Контрол на електрическия котел Част 1

разни

Контрол на електрически бойлер (Част 1)

Предлаганият микроконтролерен контролен блок е проектиран и произведен на мястото на вътрешния управляващ блок на електрическия отоплителен котел "EVAN EPO-7,5 / 220 B", който не осигурява достатъчно удобство при работа. Той може да се използва и за контрол на други електрически уреди за отопление.

След закупуване и монтаж на котела "Евън EPO-7.5 / 220 B", разкри недостатъци контролна единица, която е оборудвана. Главен сред тях - едновременно включване и изключване на три инсталирани в нагреватели бойлер електрически. Развиваща се с текущите върхове и пад на напрежението в мрежата е толкова голям, че да доведе до повреда на някои яде от нея на същите електронни устройства. Случаи дори им провал. Освен това, мощен контактор периодично се включва и изключва нагреватели за поддържане на желаната температура, тракащ на цялата къща и висеше на блок, монтиран на стена, в която тя е създадена, за "подскачащи", докато не падна и се разби. Решено бе, не да го поправи, и да разработи и произведе нов, по възможност да се отстранят слабостите и разширяване на функциите, изпълнявани.

Новият контролен блок беше направен четири канала с електронно превключване. Три канала контролират нагревателите с разделяне по време, което значително намалява увеличаването на тока, консумиран от мрежата. Контакторът се използва само за аварийно изключване на нагревателите в случай на прегряване на котела. Четвъртият канал контролира водната помпа на отоплителната система. Режимът на бързо нагряване на котела до зададената температура е осигурен с изключена помпа и след това включена за подаване на топла вода към отоплителната система.

Новата система, подобно на старата система, стабилизира температурата на водата в изхода от котела, въпреки че е възможно да се превключи към стабилизацията й на входа. Ако свържете сензора за стайна температура към управляващото устройство, системата автоматично влиза в режим на стабилизиране на този параметър.

Веригата на новото управляващо устройство заедно със сензорите за температура и задвижванията (нагреватели и водна помпа) е показана на фиг. 1. Отоплителната система се включва и изключва от превключвателя SA1, който захранва мрежовото напрежение към захранващия модул. След това всички други модули на управлението започват да работят. На нагревателите ЕК1-ЕК3 напрежението 220 V се осъществява чрез контактора KM1, прекъсвачите SA3-SA5 и модула на триак-превключвателите, управлявани от генерираните в микроконтролера модули. Тип контактор - NC1 -25. Когато котелът работи нормално, контактите му са затворени.

Фиг. 1.

Управляващата верига на двигателя М2, която задвижва водната помпа, която включва SA2 автоматиката и един от каналите на триак модула, се различава само в това, че не е осигурено отваряне от контактора KM1. Необходимо е в случай на аварийно изключване на нагревателите помпата да продължи да работи, като циркулира водата в отоплителната система и я ускорява. Хладилници за триаци, натоварващи нагреватели и помпа, раздухват двускоростен вентилатор M1 с размери 80х80х20 мм и захранващо напрежение 12 V.

Двуцветните светодиоди HL1-HL4 са свързани към модула за превключване на триак. Червените им кристали се включват, когато мрежовото напрежение се прилага към входовете на съответните триаци и зелените, когато се отворят триаците. В последния случай цветът на светлината на светодиода става жълт, което показва, че мрежовото напрежение е приложено към нагревателя или помпата. Диодите VD1-VD8 защитават светодиодите от обратното напрежение.

Сензори температура на водата на изхода на котела (ВК1) по своя вход (ВК2) и температурата на въздуха в отопляваното помещение (BK3) са свързани към микроконтролера чрез захранващия модул и intermodule връзки. Датчици на клемите ВК1 - BK3 филтри монтирани части (съответно, R1C1, R2C2, R3C3). Към терминали 1, 2 и свободните сонди са запоени терминали на резистори, съгласно схема проводник на къси дължини на стандартен USB кабел с конектори USB-A.

Тъй като телата на сензорите VK1 и VK2 бяха използвани стандартни температурни датчици за температура 19-3828, от които бяха отстранени всички "вътрешни" елементи. Сензорите DS18B20 заедно с детайлите, които са били залепени към тях, и краищата на кабелите се вкарват в образуваните кухини и се пълнят с автомобилни уплътнители.

След като уплътнителят се втвърди, сензорът VK1 се завинти на мястото на предишния съществуващ датчик за температура на водата на изхода на котела. Диаметърът и височината на резбата са подходящи. За монтажа на сензора VK2 е необходимо да се направи вложка с отвор с резба в тръбопровода, водещ до котела.

На сензора VKZ и края на кабела, водещ до него, за да се предпазите от външни влияния, поставете парче термосвиваема тръба. Този сензор е разположен на място далеч от източници на топлина и е защитено от течения на отопляемата стая.

С клемите X5 на силовия модул и интермодулните връзки сензорите VK1-VKZ се свързват с кабели, изработени от USB удължителни кабели с USB-A кабелни гнезда. висококачествен термовключвател SF1, който сигнализира за недопустимо прегряване на водата, използва TM108 - стандартният превключвател на автомобилния вентилатор за системата за охлаждане на двигателя. Мястото за инсталацията му в котела е на разположение, като стъпката и диаметърът на конеца са подходящи. Контактите на този ключ се затварят, когато температурата на водата в котела достигне 92 ° C, което води до незабавно освобождаване на котвата от контактора KM1 и изключването на всички нагреватели. Контактите на превключвателя SF1 се отварят, когато температурата на водата падне до 87 ° С.

