Автоматика для привода клапана

Видео:Погодозависимая автоматика для трехходового клапана своими руками. Общий обзорСкачать

Трёхходовой смесительный клапан — управление, применение, особенности.

Трёхходовой клапан (кран) — устройство смешения или разделения потоков рабочей среды (жидкости или газа). В быту чаще всего он используется в системах вентиляции, отопления, ГВС и тёплых полов. С помощью трёхходового крана можно плавно менять расход воды через теплообменник, регулируя тем самым температуру в системе.

Проще говоря, трёхходовой кран применяют тогда, когда нужно перераспределять поток рабочей среды, а не просто открывать или закрывать, как в случае с обычным краном. Это позволяет поддерживать постоянную циркуляцию в системе, улучшить теплосъём и оптимизировать работу отопительных приборов.

Видео:Как установить привод на клапан для автоматической вентиляции ИМВЕНТСкачать

Принцип работы трёхходового клапана

Трёхходовые клапаны бывают двух видов: смесительные и разделительные.

Как понятно из названия, первые смешивают два потока, а вторые, наоборот разделяют один поток на два. При этом они имеют схожий принцип работы: внутренний клапан перекрывает два отверстия в определённой пропорции. В этой же пропорции смешиваются или разделяются потоки.

Видео:Автоматика 3х ходового клапанаСкачать

Трёхходовой клапан с электроприводом

Для того чтобы управлять трёхходовым краном автоматически, на него устанавливают электропривод, который позволяет позволяет поворачивать кран на необходимый угол.

Сигналы управления формирует интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор), примеры которых будут рассмотрены ниже.

Привод крана может управляться напряжением 220 В или 24 В.

По типу сигнала управления различают два вида приводов трёхходовых клапанов:

• привод с импульсным управлением
• привод с управлением аналоговым сигналом 0-10 В или 4-20 мА

Видео:Монтаж электрического привода на трехходовой клапан вентустановкиСкачать

Привод трёхходового клапана с импульсным управлением

Этот тип привода управляется с помощью электрических импульсов разной длительности. Электронная плата привода имеет два дискретных входа, один из которых отвечает за закрытие, а другой — за открытие.

При подаче напряжения на один из дискретных входов клапан начинает открываться или закрываться( в зависимости от того, на какой вход подано напряжение), и делает это до тех пор, пока управляющее напряжение не будет «снято» со входа. Подача напряжения на другой вход приведёт к началу вращения привода в противоположном направлении.

Таким образом, чем дольше подавать управляющее напряжение на вход, тем на больший угол привод успеет повернуть клапан. Подача на дискретные входы импульсов различной длительности позволяет открывать (или закрывать) клапан «по чуть-чуть». Полное время закрытия/открытия клапанов сильно различается и может составлять от нескольких секунд до нескольких минут.

Приводы с импульсным управлением чаще всего имеют датчик положения, для определения текущей степени открытия клапана. Сигнал с этого датчика может использоваться в контроллере для улучшения качества управления или визуализации положения клапана.

Видео:Лучший клапан для автоматики старт стоп!Скачать

Привод трёхходового крана с аналоговым управлением

Электроника такого привода «принимает» на вход унифицированный аналоговый сигнал. Это либо токовый сигнал 4-20 мА, либо сигнал напряжения 0-10 В, либо может управляться любым из этих сигналов.

Принцип управления в данном случае достаточно прост: чем больше ток управляющего сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА — тем больше открыт клапан. При сигнале тока 4 мА, он будет полностью закрыт, а при 20 мА — полностью открыт.

С управляющим сигналом по напряжению (0-10 В) всё аналогично.

В таких приводах датчик положения не так важен, поскольку по значению поданного управляющего напряжения можно однозначно определить его положение.

Видео:Как проверить работу вентиляционного клапанаСкачать

Контроллер управления трёхходовым клапаном

Для того чтобы управлять трёхходовым клапаном по температуре в системе, используют интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор).

Для примера рассмотрим систему отопления. В качестве регулятора возьмём «ТРМ12» компании «ОВЕН».

