прежде всего для управления клапаном отбора на 220V. Его преимущества — работает быстро, бесшумно, и выдерживает огромное количество циклов вкл-выкл. Максимальная нагрузка, подключаемая к симисторному выходу, составляет 200 Вт, что более чем достаточно для подключения электромагнитных клапанов. Также к симисторному выходу можно подключать внешний мощный симистор, и с его помощью регулировать мощность ТЭНов по ШИМ-методу. Релейный выход с «сухим» перекидным контактом используется для дополнительного независимого терморегулятора, а также для подключения клапана отбора с напряжением питания, отличным от 220V AC. Независимый релейный терморегулятор t2 может быть использован для управления нагревом ТЭНа напрямую (до 2 кВт) или посредством управления режимом разгона РМ-2, для запуска системы охлаждения, для штатной или аварийной остановки техпроцесса, и т.д. Дополнительный терморегулятор может срабатывать как от одного общего датчика, так и от отдельного.
Для задействования функций термоконтроля к прибору необходимо подключить один или два датчика DS18B20, однако в комплект поставки они не входят. При необходимости, их следует выбрать и заказать отдельно: DS18B20. Рекомендуется применение трехпроводных датчиков, например гильзованных DS18B20-3w.
Универсальный интервальный таймер с термоконтролем ШИМ-2 выпускается в базовой версии ШИМ-2-maxi (ширина 3 стандартных din-модуля) и в уменьшенной версии ШИМ-2-mini (ширина 2 стандартных din-модуля).
- Программа позволяет изменить логику работы симмисторного выхода для подключения нормально-закрытого или нормально-открытого клапана.
- Ставится реле с перекидным контактом, что позволяет подключать как NC, так и NO клапан, либо более гибко управлять другими подключаемыми устройствами.
- При подключении одного датчика, прибор позволяет независимо использовать релейный выход для подключения отдельного устройства, с отдельно устанавливаемой температурой.
- Добавлен режим управления отбором «по приращению температуры», при котором с ростом температуры отбор не ставится на паузу, а происходит декремент скважности, вплоть до полного уменьшения ее до ноля.
Игорь –
Здравствуйте! Возможно ли в связке шим-2 и рм-2 pro организовать аварийное отключение по температуре?
akipdon_admin –
Да, возможно. В инструкции к ШИМ обратите внимание на схему на Рис.3. Чтобы сделать аварийное отключение, нужно вместо контакта «Р» в РМ подключиться к контакту «В». Ну и соответственно настроить оба прибора.
Игорь –
Здравствуйте! В инструкции к ШИМ-2 на рис.5 предлагается вариант использования прибора в качестве терморегулятора с возможностью менять подаваемую на ТЭН мощность за счет ШИМ. Правильно ли я понимаю, что в этом варианте ШИМ-2 самостоятельно постоянно корректирует и подаёт на ТЭН напряжение, необходимое для поддержания заданной пользователем температуры среды, руководствуясь данными, полученными от термодатчика? Как активировать данный режим? Спасибо!
akipdon_admin –
Не совсем так. Прибор ШИМ-2 не осуществляет автоподбор мощности. Он лишь формирует временные отрезки по принципу Широтно-Импульсной Модуляции (период/скважность), за счет чего может меняться интенсивность отбора (клапан постоянно открывается-закрывается), либо по тому же принципу меняется мощность подключаемого ТЭНа (ТЭН то включается на максимум, то выключается).
Иными словами, например, ТЭН 1 kW, при настройках Период=2сек, Скважность=50%, на ТЭН будет 1 секунду подаваться полное напряжение 220В, 1 секунду не подаваться, и так по циклу, то есть в итоге в среднем за минуту ТЭН будет выдавать половину своей мощности, то есть 500 W. А по факту в реальных условиях, учитывая такой небольшой период, он не будет толком успевать нагреться до максимума своей температуры и остыть, то есть будет постоянно «полутеплым», и чем меньше Период, тем равномернее его температура, (хотя это и не сильно необходимо), ну а чем меньше Скважность, тем ниже мощность.Это что касается работы симистора и регулировки мощности ТЭНа.
