CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ1 (работа с термодатчиками или стандартными сигналами)

Сегодня я расскажу про то, о чём никогда не думал: о самом простом измерителе-регуляторе ОВЕН ТРМ1. Дело в том, что я ни разу не делал и не разбирался с приборами, которые делают что-то отдельно (управляют, регулируют): я сразу начал программировать на ПЛК или ПРках, где всю логику регулирования или уж тем более измерения чего-либо можно написать в программе и не ставить ради этого внешние приборы…

Но один из заказчиков обратился ко мне с достаточно простой и интересной задачей — сделать простой аналог термостата обогрева водосточных труб на крыше его коттеджа, и я решил сделать это на базе ОВЕН ТРМ1, а заодно про него и рассказать.

1. Общее описание и устройство ТРМ1.

Мой ТРМ1 — старой модели (https://owen.ru/product/trm1_old). Сейчас есть новая модификация (https://owen.ru/product/trm1/), у которой есть RS-485 с протоколом ModBus, что позволяет ещё и опрашивать состояние ТРМ1 из ПЛК или удалённо им управлять оттуда.

ОВЕН ТРМ1 — это простой измеритель-регулятор, который имеет такие особенности:

• Универсальный диапазон напряжений питания: AC 90..245V, DC 20..375V, DC 24V (номинальное для постоянного тока). В общем, если вы делаете простое техническое решение на базе ТРМ1, то его можно питать сразу от сети 230V. А если у вас щит с автоматикой на ПЛК (где есть +24V DC), то можно питать ТРМ1 от него;
• Встроенный источник питания для каких-нибудь датчиков с выходом 24V DC, 50 мА максимум. От него можно, например, запитать датчик давления (пост про них) с токовым выходом 4..20 мА, сразу же подключив его к ТРМ1;
• Корпус типа «Д» на DIN-рейку в формате обычного автомата (5 DIN-модулей по 18 мм), что позволяет применять его в наших простых щитах, а не монтировать на дверь или пластрон, как было с КМС-Ф1 (пост про него);
• Универсальный вход (есть модели ТРМов с несколькими входами в одном корпусе) для разных типов датчиков и входных сигналов (приведу только самые распространённые):
  • Термосопротивления с разными НСХ: 50М, 100М, Pt100, Pt1000 и другие (пост про датчики температуры — здесь);
  • Термопары с компенсацией температуры холодного спая;
  • Сигналы 0..1V (не 10!) и 4..0 мА (напоминаю пост про эти сигналы), для которых можно задать настройки масштабирования так, чтобы видеть не напряжение или ток, а нужное значение измеряемой величины (например, давления с датчика);
• При трёхпроводной схеме подключения термосопротивлений автоматически подсчитывается сопротивление кабеля до датчика, и тем самым автоматически компенсируется погрешность от его длины (по аналогии с модулями аналогового ввода-вывода);
• Отслеживание аварийных ситуаций по входу (обрыв, замыкание, повреждение датчика) и, если они возникли, перевод выхода в аварийный режим (настраивается: выключение или включение);
• Режим цифровой фильтрации входа: убирание резких выбросов значения, усреднение значения за заданный период;
• Различные типы выходов: Реле, Транзистор с открытым коллектором (пост про них), Симисторная оптопара, напряжение 0..10V, ток 4..20 мА, выход для управления твердотельным реле;
• Режимы задержки включения, задержки выключения и минимальное время включения и выключения выхода прибора (параметры меню A1-5, A1-6, A1-7, A1-8), при помощи которых можно задать выходу режим работы, при котором он не будет «дёргаться» слишком часто, если измеряемое значение быстро меняется;
• Программирование выполняется через встроенное меню. Есть команда сброса настроек ТРМ1 на заводские (что удобно, если вы покупаете б/у прибор или так накрутили настройки, что их проще сбросить) по разделам меню или всех целиком.

Создан он для того, чтобы автоматически и аппаратно управлять какими-то элементами (чаще всего нагревателями или охладителями) в зависимости от величины входного параметра по разным логическим законам.