Датчик температуры измеряет температуру в помещении и передаёт показания на регулятор, который управляет трёхходовым клапаном.

Если клапан будет полностью открыт, вся горячая вода от котла потечёт через теплообменник (показано красным цветом на схеме) и мощность нагрева будет максимальной. При полностью закрытом клапане вода будет циркулировать по малому кругу (показан синим цветом) через теплообменник, постепенно остужаясь. При понижении температуры в помещении регулятор будет приоткрывать трёхходовой вентиль, подмешивая горячую воду от котла в поток теплоносителя, циркулирующий через радиатор.

В результате регулятор «подберёт» такое положение вентиля, при котором количество подмешиваемой горячей воды обеспечит заданную температуру в помещении.

ТРМ12 работает по принципу ПИД-регулятора (о нём можно почитать тут ). Пользователь задаёт необходимое значение температуры в помещении с управляющей панели прибора. По текущему значению температуры, полученному от датчика, и заданию пользователя контроллер вычисляет, на сколько нужно открыть трёхходовой кран, и посылает управляющие импульсы необходимой длительности.

Читайте также: Можно ли пить алкоголь при клапане сердца

Для управления приводом клапана с аналоговым входным сигналом ТРМ12 не подходит. Вместо него можно выбрать, например ТРМ10. Вот его функциональная схема:

Как видите, этот регулятор имеет универсальный аналоговый выход (о-10 В или 4-20 мА).

Видео:Автоматика и регулирующая арматура WesterСкачать

Управление и контроль противопожарных клапанов КДУ, КПВ, ОЗК.

Есть 3 концептуальных подхода к организации управления противопожарными клапанами вентсистем.

1. Используем шкаф управления и контроля клапанов.
2. Управление клапанами — из шкафа, а контроль — шлейфами пожарных приборов.
3. Управление и контроль клапанов специализированными модулями пожарной системы.

Рассмотрим подробнее эти подходы и в каких случаях целесообразнее применять каждый из них.

Видео:Монтаж и настройка привода с датчиком для поддержания фиксированной температурыСкачать

Введение.

Термины.

ОЗК — противопожарный клапан в общеобменной вентиляции (огнезадерживающий клапан).

ВД — вентилятор (система) дымоудаления.

ПД — вентилятор (система) подпора.

КДУ — клапан в системе дымоудаления.

КПВ — клапан в системе подпора воздуха.

Противопожарный клапан — это ОЗК, КПВ, КДУ.

АПС — автоматическая пожарная сигнализация.

Реверсивный — привод клапана имеет два входа: для движения в направление открытия или закрытия требуется подача питания на соответствующий вход.

С возвратной пружиной — клапан открыт при наличии питания и закрывается под действием пружины при снятии питания.

Какие бывают противопожарные клапана.

По назначению: огнезадерживающие, дымоудаления, подпора воздуха и двойного действия.

По способу действия: с возвратной пружиной и реверсивные.

По алгоритму работы: закрываются при пожаре, открываются при пожаре, закрываются при пожаре и открываются после запуска пожаротушения для удаление огнетушащего вещества.

Применяемые клапана.

ОЗК, обычно, с возвратной пружиной — закрываются при пожаре.

КДУ и КПВ должны быть реверсивными.

Клапана двойного действия — это ОЗК, которые реверсивные. Не имеет смысла применять реверсивные приводы для ОЗК, которые не подразумевается использовать в качестве клапанов двойного действия.

Особенности, которые надо учитывать.

1. Для КДУ и КПВ мы обязательно должны контролировать целостность линий управления и задача контроля целостности цепи 220В сама по себе не простая. Контроль линий ОЗК под вопросом.

2. Для всех клапанов мы должны контролировать положение заслонки клапана.

3. Запуск достаточно мощного вентилятора необходимо осуществлять только если открыт хотя бы один клапан соответствующей вентиляционной системы.

Были случаи вываливания клапана подпора воздуха, когда вентилятор включился при закрытом клапане, или складывания вентиляционного короба, когда включение вентилятора дымоудаления произошло при закрытых всех клапанах.

