Sygnał sterujący a dobór siłownika, cz. I

W instalacjach grzewczych, w których instaluje się trój-/cztero-drogowe zawory coraz popularniejsze są produkty służące do automatycznego ustawiania ich pozycji – są to siłowniki. Dla ich właściwej pracy, konieczne jest zastosowanie urządzeń nadzorujących, sterowników – podają one siłownikom odpowiednie sygnały sterujące.

Sygnały sterujące pracą siłowników zaworów mieszających to sposób komunikacji sterowników z urządzeniami wykonawczymi – siłownikami zaworów. W zależności od funkcji pełnionej przez zawór mieszający w układzie grzewczym lub chłodniczym będzie on sterowany w inny sposób:

• zawory przełączające mają na celu w zależności od stanu instalacji skierować strumień cieczy w konkretnym kierunku
• zawór mieszający ma za zadanie najczęściej utrzymywać na założonym poziomie właściwą temperaturę zmieszania

Sygnały są jednak różne, dlatego istotne jest dostosowanie siłowników do tych, którymi operuje sterownik. Typy sygnałów sterujących:

1. Sygnał 2-punktowy

Najczęściej jest on wykorzystywany do sterowania zaworami przełączającymi. To rodzaj sygnału, który określa 2 stany zaworu – otwarty/zamknięty dla zaworów dwudrogowych lub przełączenie między portami A lub B dla zaworów trzydrogowych.

Zasilanie siłownika polega na podłączeniu napięcia naprzemiennie w sposób ciągły dla obrotu w lewo lub prawo. Wyłączniki krańcowe kończą obrót siłownika. W tego rodzaju sterowaniu nie ma możliwości ustawienia siłownika i zaworu w położeniach pośrednich.

W przypadku sterowania 2-punktowego w siłownikach ESBE sposób podłączenia nieco się różni od opisywanego. W związku z tym, że sterowniki podają jedynie sygnał przełączenia, czyli zmiany położenia zaworu, a powrót do położenia wyjściowego sterownik sygnalizuje poprzez wyłączenie sygnału, rola przełącznika obrotu zbudowana została wewnątrz siłowników. Sterowanie tego typu wykorzystywane jest np. w siłownikach 2-punktowych serii ARA600 czy serii 90.

Innym rodzajem sterownika dwupunktowego jest wyłączenie sygnału przez sterownik i podanie napięcia na siłownik oraz zmiana położenia zaworu za pomocą silnika elektrycznego. Powrót do punktu wyjściowego po zdjęciu sygnału odbywa się mechanicznie, za pomocą wbudowanej sprężyny. Taki napęd wykorzystują siłowniki ARD i zawory ZRS.

2. Sygnał 3-punktowy

To sygnał często wykorzystywany w zaworach mieszających. Tego typu siłownik i zawór mogą przyjąć stan otwarty/zamknięty (w zaworach dwudrogowych), przełączenie między portami A i B (w zaworach trzydrogowych) i każdy dowolny stan pośredni.

Mechanizm zasilania siłownika polega na podłączeniu napięcia naprzemiennie w sposób ciągły dla obrotu w prawo lub lewo. Wyłączniki końcowe lub zakończenie podawania sygnału obrotu zamykają obrót siłownika.

Sterowanie tego typu najczęściej wykorzystuje się w instalacjach grzewczych – większość sterowników, które są na wyposażeniu kotłów c.o., operuje tego rodzaju sygnałem sterującym. Sygnał ten wykorzystuje się w siłownikach serii ARA600, serii 90, ARC.

3. Sygnał proporcjonalny

Ten sygnał może być wykorzystany w każdej aplikacji – mieszania i przełączania. Zawór można ustawić w dowolnej pozycji w zakresie ruchu siłownika i samego zaworu. System zasilania siłownika polega na podaniu w sposób ciągły zasilania i dodatkowo sygnału określającego żądane położenia siłownika i zaworu. W sterowaniu proporcjonalnym najczęściej wykorzystywane są sygnały napięciowe – 0-10V i 2-10V oraz prądowe 0-20mA i 4-20mA.

Sygnały graniczne z wybranego zakresu (np. 0 i 10 V dla zakresu 0-10V) odpowiadają stanom granicznego położenia siłownika – dla zaworów 2-drogowych całkowitego otwarcia i zamknięcia, dla zaworów 3-drogowych przełączeniu pomiędzy portami A i B.

Pośrednie położenia zaworu i siłownika odpowiadają konkretnemu sygnałowi podanemu przez sterownik – np. otwarcie 50% (lub mieszanie 50/50 %) osiąga się podaniem sygnału 5V. Proporcjonalnie do podanego sygnału otrzymuje się odpowiadające położenie zaworu.