Вот какие варианты управления у него есть:

• Измерять, масштабировать и отображать значение. В этом случае ТРМ1 будет работать как продвинутый индикатор: можно измерить что-то при помощи датчика с аналоговым входом (0..10V/4..20 мА), преобразовать это в понятный вид (пропорционально масштабировать, прибавить, отнять, домножить, разделить) и вывести это на экран с нужным числом знаков после запятой.
• Работать в виде компаратора с дискретным выходом (выкл-выкл). В этом случае ТРМ1 сравнивает значение с датчика с заданным (с учётом гистерезиса) и включает или выключает выход в таких режимах:
  • Нагрев: Выход включен, пока значение с датчика меньше заданного;
  • Охлаждение: Выход включен, пока значение с датчика больше заданного;
  • П-образный интервал: Выход включен, пока значение с датчика находится в заданном диапазоне;
  • U-образный интервал: Выход включен, пока значение с датчика находится вне заданного диапазона;
• Работать в виде регулятора с аналоговым выходом (для моделей ТРМ1 с таким выходом). В этом случае ТРМ1 выдаёт на своём выходе сигнал, прямо или обратно пропорциональный входному после его машстабирования и обработки.

Я рассказываю про такую модель: ОВЕН ТРМ1-Д.У.Р. Она имеет корпус на DIN-рейку, универсальный вход и один выход с реле на 8(10)А.

Измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ1: общий вид корпуса Д (на DIN-рейку)

На передней панели ТРМ1 расположен индикаторный дисплей на 4 знака, который показывает текущее значение с датчика, позволяет настроить заданные значения для работы логики сравнения или регулирования, а так же позволяет настроить сам ТРМ через его меню.

Светодиод «I», расположенный справа сверху от индикатора, показывает номер канала, для которого выводятся показания со входа. Наш ТРМ1 — одноканальный (имеет один вход), поэтому у нас всегда показывается первый канал.

Светодиоды под индикатором имеют такое назначение: «T» — настройка заданного значения, «Δ» — настройка гистерезиса (дельты), «K» — индикация включения дискретного выхода (для ТРМов с аналоговым выходом не горит).

Кнопка «Прог.» при одинарном нажатии позволяет настроить заданное значение и его гистерезис, а при длинном — войти в меню настроек прибора (тип датчика, тип логики работы и так далее). Кнопки со стрелками позволяют выставлять нужные значения или переходить по пунктам меню.

Сверху корпуса прибора расположены клеммы для внутреннего источника питания +24V DC, 50 мА и для подключения датчика ко входу.

Измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ1: вид на клеммы входа датчика

Снизу корпуса расположены клеммы для подачи питания (для постоянного тока указана полярность) и для подключения выхода ТРМа (заодно указаны и возможные схемы подключения разных выходов).

Измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ1: вид на клеммы питания и выхода

Мне такая логика расположения контактов (кроме нумерации контактов входа «3, 2, 1») нравится: сверху ТРМа у нас низковольтная часть (вход и питание датчика, если оно нужно), а снизу — высоковольтная (питание прибора и цепь управления, например, контактором через встроенное реле ТРМа).

Сбоку ТРМа указана его модель, диапазон напряжений питания и схемы подключения датчиков разных типов к его входам. Обратите внимание, что тут клеммы входа расположены в логичном порядке: «1, 2, 3».

Измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ1: схемы включения разных датчиков

Внутри вся логика и электроникка ТРМ1 смонтирована на одной общей плате, к которой шлейфом подключается передняя панель с индикатором, кнопками и светодиодами.

Основная печатная плата ОВЕН ТРМ1: вид сверху (видно силовое реле выхода)

В нижней части платы расположен блок питания с предохранителем по входу и защитной фрезеровкой, которая отделяет высоковольтную часть платы от низковольтной. В верхней части платы находится реле управления выходом, которое рассчитано на 10А AC-1.