4. Существует требование наличия кнопки для местного опробования клапана:

СП 60.13330.2012 п. 12.4 «Дымовые и противопожарные клапаны, дымовые люки, фонари, фрамуги и окна, а также противодымные экраны с опускающимися полотнами, предназначенные для противодымной защиты, должны иметь автоматическое, дистанционное и ручное (в местах установки) управление».

5. Должен быть контроль целостности линии подачи сигнала управления из АПС в шкаф управления клапаном, если управление осуществляется из шкафа.

Видео:Китайцы доработали лучший клапан для старт-стопаСкачать

Способы управления и контроля противопожарных клапанов.

Здесь рассмотрим вопросы управления клапанами вообще, и в первую очередь КДУ и КПВ.

Управление клапанами ОЗК несколько проще, чем КДУ и КПВ, поскольку они не реверсивные и нет необходимости контроля двух положений и, возможно, не нужно контролировать целостность цепи катушки привода.

Управление ОЗК будет подробно рассмотрено в статье 5 правильных и 7 неправильных способов управления ОЗК.

1. Используем шкаф управления и контроля клапанов.

Весь функционал по управлению и контролю сосредоточен в одном шкафу.

На шкаф подается сигнал «Пуск» из внешних систем и шкаф выдает диагностические сигналы состояния во внешние системы.

Это древний, самый дорогой и самый надежный способ. Шкафы управления противопожарными клапанами работают как часы до сих пор.

Главная особенность — к каждому клапану КДУ и КПВ от шкафа необходимо тянуть 5-ти или даже 6-ти проводной силовой кабель, что недешевое удовольствие.

Бывают как отдельные шкафы управления клапанами, так и шкафы управления, в которых совмещены управление клапанами и вентилятором одной вентсистемы.

Раньше были только шкафы управления с релейной логикой. Теперь появляются шкафы управления с контроллерами.

1.1. Совмещенные шкафы с релейной логикой.

Совмещение имеет смысл и возможно, когда все параметры объекта заранее известны и можно не ошибиться с выбором заказного шкафа, что бывает очень редко.

На совмещенный шкаф подается один сигнал, по которому и открываются/закрываются клапана и запускается/останавливается вентилятор.

Если система дымоудаления или подпора воздуха мощная, то имеет смысл использовать именно совмещенный шкаф с целью надежного контроля запуска двигателя только с открытым клапаном — иначе цена ущерба от смятого воздуховода может превысить экономию на шкафу.

Совмещенный шкаф управления вентилятора и клапанов с релейной логикой имеет смысл использовать, если в системе 1-3 КДУ или КПВ. И никто не предъявит за контроль целостности.

С совмещенного шкафа выдается совокупные сигналы: «Все клапана закрыты», «Все клапана открыты», «Вентилятор запущен», «Авария(не готов)». Обычно в таком совмещенном шкафу присутствует логика, которая не позволяет запускаться вентилятору, если не открыт клапан. Если клапанов несколько, то логика разрешения запуска работает по схеме «И» или «ИЛИ».

Одна из моделей — «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2«:

ВПД означает, что шкаф подпора воздуха, 4П1 — что один вентилятор 4кВт, 3К2 — три клапана с 2-мя каналами управления (реверсивных).

Схемы соединений шкафа из паспорта:

Из схем видно, что шкаф работает по схеме «И» — должны открыться все клапана, чтобы вентилятор запустился.

Читайте также: Механизм для притирки клапанов

Можно встретить и более примитивные шкафы управления вентилятором и клапанами, которые лишь формально можно такими назвать:

Часто можно видеть, когда клапана подключаются через дополнительные НО/НЗ контакты пускателя вентилятора или даже к одному из фазных проводников на вентилятор (если это не реверсивный клапан) и при этом вообще не задействуются сигналы состояния.

В шкафах управления с релейной логикой не осуществляется контроль целостности обмоток приводов клапанов. Это незаконно для КДУ и КПВ, но все равно повсеместно используется.

1.2. Шкаф с релейной логикой специально для клапанов.

Может быть отдельный шкаф для управления клапанами без функции управления вентилятором.

Это будет шкаф, подобный рассмотренному выше.