За анализиране на сензорните сигнали и генериране на контролни сигнали за нагреватели и други устройства на системата е използван универсален микроконтролер, описан в [1], със специално разработена програма. За да се свържат LED индикаторите вместо графичния LCD дисплей, модулът е претърпял леки промени. Ресивърът за настройка R15, регулиран от контраста на LCD дисплея, е премахнат (номериране на елементите на модула - съгласно схемата на фигура 1 в [1]). Получените два контакта на конектора X4 се използват за предаване на допълнителни контролни сигнали към светодиодните индикатори. За тази цел щифт 2 е свързан към изхода на PC7 (щифт 28), а щифтът 18 е свързан към изхода PD7 (щифт 30) на микроконтролера DD1.

Веригата на модула за светодиодна индикация и управление, свързана с модула на микроконтролера вместо с LCD дисплея, е показана на фиг. 2. Той има трицифрени седем елемента LED индикатора HG1 - HG3 с общ катод, който показва информация за работата на котела. Те зависят от избрания режим на работа на отоплителната система.

Фиг. 2.

Информация за показване на hG1-HG3 показатели микроконтролер генерира като сериен 24-битов код, който е свързан в серия от три осем-битов регистър за смяна се превръща в паралелен код се подава към анодите индикаторни елементи. Първият от тези регистри се съхраняват в модула микроконтролер (DD2 на неговата схема). Тя служи индикатор hG1. Другите две (DD1 и DD2 в настоящото модул езика) индикатори за услуги съответно HG2 и HG3. Първият 24-битов регистър е заредена с стойността на регистър изхвърлянето на по-стари DD2 последно - стойност на нисък разряд регистър DD2 микроконтролер модул.

Светодиодите HL1-HL3 на индикаторния модул показват управляващите сигнали на нагревателите, генерирани от микроконтролера, съответно EK1, EK2 и EKZ. LED HL4 се включва, когато температурата на водата в котела падне, а HL5 - когато расте. С помощта на бутоните SB1-SB4 превключете режимите на работа на системата и промените параметрите им.

триак превключва верига модул показани на Фиг. 3. В нея четири еднакви канали. С позиции на елемента всеки снабден с представки, съвпадащи с номерата на каналите. Контролните сигнали, генерирани от микро-rokontrollernym модул получени чрез конектора за светодиоди X1 оптрон триак 1U1-4U1, осигуряване на галванична изолация между контролните вериги и изпълнителни механизми.

Фиг. 3

Приложените оптрони MOC3063 [2] имат възлите на времето на отваряне на фоторезисторите до моментите на напрежението, приложено към тях до нула. Това значително намалява нивото на комутационните смущения. Изпълнителните елементи на превключвателите са мощният триак 1VS1-4VS1, монтиран на радиаторите за вентилатора M1 (вж. Фигура 1).

Управляващият блок на този вентилатор, свързан към съединителя X3, се монтира на транзистор VT1. Сигналът за включване на вентилатора идва от микроконтролера към конектора X2 едновременно с появата на сигнал, който включва някой от нагревателите на X1, но се отстранява след настроеното време, след като последният от работните нагреватели е изключен. Това осигурява бързо охлаждане на отопляемите триаци.

Всички мощност на вход (чрез резистори 1R5-4R5) и изходи (чрез резистори 1R6-4R6), свързани превключване на каналите с конектор XP4, към който е свързан светодиоди индикатори Мрежово захранване към входовете (контакти XT1-XT4) и ключове не пристига в контактите на муфата Х5, които са свързани нагревателите и помпата.

На фиг. 4 показва схема на модула на интермодулни връзки и захранване на нискоенергийни възли. Трансформаторът Т1 намалява напрежението от 220 V до 15 V, което след това поправя диодния мост VD1. След изглаждане на пулсациите с кондензатори С2 и С3, ректифицираното напрежение стабилизира интегралните стабилизатори DA1 и DA2. Първата произвежда напрежение от 12 V за захранване на релето K1 и вентилатора M1 (виж фигура 1), а второто - 5 V за подаване на микроконтролера. В силовия модул има също контакторно управление за аварийно изключване на нагревателите, състоящо се от транзистор VT1 и реле K1.

Фиг. 4.

Конекторът X3 е свързан с микроконтролерния модул и X4 с температурни датчици. Съединителят X5 извежда управляващите сигнали на нагревателите и помпата, както и захранващите напрежения за превключващия модул.

Подробностите за всеки модул на управляващия блок на котела са монтирани на отделна печатна платка с фолио от стъклопласт с дебелина 1,5 мм. Чертеж на платката на модула на микроконтролера е наличен в [1]. Не е инсталиран тримерният резистор R15 и щифтовете 2 и 18 на съединителя X4 са свързани към гореспоменатите щифтове на микроконтролера чрез джъмпери от изолирана проводник. Не са необходими други подобрения.

Да продължи

литература

1. Kiba V. Универсален микроконтролер с графичен LCD дисплей. - Радио, 2010, № 3, стр. 28-30.

2. Оптичен апарат с 6-пинов DIP нулев кръст фотореактив. - http://mkpochtoi.narod.ru/ MOC3061_MOC3062_MOC3063_zerocross_ ds.pdf.