Дальше — подключаем сюда функцию поддержания температуры, то есть терморегулятора. Есть датчик, есть заданная температура (параметр t1, допустим 60°) и опционально гистерезис (параметр Г1), а также логика «на нагрев» (параметр НО1 = hot). Далее получаем как бы «двухэтапное» регулирование, для понимания которого условно разделим логику работы прибора на «терморегулятор» и «ШИМ-контроллер». Пока температура не превышает 60°, терморегулятор дает разрешение на включение ШИМа, и ШИМ работает по своим заданным параметрам П и С, то есть ограничивает мощность работы ТЭНа на некотором уровне. Как только температура превысит 60°, условный терморегулятор дает запрет на включение ШИМа, и ТЭН отключается вообще. Теперь система начинает остывать, остыв до 59,9° (или немного сильнее, когда задан гистерезис, что конечно рекомендуется) терморегулятор опять дает разрешение на включение ШИМа, ШИМ опять включает ТЭН на определенной мощности, и так далее по кругу.
А тут уже дальше за счет параметров П и С можно подобрать мощность ТЭНа таким образом, чтобы колебания температуры были минимальны, то есть чтобы мощность ТЭНа была такой, при которой стабильно удерживается необходимая температура 60°. Если это конечно необходимо.
Иван –
Здравствуйте. У меня регулятор мощности РМ 2М тэн 4,5 кВт нужен терморегулятор для самогоноварения и варке пива с функцией поддерживание температуры и выдержкой температурной паузы. Что можете посоветовать?
akipdon_admin –
Если нужна выдержка температура с «термопаузами», то есть с выдержкой температурного профиля — посмотрите Профиль-D-3DS. К нему можно подключить сразу два устройства: 1 — нагревательный элемент, для которого можно еще и регулировать мощность; 2 — охлаждающее устройство (например клапан подачи воды в чиллер), которое на определенном этапе техпроцесса охладит систему до нужной температуры.
Владимир –
Здравствуйте !!! Подскажите пожалуйста !!! ШИМ 2 управляет соленоидным клапаном , у которого после срабатывания образовывается самоиндукция !!! Рассчитан ли симистор ШИМа 2 на такого рода проблемы ??? Или все же стоит его защищать » Снаббером , Демпфером и т.д. » И не повлияет ли это на корректную работу ШИМ 2 и соленоидного клапана ???
akipdon_admin –
Здравствуйте. Изначально в приборе защита есть, и обычно ее хватает. Но иногда, при сильных помехах — ее может не хватать, работа прибора может нарушаться. Помехи — штука неприятная, поэтому если возможность есть — лучше с ними бороться. Рекомендуем ставить RC-цепочку параллельно катушкам клапанов и контакторов.
Саша –
Шим-2 датчики как поменять местами если они уже прошиты в памяти ШИМА местами и прошить в память по новому
akipdon_admin –
Если датчики смонтированы в системе и не соответствуют местам назначения, то в сервисном меню есть параметр Сd.t , при подтверждении которого произойдет логическая замена датчиков местами.
Саша –
какие параметры вбивать шим-2 всю таблицу 1если я пользуюсь только Р3
akipdon_admin –
В таблице указаны значения параметров, как они вбиты по умолчанию. Если какая-то функция не нужна — то ее менять не стоит. Минимальное, что нужно настроить Вам — это параметры П,С,У (для изменения интенсивности отбора); t1, Г1 (температура старта-стопа отбора), t2, Г2 (температура для второго терморегулятора). Ну и в зависимости от того, где, с чем эксплуатируется прибор — проверить логику нагрев/охлаждение (параметры НО1, НО2).
Геннадий –
Как с ШИМ-2 использовать клапан для ректификационной колоны «нормально открытый»? Режим Р2
akipdon_admin –
НО клапан можно подключить к нормально-замкнутым контактам реле (в последней версии прибора, см. инструкцию) и продублировать работу симисторного и релейного выхода (параметр СВС).