Такой способ управления клапанами больше подходит для клапанов ОЗК или поэтажного управления клапанами КДУ и КПВ.

Должно быть два совокупных выхода: «все клапана открыты» и «все клапана закрыты» — это разные выхода и не являются инверсными вариантами одного и того же выхода.

Выход «все клапана открыты» используется для разрешения запуска вентилятора соответствующих вентсистем. Выход «все клапана закрыты» — для диспетчеризации в противопожарной системе.

1.3. Шкаф на контроллерах для вентилятора и клапанов.

Это уже будет полноценный совмещённый шкаф для управления вентиляторами ПД (подпора воздуха) и ВД (дымоудаления) а также соответствующими КДУ и КПВ.

Применение контроллеров позволяет решить вопрос контроля целостности и обеспечения сигналов диспетчеризации, что позволяет довести параметры шкафов до требования норм.

Блок релейной логики BU-SHU-DU, отвечает за получение команд от системы ППУ (прибора пожарного управления) и УДП (устройства дистанционного управления), а также за диспечеризацию шкафа.

Блок релейной логики BKL, отвечает за определение неисправности подключенного электродвигателя.

Блок релейной логики BU-K, отвечает за управление одним КПВ или КДУ.

Для увеличения числа управляемых клапанов необходимо добавить нужное количество блоков BU-K.

Подробнее перспективные модели шкафов управления, соответствующих нормам, рассматриваются в статье «Полнофункциональные шкафы управления противопожарной вентиляцией дымоудаления и подпора».

2. Управление клапанами — из шкафа, а контроль — шлейфами пожарных приборов.

Это мой любимый способ управления ОЗК. В нем совмещены простота реализации, надежность работы и минимизация стоимости.

Ведь при пожаре ОЗК должны просто обесточиваться, как и простые вентсистемы.

Контролировать линию питания ОЗК нет необходимости.

Этот способ сейчас актуален только для ОЗК и не имеет смысла для КДУ и КПВ.

Под «шкафом управления клапанами ОЗК» может пониматься просто реле, пускатель или расцепитель на DIN-рейке в любом другом шкафу или боксе.

Сигналы управления клапанами подаются из шкафов управления вентиляцией или дополнительных релейных модулей пожарной сигнализации.

Это может быть дополнительный контакт пускателя вентилятора или контакт реле шкафа управления вентилятором.

В качестве реле управления клапанами ОЗК можно использовать релейный усилитель «УК-ВК» или блок расширения сигнально-пусковой «С2000-СП1 исп.1».

Можно организовать схему управления клапанами совершенно независимой от шкафов управления вентиляторами: вентиляция в своем разделе проекта, а клапана в разделе проекта АПС.

Для управления клапаном можно применить релейный модуль расширения, включенный в состав системы АПС, или реле, управляемое сигналом из АПС.

Для всех клапанов на объекте может быть один управляемый выход, к которому и подключаются все клапана, как осветительные приборы к выключателями.

Контроль состояния клапанов будет осуществляться адресными метками, установленными возле клапанов, или шлейфами любого пожарного прибора, хоть «Сигнал20».

Если прибор не предусматривает тип шлейфа «Технологический» можно использовать «Охранный шлейф».

Отображение состояния — средствами системы пожарной сигнализации, например — те ми же индикаторами состояния шлейфа «Сигнал20».

Часто встречаются даже способы, когда реверсивными клапанами управляют при помощи перекидного контакта «С2000-СП1 исп.1» или двух дополнительных контактов НО/НЗ контактора вентилятора.

3. Управление и контроль клапанов специализированными модулями пожарной системы.

С появлением требования чтобы КДУ и КПВ были реверсивными и контролировалась целостность цепей управления, применение способов управления с только релейной логикой стало проблематичным.

Проблема может решаться, включением в цепи управления устройства контроля линий связи и пуска (силовое) УКЛСиП (С):

На практике, правда, ни разу не видел подобное и самому в голову не пришло запроектировать.

Но если мы размещаем УКЛСиП (С) в шкафу, то проблема кнопок локального опробования — в момент нажатия кнопки ручного опробования возникнет сигнал аварии линии.