Обратная сторона платы содержит много компонентов для управления индикатором, получения информации от входа. Вся плата покрыта лаком по традиции ОВЕН (мне нравится).

Основная печатная плата ОВЕН ТРМ1: вид снизу

2. Подключение термосопротивлений к ТРМ1 (на примере 50М).

Начнём с самого простого способа работы с ТРМ1: подключим к нему датчик ДТС014 типа 50М (Медный чувствительный элемент, сопротивление 50 Ом). Про эти датчики у меня есть подробный пост. Модель моего датчика — ДТС014-50М.B.3.25/0,2. Датчик имеет трёхпроводную схему подключения.

Терморегулятор ОВЕН ТРМ1 с датчиком 50М (-50..+150 градусов)

Такие датчики измеряют температуру от -50 до 150 градусов и имеют различные корпуса. Их можно применить там, где нужен самый дешёвый датчик для простых измерений — температуры на улице, в помещении, на трубе или где-то ещё.

Схему подключения такого датчика к ТРМ1 я нарисую позже, когда покажу, как на базе такого датчика сделать систему обогрева кровли или водосточных труб. Здесь мы говорим о настройке ТРМ под такие датчики. Пока же я опишу схему на пальцах: при трёхпроводной схеме включения датчика температуры два провода с одного из его выводов (они имеют почти нулевое сопротивление между собой) нужно подключить на контакты «1» и «2» входа ТРМ, а третий провод — на контакт «3» входа ТРМ:

Подключение термосопротивлений (50М или других) к регулятору ОВЕН ТРМ1

Чтобы настроить ТРМ под такой датчик, нам надо установить через его меню следующие параметры:

• B1-0 = 09 (именно для датчиков 50М);
• B1-7 = 1 или 2 (положение десятичной точки);
• A1-9 = желаемое состояние выхода при аварии датчика (On или Off);
• A1-1 = желаемая логика работы (01 = Нагреватель, 02 = Охладитель, 03 = П-образная, 04 = U-образная).

После этого нужно настроить желаемые значения «T» и «Δ», и прибор сразу же начнёт работать и выполнять заданную логику работы.

У меня настроен режим нагревателя, а уставка температуры — 30 градусов. Поэтому прибор включил выход «K» и пытается «греть» объект =)

Работа терморегулятора ОВЕН ТРМ1 с датчиком 50М (-50..+150 градусов)

3. Подключение аналоговых сигналов к ТРМ1 (на примере 0..10V).

Так как у меня был на обзоре канальный датчик температуры и влажности ПВТ-101 с выходом 0..10V для систем HVAC, про который я рассказывал в этом посте, то я решил подключить его к ТРМ1, чтобы показать и нарисовать схему работы ТРМ1 с такими датчиками.

В моём примере мы будем получать значение влажности с датчика и управлять входом ТРМ по его изменению в режиме «Нагрев», чтобы влажность у нас поддерживалась до заданной (включать условный увлажнитель).

Терморегулятор ОВЕН ТРМ1 с аналоговым датчиком ОВЕН ПВТ-101 (выход 0..10V)

Схема подключения датчика ПВТ-101 к ТРМ1 показана здесь:

Схема подключения аналогового датчика с выходом 0..10V к ОВЕН ТРМ1 на примере датчика ОВЕН ПВТ-101

Питание прибора и датчика у нас будет +24V DC. Самое важное здесь — это делитель (можно взять ОВЕН РД-10 или составить свой из резисторов с указанным номиналом), который делит входное напряжение на 10 раз, так как вход ТРМ1 рассчитан на диапазон напряжений 0..1V, а датчик выдаёт стандартные 0..10V, которые сожгут вход ТРМ.

В случае использования датчика с аналоговым выходом плюс такого выхода подключается на контакт «2» входа, а минус — на контакт «3» входа, что и нарисован у меня на схеме.