Другой вариант — подключить к симисторному выходу промежуточное реле (с катушкой на 220В), и уже к нему (к НЗ контактам) подключать НО клапан. Этот вариант позволяет также подключать НО клапан и в режиме Р3.
Геннадий –
Cпасибо за консультацию
Подключил НО клапан по вашим рекомдедациям
Все работает, но не могу добиться оптимальной работы старт-столов
Не могли бы Вы выложить Ваш вариант стандартных настроек для ректификационной колоны в режиме Р2 с НО клапаном
Интероесуют следующие параметры:
П; С; У; t1; Г1.
akipdon_admin –
Мы можем ответить на технические вопросы по устройству и работе прибора ШИМ-2 так как являемся производителем данного прибора. Ваш же вопрос касается технологии, в которой применяется прибор, а этих технологий слишком много, единого мнения нет, многие факторы влияют на процесс. Попробуйте получить ответ посетив специализированные форумы по данной тематике, например homedistiller.ru.
Геннадий –
Похоже алгоритма работы Вашего прибора для для ректификационной колоны с Нормально Открытым клапаном Вы не предусмотрели. Жаль, что не знал этого до покупки ШИМ — 2.
akipdon_admin –
Алгоритм работы с нормально открытым клапаном не отличается от нормально закрытого. Отличается лишь подключение — к НЗ контактам реле. А алгоритмы техпроцессов следует искать в специальной литературе и других источниках, прибор лишь позволяет их реализовать: как настроите так и будет работать.
Геннадий –
Работать то оно работает, но только декремент работает наоборот с НО клапаном.
Мои установки: Режим Р2 П=10сек С=80проц У=10проц
При первом залете температуры: клапан закрыт=8 сек; открыт=2сек
далее по алгоритму.
Как сделать наоборот?
Остановка процесса ректификации у меня реализована независимым терморегулятором
akipdon_admin –
Чтобы сделать «наоборот», нужно клапан подключить «наоборот». Обратите внимание на разное подключение НЗ и НО клапана на рис.4 в инструкции. А также на режим работы терморегулятора: «нагрев» или «охлаждение».
Геннадий –
В моем ШИМ-2 нет перекидного контакта, значит нужно ставить реверсное реле.
А как повлияет на процесс смена режима работы с охлаждения на нагрев?
akipdon_admin –
Хм, вероятно попался старый прибор, в котором действительно были сложности с подключением НО клапана. В новой версии это решено. Нагрев/охлаждение влияет на то, когда реле будет получать разрешение на включение: если температура ниже определенной точки, или если выше.
Геннадий –
Я правильно понимаю логику работы параметра «Г» ?
В режиме «нагрев» число гистерезиса вычитается из параметра «t»
(реле включится при достижении температуры параметр «t» минус гистерезис, а выключится при достижении температуры параметра «t»)
В режиме «охлаждение» число гистерезиса плюсуется к параметру «t»
(реле включится при достижении температуры параметра «t» плюс гистерезис, а выключится при достижении температуры параметра «t»)
akipdon_admin –
Нет не плюсуется. Отнимается. Меняется логика управления на противоположную. Например, в режиме охлаждения в t записано 30,0, а в Г записано 02,0 охлаждающее устройство будет выключаться если температура опустится ниже 28,0 градусов, а включаться при нагреве до 30,0 градусов.
P.S.: проверьте почту (в т.ч. папку «спам») и ответьте пожалуйста.
Владимир –
Подскажите возможно ли на ШИМ 2 устанавливать Датчик ДТ-3Д ??
akipdon_admin –
Нет, прибор работает только с датчиками DS18B20.
vladimiriqmail –
Здравствуйте !! Приобретал у Вас приборы ШИМ 2 И РМ 2 про (№4969 03.10.2021) как узнал эти приборы приобрели новые прошивки , возможна ли перепрошивка устройств ?? Еще интересует максимально потребляемая мощность моих устройств , не в одной инструкции об этом не указано !! Возможно ли установка такого рода дросселей подавления помех (https://www.youtube.com/watch?v=rLacgvne5f4 ) в этих устройствах , если да то как лучше организовать установку ?? Будет ли работать схема , если в разрыв питающих проводов установить этот дроссель ??
akipdon_admin –
С перепрошивкой, увы, не все так просто. Изменения в приборах — это не только программа, а и схемотехника — плата, радиоэлементы, и т.д. И с этим особо нечего не сделаешь.