Распространенным решением всех проблем стало появление в линейке продуктов производителей систем АПС специализированных модулей управления клапанами.

Самыми популярными являются модули адресных систем Болид и Рубеж: «МДУ-1» и «С2000-СП4»:

Есть много альтернативных экзотических решений у других производителей адресных систем пожарной сигнализации.

Модули управления клапанами и другой нагрузкой 220В имеют и контроль целостности цепей и шлейфа состояний и даже кнопки опробования и индикаторы состояний.

Вот коллекция ссылок на страницы модулей управления (адресных и шлейфовых) клапанами от различных производителей:

БР-4 (ПСК-Модуль), ИСМ-220 (Сигма), МАКС-У (Юнитроник), ВЭРС-АСД(У) (ВЭРС), Z-027 (Z-Line), МС322 (Плазма-Т), БУОК (Форинд), БР-1+ (Кластер Автоматики), БУКП-4 (Гольфстрим-Автоматика), БУЭП (ТДС Прибор), КУПТ-06 (Миртен), IMP3 (Лиора), Карат БР4 (Сибирский арсенал), БР-1М (Сис ПБ), ИСМ220 ИСП4 (Рубикон), МС322 (Плазма-Т), МАКС-УРП (Юнитроник), БКПБКП220/РК (Гефест), Астра-БРА (Астра-А Теко).

Надо будет изучить все эти модели подробнее и сделать обзор, хотя всегда оказывается на практике все не так, как предполагал.

Читайте также: Неисправность электромагнитных клапанов ваноса

При использовании модулей управления клапанами необходимо развести по объекту два кабеля, соединяющие все модули: адресную линию связи и сетевой кабель питания.

Такое решение призвано значительно удешевить и упростить систему противодымной защиты.

Видео:Погодозависимая автоматика для трехходового клапана своими руками. Программа и схемаСкачать

Проблемы управления клапанами при различных способах реализации.

Проблемы управления клапанами со шкафов.

Контроль и диспетчеризация. Недостатки шкафа «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2» в том, что нет контроля целостности линий и нет совокупного выходного сигнала о том, что все клапана закрыты. Все это требует дополнительных элементов шкафа, что ведет к усложнению схемы и удорожанию.

Контроля целостности линий управления клапанами не видел ни у одного шкафа с релейной логикой. Другое дело — шкаф из блоков.

Дистанционное и ручное (в местах установки) управление. С небольшой натяжкой можно считать, что у шкафа «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2» есть способ осуществить дистанционное ручное управление при помощи клемм для подключения пульта дистанционного управления ПДУ.

Но как осуществить ручное управление в местах установки клапанов, которые подключены к шкафу управления? Тогда нужно постоянное присутствие и нуля и фазы в месте подключения клапана, что влечет за собой необходимость применения 6-ти проводного кабеля для реверсивных клапанов (0, фаза, сигнал «открыт», сигнал «закрыт», сигнал на открытие, сигнал на закрытие).

Шкаф «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2» для подключения клапанов требует именно 6-ти проводной кабель, хотя, казалось бы, можно было бы обойтись и 5-ти проводным, используя общий 0.

Если клапана управляются при помощи шкафов управления, то на панели шкафа управления может быть кнопка опробования каждого клапана — вероятно эти кнопки прокатят в качестве местного ручного управления.

Сигналы состояния клапанов. Самая большая проблема такого способа вообще — необходимость привести сигнал состояния заслонки клапана. Это сигналы силовой логики, поэтому нужны силовые кабеля.

Например, в приведенном выше шкафу, в следствии того что общим для управления клапана есть 0, а общим для контроля клапана есть фаза, то к каждому клапану необходимо протянуть кабель с 6-ю проводниками. Огнестойкий силовой кабель с 6-ю проводами — это дорогой кабель В схеме для подсоединения клапана вообще предусмотрено 7 клемм, хотя две из них можно объединить.

Более удачные схемы шкафов требуют проводки 5-ти проводного кабеля.