Подключаем провода к датчику ПВТ-101:

Подключение аналогового датчика ПВТ-101 (0..10V) к ОВЕН ТРМ1: забираем сигнал влажности с датчика

Делаем делитель 10:1 на соплях (видно, как резистор подключен к контактам «3» и «2» входа ТРМ1):

Подключение аналогового датчика ПВТ-101 (0..10V) к ОВЕН ТРМ1: используем делитель 10:1 для получения сигнала 0..1V

А дальше делаем следующие настройки в ТРМ1, более сложные:

• B1-0 = 13 (для напряжения 0..1V);
• B1-7 = 1 (положение десятичной точки, влажность меняется 0 до 100%, поэтому нам нужен один знак после запятой);
• B1-5 = 0.0 (минимум масштабирования);
• B1-6 = 100.0 (максимум масштабирования);
• A1-9 = желаемое состояние выхода при аварии датчика (On или Off);
• A1-1 = желаемая логика работы (01 = Нагреватель, 02 = Охладитель, 03 = П-образная, 04 = U-образная).

При этом наша ТРМка за счёт параметров B1-5 и B1-6 отмасштабирует наше напряжение 0..1V (после делителя) до значений 0..100% влажности, и мы будем видеть именно влажность, а не что-то абстрактное. Если бы нам надо было мерить давление при помощи датчика с выходом 4..20 мА и диапазоном измерений 0-10 bar (снова напоминаю пост про датчики давления), то нам надо было бы указать эти коэффициенты в параметрах, и мы получали бы давление сразу в bar’ах. Это удобно!

В итоге наш датчик сообщает нам влажность (по сухой погоде и при включенном отоплении она низкая, что мне нравится). Так как логика работы у меня осталась в режиме «Нагрев», то выход ТРМ1 включен: он пытается включить какое-то устройство (увлажнитель, видимо, хаха), чтобы увеличить влажность и довести её до заданного предела.

Работа терморегулятора ОВЕН ТРМ1 с аналоговым датчиком ОВЕН ПВТ-101 (выход 0..10V)

4. Использование ТРМ1 для обогрева кровли или водосточных труб.

А теперь давайте разберёмся с тем, что пытались впарить моему заказчику, как это работает, и как это же сделать на ТРМ1 — система обогрева кровли или водосточных труб в момент осенних или весенних заморозков.

Вот такую систему обогрева заказчику пытались впарить по 50 тыр за штучку (ему их надо 4 штуки):

Пример стоимости терморегулятора Raychem для обогрева водостоков и крыши

Вот ещё одна с неизвестной ценой:

Пример модели терморегулятора APT для обогрева водостоков и крыши

И если вы (как и я) думаете, что эти системы какие-то сложные (типа как регулятор ТеплоЛюкс РТМ-200) и имеют датчики осадков, датчики талой воды — то ХРЕН ВАМ! Всё, что делают эти системы — реализуют П-образную функцию нахождения температуры воздуха на улице в заданном интервале. Если она там находится — то они включают нагрев. А кабель для обогрева труб или кровли используется саморегулирующийся.

Почему так делают? Сам обогрев водосточных труб или крыши иногда нужен не для того, чтобы их полностью высушить, а для того, чтобы в период осенних или весенних заморозков на трубах не скапливались сосульки и наледь. Такой подогрев труб часто делается при помощи саморегулирующегося кабеля, для которого не нужны термостаты.

Автоматика лишь включает и выключает питание этого кабеля для того, чтобы он не работал в сильные морозы (он не прогреет крышу, да и при стабильных морозах лёд на крыше и в трубах нормально держится и не падает на голову) и летом.

И вот за эту автоматику просят охереть какие деньги. Я считаю, что это неоправдано, так как эта автоматика сделана в виде коробки, которая ставится и настраивается прямо на крыше! То есть, если надо посмотреть, как и что настроено — лезь на крышу. Если надо принудительно включить нагрев — лезь на крышу! Если надо подкрутить настройки — лезь на крышу (лучше всего — прям по льду, чтобы оттуда грохнуться вниз)!