Дроссели поставить можно. Они будут хорошо гасить помеху, которая приходит из сети, и наоборот — не выпускать помеху наружу. Но тут стоит понимать, что основным генератором помех являются катушки клапанов (и другие, например в контакторах). И если у ШИМа возникают проблемы от помех — то с высокой долей вероятности они приходят из клапана по проводам, и в таком случае дроссель не спасет ШИМ, а лишь защитит от помех остальные приборы в сети. С помехами лучше бороться у их источника — ставить RC цепочку на клапан (хотя и дроссель в целом очень даже полезное решение).
Максимальная потребляемая мощность прибором РМ-2м и РМ-2-Pro — 2.2 Вт, прибором ШИМ-2 — 1.8 Вт. Если подбираете мощность дросселя, имейте в виду, что к 1.8 Вт нужно еще добавить потребление клапана, который подключается к ШИМ.
Владимир –
Не могу разобраться с режимом Р3 по дельте в ШИМ 2 (модель и прошивка 2021 года) !! В инструкции сказано ,работа клапана будет разрешена, если разность температур будет меньше или равна Pt А теперь представляем ситуацию :У меня на нижнем датчике температура 75 гр. ,на верхнем 77гр. мне нужно отключить клапан при превышении на 0.2гр.на любом датчике (будто верхний или нижний ) !!! В Pt я устанавливаю разность (77-75 =2 ., 2 + 0.2 = Pt 2.02) И вот теперь проблема : если на нижнем датчике температура поднимется на 0.2гр. , то разность будет 1.98 , а это меньше чем Pt =2.02 , и получается ШИМ 2 разрешит работу клапану , а это мне не допустимо !!! Как поступать в такой ситуации ?
Еще вопрос работает ли в этом режиме гистерезис , ели да , то как он срабатывает в этом случае
akipdon_admin –
Вы немного неправильно понимаете принцип работы «по разнице температур». Здесь температуры каждого из датчиков сами по себе не учитываются, а имеет значение лишь разница между ними. Если же немного отойти от функционала прибора, и посмотреть на особенности технологии его применения (хотя за такими консультациями лучше не к нам, а к профильным специалистам-технологам на форумы), то у Вас ситуация кажется немного странной. Обычно логика использования этого метода предполагает, что колонна стабилизировалась, то есть температуры датчиков сравнялись (ну почти сравнялись, в пределах 0,2-0,3°С). Причем обычно как раз температура снизу может быть больше, чем сверху, так как именно снизу идут горячие пары. Скорее всего у Вас не совсем корректно измеряется температура — либо в связи с погрешностью датчиков, либо в связи с нарушением технологии измерения — то есть их неправильной, неодинаковой, неоптимальной установкой, плохой термоизоляцией и т.д. Поищите проблемы в этом плане. Проверьте датчики, чтобы они показывали хотя бы одинаково, желательно сравнить с каким-то эталоном, либо в эталонной среде (лёд 0°, кипяток 100°). Если не так — воспользуйтесь корректировкой, внесите поправки температуры. В крайнем случае, можно с помощью тех же поправок «выровнять» показания датчиков в стабилизированной колонне, чтобы они показывали одинаковую температуру. Это не совсем корректно, это метод-костыль, но вполне может помочь на практике.
Гистерезис в режиме «по дельте» не работает, не учитывается.
