Виртуальное устройство "Конвектор"

Актуально начиная с версии xiot 14.1-1.

Конвектор

Конвектор — виртуальное устройство для управления отопительным конвектором в комнате. Мы используем его, когда у конвектора есть датчик температуры, реле или сервопривод отопления, а также вентилятор с управлением скоростью.

Конвектор может работать самостоятельно или под управлением климат-контроля. Если конвектор привязан к климат-контролю, пользователь обычно управляет общей температурой комнаты, а климат-контроль передаёт конвектору включение, уставку и ограничение скорости вентилятора.

Основная логика

Конвектор поддерживает два контура управления:

• нагрев — реле или сервопривод открывает отопление;
• вентилятор — скорость рассчитывается по недогреву помещения и ограничивается заданным максимумом.

Если используется реле, нагрев включается и выключается по гистерезису. Если используется сервопривод, открытие рассчитывается PID-регулятором.

Создание устройства

В редакторе добавляем виртуальное устройство Конвектор и назначаем его в нужную комнату.

Минимально включаем характеристику:

• включение.

Дополнительно включаем характеристики по составу оборудования:

• текущая температура — температура воздуха, по которой регулируется конвектор;
• целевая температура — желаемая температура воздуха;
• скорость вентилятора % — фактическая скорость вентилятора;
• авто расчет скорости в % — включает автоматический расчёт скорости;
• максимально разрешенная скорость вентилятора % — ограничивает шум и поток воздуха;
• скорость вентилятора шаговая — если исполнительное устройство принимает ступени;
• состояние реле (нагрева) — показывает, требуется ли нагрев сейчас;
• процент открытия сервопривода — если используется плавное управление клапаном;
• ошибка датчика температуры и ошибка конвектора — для диагностики.

Привязка устройств

После создания конвектора привязываем устройства в соответствующие блоки.

Блок в редакторе	Что добавляем	Для чего используется
Датчики температуры воздуха	Один или несколько датчиков температуры помещения	По этим датчикам конвектор регулирует нагрев и рассчитывает скорость вентилятора.
Реле	Реле включения отопительного контура или клапана	Используется для дискретного включения и выключения нагрева.
Сервопривод	Сервопривод клапана конвектора	Используется для плавного управления нагревом.

Если датчиков температуры несколько, конвектор усредняет актуальные значения.

Релейное управление

Для реле используются два параметра:

• верхний гистерезис — на сколько температура должна подняться выше цели, чтобы нагрев выключился;
• нижний гистерезис — на сколько температура должна опуститься ниже цели, чтобы нагрев включился.

Значения задаются в десятых долях градуса.

Пример:

значение 5 = 0.5 °C

Если целевая температура 22 °C, верхний гистерезис 0.5 °C, нижний гистерезис 0.5 °C:

• нагрев включится ниже 21.5 °C;
• нагрев выключится выше 22.5 °C.

Сервопривод и PID

Если привязан сервопривод, конвектор рассчитывает процент открытия клапана через PID-регулятор.

Параметры PID:

• Время цикла PID регулирования;
• Пропорциональный коэффициент PID;
• Интегральный коэффициент PID;
• Дифференциальный коэффициент PID.

PID сравнивает текущую температуру с целевой и выставляет процент открытия сервопривода. Чем больше недогрев, тем больше открытие. При приближении к уставке открытие уменьшается.

Полный расчёт PID выполняется по параметру Время цикла PID регулирования. Именно в этот период пересчитываются интегральная и дифференциальная части, поэтому частые небольшие изменения показаний датчика температуры не накапливают лишнюю ошибку и не дёргают сервопривод.

Когда пользователь меняет целевую температуру или включение, конвектор реагирует сразу: регулятор сбрасывает накопленную ошибку и делает быстрый расчёт по пропорциональной части. Если приходит то же самое значение целевой температуры или включения, сброс не выполняется.

Управление вентилятором

Для автоматического управления вентилятором включаем характеристику авто расчет скорости в %.

Конвектор рассчитывает скорость вентилятора % по разнице между целевой и текущей температурой:

• если недогрев меньше или равен 1 °C, скорость 0%;
• если недогрев от 1 до 3 °C, скорость растёт плавно;
• если недогрев 3 °C и больше, расчётная скорость 100%.

Параметр максимально разрешенная скорость вентилятора % ограничивает итоговое значение. Это основной параметр для снижения шума.

Пример:

текущая температура: 20 °C
целевая температура: 23 °C
максимально разрешенная скорость: 50%
расчётная потребность: 100%
фактическая скорость вентилятора: 50%

Если конвектор выключен или есть ошибка температурного датчика, автоматическая скорость вентилятора устанавливается в 0%.

Работа с климат-контролем

Если конвектор привязан к климат-контролю, отдельное управление конвектором в пользовательском приложении обычно скрываем. Пользователь меняет температуру и режим комнаты, а климат-контроль управляет конвектором.

Зимой климат-контроль:

• включает конвектор;
• передаёт целевую температуру воздуха;
• включает автоматический расчёт скорости вентилятора;
• задаёт максимально разрешённую скорость вентилятора по текущему режиму.

Для каждого режима климат-контроля есть отдельный лимит скорости конвектора:

• комфортный режим;
• экономный режим;
• ночной режим;
• турбо режим.

В обычном отоплении конвектор получает целевую температуру комнаты. Если включён приоритет тёплого пола, климат-контроль может временно передать конвектору пониженную уставку. Это не выключает конвектор жёстко: его собственный PID или релейная логика продолжает работать плавно.

Летом климат-контроль выключает конвектор.

Ошибки

Конвектор контролирует ошибки датчиков и исполнительных устройств.

Ошибка	Что означает
ошибка датчика температуры	Все привязанные датчики температуры в ошибке или температура недоступна.
ошибка конвектора 1	Реле не подтвердило включение.
ошибка конвектора 2	Реле не подтвердило выключение.
ошибка конвектора 3	Подтверждённая ошибка датчика температуры.

Ошибка датчика подтверждается не сразу, а после задержки. Это защищает от кратковременных пропаданий связи.

Проверка после настройки

После настройки проверяем:

• конвектор включён;
• текущая температура похожа на реальную температуру комнаты;
• при повышении целевой температуры включается нагрев или открывается сервопривод;
• при снижении целевой температуры нагрев выключается или сервопривод закрывается;
• при включённом авторасчёте скорости меняется скорость вентилятора %;
• скорость вентилятора не превышает максимально разрешенную скорость вентилятора %;
• при работе через климат-контроль меняется уставка и лимит скорости по режимам;
• в отладке нет ошибок датчиков и реле.

Для проверки вентилятора задаём целевую температуру на 3 °C выше текущей и ставим максимальную скорость, например 40%. Скорость вентилятора должна подняться, но не выше 40%.

Рекомендации

• Для тихой работы используем автоматический расчёт скорости и ограничиваем максимум вентилятора.
• В ночном режиме ставим низкий лимит скорости, например 10-20%.
• Для конвектора с водяным клапаном лучше использовать сервопривод и PID, а не частое включение реле.
• Если конвектор работает вместе с тёплым полом, используем приоритет тёплого пола в климат-контроле, чтобы конвектор помогал только при заметном недогреве.
• Не используем температуру внутри корпуса конвектора как комнатную, если она отличается от реальной температуры помещения.