Что даёт в этом случае ТРМ1, установленный в щите дома?

• Централизованную систему: вся автоматика — в одном месте, в щите, а не хер знает где;
• Отображение текущей температуры онлайн;
• Возможность посмотреть и поменять настройки прямо в щите;
• Если добавить в схему переключатель типа ABB E214-16-101 (пост про всю серию переключателей) с положениями «I» — «OFF» — «II», то можно сделать ручное включение и выключение нагревательного кабеля в обход логики ТРМ1.

И всё это — по цене ТРМ1 + датчика + влагозащищённого корпуса для датчика. И можно поставить один регулятор на все четыре места.

Вот схема для такого решения. В ней «K1» — это контактор (пост про контакторы), который включает питание на греющийся кабель.

Схема включения измерителя-регулятора ОВЕН ТРМ1 с датчиком типа 50М для обогрева крыши или водосточных труб

Схема — простейшая. Вся система обогрева защищается автоматом нужного номинала (10 или 16А). Через предохранитель (я использую клеммы с предохранителями) защищается питание ТРМ1 и катушки контактора. Если обогрев поделён на несколько участков — то тогда питание ТРМ1 можно сделать от автомата мелкого номинала, от автомата питания автоматики ПЛК, если она есть в щите.

К ТРМ1 подключается тот самый датчик самого простого типа — 50М, а релейный выход ТРМ1 управляет катушкой контактора, который в свою очередь подаёт питание на греющий кабель. Дальше можно добавить лампочки индикации работы кабеля и переключатель ручного управления — и всё!

ТРМ1 для такого режима работы надо настроить так:

• B1-0 = 09 (именно для датчиков 50М);
• B1-7 = 1 или 2 (положение десятичной точки);
• A1-9 = желаемое состояние выхода при аварии датчика (On или Off);
• A1-1 = 03 (желаемая логика работы — П-образная).

При использовании П-образного интервала границы этого интервала считаются так: (T — Δ) … (T + Δ). Поэтому, если мы хотим настроить работу обогрева в диапазоне от -5 до +5 градусов, нам надо задать такие настройки:

• T = 0 градусов;
• Δ = 5 градусов.

Я так и сделал для тестирования. А теперь отнимем у Кошочки пельмени, которыми она заинтересовалась (потому что их притащил заказчик, которому я ранее щит в РадиоЦентр собирал, и который их хотел у меня пожрать) и будем ими охлаждать датчик для тестов!

Кошочка интересуется пельменями, которые мы будем использовать для охлаждения датчика =)

В начале нашего опыта датчик показывает +10.3 градуса. Выход ТРМ1 (светодиод «K») при этом выключен — нагрев не работает.

Процесс работы ОВЕН ТРМ1 в режиме обогрева крыши или водосточных труб: температура выше диапазона, не греем

А дальше я сделал небольшой коллажик из разных показаний датчика и работы ТРМа.

Процесс работы ОВЕН ТРМ1 в режиме обогрева крыши или водосточных труб: работа в пределах диапазона обогрева

Приведу их списком:

• +3.6 градуса = нагрев включен (попали в интервал от -5 до +5 градусов);
• -1.3 градуса = нагрев всё ещё включен (находимся в интервале);
• -4.7 градуса = нагрев всё ещё включен;
• -5.4 градуса = нагрев выключен (вышли из интервала от -5 до +5 градусов).

Ну, как? Прониклись простотой? Когда я это придумал в 2021 году и описал заказчику — прониклись мы оба! Я долго ещё не верил, что всё так идиотски просто, и что задачу простого обогрева можно решить этим техничным и подконтрольным путём!

На этом у меня всё! Пользуйтесь решением и не забывайте благодарить донатами! А в конце поста — видео:

Проекту исполнилось 15 лет! Поддержать проект материально, проспонсировать проекты Автора или сделать ему подарок можно на этой странице: "Донаты и Спонсорство, Список Желаний".