Даже если управление клапанов может осуществляться одним кабелем, идущим от шкафа по всем клапанам (что возможно только для ОЗК), а клапана подключаться в цепь параллельно — все равно сигналы состояния должны быть индивидуально собраны от каждого клапана.

Проблемы управления клапанами с использованием модулей.

Если требуется блокировка запуска противодымного вентилятора пока не открыт хотя бы один (или все) клапан соответствующей противопожарной вентиляционной системы — то эта задача ложиться на сценарии, выполняемые в контроллере АПС.

Пусконаладочные работы сложнее. Система оказывается должна быть проще в монтаже и дешевле (что не факт), но непременно будет сложнее в настройке.

Оказалось, что подружить приводы клапанов и модули управления нелегко. У дешевых приводов (а для ОЗК будут установлены именно дешевые приводы) что-то не так с сопротивлением обмотки. Необходимо подбирать дополнительные сопротивления и конденсаторы в силовую цепь управления приводами, чтобы модуль управления все время не ругался на обрыв или КЗ линии управления.

Производитель С2000-СП4 предлагает такие решения:

Но в итоге на объектах можно увидеть такую картину:

Резистор нагревается до температуры плавления пластика.

Более того, оказалось что клапаны бывают «вырубленные топором», что не позволяет корректно настроить работу концевых датчиков хода. Если шлейф, при невозможности настройки, можно обмануть, то модуль ругается и глючит.

Поэтому сам стараюсь избегать модулей управления клапанами для огнезадерживающих клапанов. А вот с дымоудалением и подпором воздуха ничего не поделаешь — тут только модули. Если конечно на объекте не запроектированы шкафы с релейной логикой.

Видео:Испытание бюджетнтого клапана к автоматике SmartModule v.1.1 на аппарате Luxstahl 8MСкачать

Ручное управление в местах установки клапанов.

Это очень неприятное требование.

При использовании адресных датчиков и адресных модулей управления клапанами (то-есть при наличии адресных линий) часто эту задачу решают применением желтых адресных устройств дистанционного пуска (УДП).

Считаю это неправильно, поскольку пуск не ручной, а посредством АПС.

И думаю что лучше использовать кнопочные посты «ПКЕ 212-1», которые стоят 70р.

Бывают ПКЕ с одной и двумя группами контактов.

Если применяется модуль управления клапаном, то ПКЕ подключается на соответствующий вход, который есть у каждого такого модуля.

На некоторых объектах можно видеть даже такое:

Если клапан управляется релейной логикой, то для ОЗК ПКЕ разрывает фазу при нажатии, а для КДУ и КПВ — ПКЕ обрывает фазу на закрытие и замыкает фазу на открытие. В этом случае фаза должна всегда присутствовать в месте подключения клапана. Если шкаф контролирует целостность цепи клапана, то будет сформирован сигнал «Авария».

Считаю что кнопки местного опробования клапанов не должны быть сертифицированы, поскольку они не участвуют в системе противопожарной безопасности здания — только служат для техобслуживания и пусконаладки.

Если клапана управляются при помощи шкафов управления, то на панели шкафа управления может быть кнопка опробования каждого клапана — вероятно эти кнопки прокатят в качестве местного ручного управления.

Видео:ЭЛЕКТРОКРАН.ШАРОВОЙ КРАН С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ!!!Скачать

Контроль целостности цепи управления клапанами.

Как видно из всего вышесказанного, основная проблема с клапанами возникает в связи с требованием контроля целостности цепи управления потребителем 220В.

📽️ Видео

Обзор электромагнитных клапанов для старт стопаСкачать

Воздушный клапан с электроприводом своими руками за копейкиСкачать

Регулирующий клапан с пневмоприводомСкачать

Автоматика и клапан отбора для ректификации из китаяСкачать

Как обслуживать регулирующий клапан с электроприводом?Скачать

🌕 СЕРВОПРИВОД ТЕПЛОГО ПОЛА! В чем опасность нормально закрытого сервопривода.Скачать

Автоматика ректификации на SSVC0059 V.1 с клапаном AR-HX-3, LUXSTAHL 8MСкачать

Воздушный клапан с электроприводом своими руками.Скачать