Один терморегулятор — несколько объектов

Чтобы поддерживать заданную температуру нескольких объектов или зон регулирования, иногда можно обойтись единственным терморегулятором. Суть метода в том, что датчики температуры каждого объекта подключают к регулирующему прибору поочередно. За несколько секунд прибор измеряет температуру первого объекта и формирует команду на включение или выключение соответствующего нагревателя. Команду "запоминает" ячейка памяти, а прибор переключается на обслуживание следующего объекта. Полный цикл занимает менее минуты, что вполне допустимо, если тепловая инерция объектов велика и за это время их температура не успевает заметно измениться.

На рисунке показана схема устройства, обслуживающего три объекта регулирования. Датчики их температуры — терморезисторы RK1—RK3, поочередно подключаемые к терморегулятору контактами реле К2.1—К4.1. Терморегулятор годится практически любой промышленного или любительского изготовления с релейным выходом и способный работать в нужном интервале температуры. Датчики могут быть не только терморезисторами, но и термопарами, термометрами сопротивления и даже специализированными микросхемами.

Увеличить

Одновременно с датчиками контактами К2.2—К4.2 переключают переменные резисторы R1— R3, задающие температуру стабилизации для каждого объекта. Если характеристики датчиков идентичны, а температура всех объектов должна быть одинаковой, в переключении переменных резисторов необходимости нет. Можно оставить один, уже установленный в регуляторе.

Еще по одной группе контактов тех же реле (К2.3—К4.3) предназначено для подключения к выходу терморегулятора запоминающих конденсаторов СЗ—С5. В зависимости от положения якоря имеющегося в регуляторе исполнительного реле К1 (оно зависит от соотношения фактической и заданной температуры обслуживаемого в данный момент объекта) соответствующий конденсатор будет заряжен до 12 В или разряжен до нуля. Он сохранит это состояние до следующего цикла. Резистор R6 ограничивает ток зарядки или разрядки.

Напряжение с конденсаторов поступает на электронные ключи (транзисторы VT7—VT12), управляющие с помощью реле К5—К7 электронагревателями соответствующих объектов. Светодиоды HL4—HL6 сигнализируют о включении нагревателей.

Распределитель импульсов, управляющих реле К2—К4, выполнен на микросхемах DD1 и DD2. При указанных на схеме номиналах резистора R4 и конденсатора С1 период повторения импульсов генератора на элементах микросхемы DD1 6...8 с. Именно таким будет интервал времени, отведенный каждому объекту. Увеличивать его нежелательно, так как вырастут "забросы" температуры. А если период уменьшить, регулирующий прибор может не успеть прореагировать на изменившуюся температуру. Выключатель SA1 служит для остановки переключения объектов при необходимости, например, проанализировать работу прибора или найти неисправность. Импульсы с выходов счетчика DD2 через ключи на транзисторах VT1 —VT6 поочередно включают реле К2—К4 и одновременно светодиоды HL1—HL3.

Реле К2—К4 — герконовые РЭС44, исполнение РС4.569.251. Каждое из них можно заменить тремя РЭС55А, исполнение РС4.569.600-01 или РС4.569.600-06, соединив их обмотки параллельно. Можно использовать и другие подходящие реле, но необходимо помнить, что контакты, коммутирующие датчики, должны иметь минимальное сопротивление, чтобы не снижалась точность регулирования.

Реле К5—К7 — РЭС22, исполнение РФ4.523.023-01. При большой мощности нагревателей реле должны управлять ими через дополнительные, например, тиристорные коммутаторы соответствующей мощности, собранные по одной из известных схем.

Напряжение +12 В берут от любого источника, способного отдать необходимый ток (его потребляют в основном реле К2—К7). Не стоит использовать для этого источник питания собственно терморегулятора, колебания напряжения, вызванные резкими перепадами потребляемого тока в моменты срабатывания реле, неизбежно ухудшат точность регулирования.

При правильном монтаже и исправных деталях налаживание сводится к установке желаемого периода обслуживания объектов подборкой резистора R4. Число регулируемых объектов можно увеличить до десяти, задействовав свободные выходы микросхемы DD2 и изменив соответствующим образом число других узлов. У автора подобное устройство регулирует температуру расплавленного полипропилена в восьми зонах нагрева. За два года эксплуатации нареканий на его работу не было.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6 номер 2004 год