Владимир –
Провел я 2 ректификации !!! И скажу что Ваш прибор не то что упрощает процесс, а совсем наоборот прибавляет много проблем !!! Я установил на провода датчиков ферритовые фильтры, RC — фильтр параллельно клапану , проверял осцилографом , сам фильтр работает , но это не избавило от глюков ШИМ 2 , в процессе отбора датчики теряються появляются либо прочерки , либо нули , нажимая на кнопку перезапуска периода ничего не помогает светятся нули ! Итог : Ваш прибор вообще не подходит для ректификации не улучшает , а наоборот усложняет и ухудшает весь процесс !!!
akipdon_admin –
Очевидно, проблема не в самом приборе, а в помехах вокруг. Возможно, клапаны дают слишком сильную помеху, и фильтры нужны мощнее. Возможно есть еще какие-то внешние факторы — например какой-нибудь инвертор у соседа за стенкой (это случай из практики). Попробуйте подключить систему в другом месте. Попробуйте подключить только прибор, без клапанов, сымитируйте его работу без внешних факторов. А может повредились датчики, попробуйте их немного посгибать, позасовывать в кипяток и холод.
Николай –
Здравствуйте! Только что обнаружил недочёт в алгоритме работы прибора. Не знаю, возможно уже это было выявлено и устранено (свой прибор покупал почти полтора года назад), но лучше озвучу. Если не мне, то другим поможет ))
Вобщем ситуация следующая. НЗ клапан, режим нагрева hot, скорость отбора регулирует ШИМ, t=92.0 . Далее я планировал уменьшить отбор.
Отошёл покурить, вернулся, слышу — клапан срабатывает слишком часто. На приборе 91.9. Видимо, по факту второй знак после запятой позволяет округлить до 92.0 и автоматика начинает отбор, становится в простой и тут же снова открывает отбор. Не знаю сколько циклов успело пройти без моего участия, но после четвёртого подряд открытия я вручную перевёл колонну в простой. Под колонной польский буфер 2020 от Шульмана, он осушить колонну за короткий промежуток времени не даст, но тем не менее. За время простоя температура в кубе выросла до 92.2’С. При кубовом остатке в 50л+ это приличное количество спирта. Т.е. флегмовое число кратковременно было изменено на существенно низкое и колонна банально осушалась.
Было бы хорошо алгоритм работы прописать таким образом, чтобы текущий цикл доводился до конца и только затем автоматика решала — запускать следующий или останавливать программу.
Раньше проблему не замечал по простой причине — ШИМ просто был в щитке, но не использовался, только сейчас решил его освоить.
akipdon_admin –
Судя по всему, Вам стоит еще раз внимательнее изучить инструкцию, обратив внимание на два момента. 1 — параметры интенсивности — период, скважность, уменьшение. Возможно стоит сильно маленький Период, из-за чего клапан срабатывает слишком часто. 2 — гистерезис термоконтроля: это небольшой зазор между температурой включения и выключения клапана, нужно ставить хотя бы 0,1 — 0,2 °С чтобы исключить слишком частое срабатывание на «пограничной» температуре.
Николай –
Благодарю! Именно на гистерезисе я и прокололся. Всё работает отлично! ?
Агеев Евгений Александрович –
Здравствуйте, подскажите маркировку симистора? Случайно замкнул и сгорел????
akipdon_admin –
Здравствуйте. ВТ137, ВТ138, ВТ139. Подойдет любой с напряжением от 600 вольт.
Константин (проверенный владелец) –
Купил. Разбираюсь. Нигде не нашёл информации. Какой диапазон входного напряжения допустим для прибора?
akipdon_admin –
Допустимое напряжение питания ШИМ-2 — от 100 до 250 Вольт переменного тока 50 Гц.
Константин (проверенный владелец) –
Хорошая приблуда! Работает чётко, но только со своим датчиком температуры. То-есть докупать ещё его надо. Инструкция сложнее чем для туалетной бумаги, поэтому людям с деменцией лучше отказаться от покупки.
Производитель, освойте озон. Не везде есть сдэк, а озон в каждой дыре.
akipdon_admin –
К сожалению, как раз таки в нашей дыре ОЗОНа нет. 🙂