Современная электроника №4/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 45 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2025 но твердотельное реле, которое явля- ется полупроводниковым устройством и работает в ключевом режиме. Бла- годаря малому сопротивлению откры- того канала данного элемента на нём формируется малое падение напряже- ния и рассеивается в виде тепла мини- мальная мощность. Кроме того, вклю- чение и отключение нагрузки в этом элементе производится при переходе переменного напряжения через ноль. Это позволяет устранить возникаю- щие при коммутации мощных нагру- зок электрические возмущения, засоря- ющие промышленную питающую сеть. Входной защитный автомат обесто- чивает схему в случае поломки систе- мы и предотвращает возникновение пожара. Источник питания формирует постоянное питающее напряжение 24 В для контроллера и цепей управ- ления нагрузкой. Включение и отключение системы производится с помощью переключа- теля, подключённого к дискретному входу контроллера. Датчиком температуры воды слу- жит промышленный, широко рас- пространённый платиновый датчик Pt1000, погружаемый в нагреваемую воду. Этот датчик имеет широкий диапазон измерения температуры – от –40°C до +120°C. При 0°C его сопро- тивление составляет 1000 Ом, отсюда и сформировалось его обозначение: Pt1000. Центральным узлом системы явля- ется программируемый логический контроллер Matrix с управляющей программой. Программа Для программирования ПЛК его производителем создана свободно распространяемая среда разработки SMLogix [2]. Данная среда позволяет разрабатывать программы на языке FBD, т.е. путём применения различ- ных логических и математических блоков, соединяемых между собой связями. Достаточно подробное опи- сание этой среды разработки и рабо- ты с ней приведено в источнике [3]. Программа предоставит оператору возможность настройки, визуального контроля работы системы и графиче- ского отображения температуры воды. Процесс разработки начинается с обычной установки среды разработки на персональный компьютер. После установки и запуска среды разработки на экране монитора компьютера поя- вится главное окно разработки, пока- занное на рис. 3. Весь проект программы удалось разместить в одном окне. В проекте использованы компараторы, мульти- плексоры, сумматоры и преобразова- тели данных. Вход DIN1 подключён к мультиплек- сору, с помощью которого производит- ся подключение выходного сигнала DOUT1 к схеме управления или отклю- чения от неё. Таким образом, можно запускать или останавливать регуля- тор внешним переключателем. С помощью встроенного в сре- ду разработки конфигуратора пор- тов SBconfigurator, вызываемого нажатием правой кнопки мыши по устройству Matrix:USB ➔ Настройка ➔ Ресурсы ➔ AIN1, входной аналоговый порт AIN1 настраивается на подклю- чение к нему датчика температуры Pt1000. Окно конфигуратора портов показано на рис. 4. В результате такой настройки дан- ные со входа AIN1 будут отображать- ся в программе в градусах Цельсия без дополнительных преобразований. Данные датчика температуры посту- пают через входной порт AIN1 на ком- паратор и сравниваются с заданной в настройках температурой воды в баке. В зависимости от результата сравнения формируется выходной сигнал регулирования, подключён- ный через мультиплексор к выход- ному порту DOUT1. Таким образом, при температуре воды меньше заданной в настрой- ках системы нагреватель будет вклю- чаться, а при достижении заданной температуры – отключаться. В схеме также предусмотрено формирование гистерезиса температуры в 1 градус Цельсия. Рис. 2. Схема регулятора температуры воды Рис. 3. Главное окно разработки ТЭН Твердотельное реле Контроллер Датчик Pt1000 Переключатель Автомат 0 В +24 В ~230 В 50 Гц Источник питания