При використанні двохпозиційного методу регулювання температури нагрівач може бути або включений на повну потужність, або вимкнений. Комутація навантаження виробляється, як правило, електромагнітним пускачем. Частота включення / вимикання магнітних пускачів визначається інерційними властивостями системи і заданим значенням гистерезиса. Під час налаштування системи слід звернути увагу, що висока частота включень значно скорочує ресурс пускачів.
Широтно-імпульсний метод регулювання потужності
В ПІД-регулятор принциповим моментом є плавну зміну потужності нагрівача. Однак, з огляду на, що більшість реальних об'єктів (печі, котли, преса) мають високу теплову інерцію, можна говорити не про математично плавній зміні потужності нагрівача, а про зміну середньої за величиною потужності. Середня за часом потужність нагрівача може здаватися шляхом зміни тривалості його включення (широтно-імпульсний метод -ШІМ).
Якщо нагрівач включений постійно, це відповідає 100% потужності, якщо він 50 секунд включений і 50 секунд вимкнений - 50% потужності, 10 секунд з 100-секундного періоду включений - 10% потужності. У наведеному прикладі інтервал 100 секунд є періодом ШІМ. Величина періоду ШІМ в приладах Термодат може бути задана користувачем під час налаштування регулятора в третьому рівні режиму настройки в діапазоні від 10 до 200 секунд. При великих періодах (200 секунд) ШІМ може бути реалізований за допомогою електромагнітних пускачів. При цьому пускач буде спрацьовувати один раз за 200 секунд. Тобто навіть при використанні пускачів можна реалізувати ПІД регулювання і досягти високої точності регулювання температури.
Широтно-імпульсний метод дуже зручний і широко поширений. Цей метод дає можливість досягти високої точності регулювання при найменших витратах. Недоліком ШІМ управління потужністю є те, що він придатний тільки для інерційних об'єктів, власні часи нагріву і охолодження таких об'єктів повинні бути більше періоду ШІМ. Крім того, при експлуатації промислових електропечей, як правило, слід розрізняти характерні часи самої печі і характерні часи електронагрівачів - ТЕНів. Якщо характерний час печей - хвилини і десятки хвилин, то для нагрівальних елементів - секунди. Так, наприклад, з точки зору якості регулювання, ШІМ з періодом 100 секунд цілком прийнятний для регулювання температури в великий сушильної печі. Однак для повітряних ТЕНів, встановлених в цій печі такий режим шкідливий, за час однократного включення нагрівальні елементи кожного разу будуть нагріватися до своєї граничної температури, що істотно позначається на їх ресурсі.
Метод рівномірного розподілу середньої потужності
Для роботи з об'єктами з невеликою тепловою інерцією в приладах Термодат реалізований спеціальний, сучасний метод управління середньою потужністю електронагрівачів. Цей метод моно назвати методом рівномірного по часу розподілу робочих мережевих полупериодов. Суть методу полягає в наступному. За допомогою сімісторного пристрою навантаження включається кожні 10 мсек, тобто кожен мережевий напівперіод. Виведена потужність розподіляється рівномірно по 1024 напівперіоди. Тобто при 100% потужності нагрівач включений постійно - все напівперіоди робочі. При 90% потужності навантаження виключена кожен десятий напівперіод, при 50% потужності навантаження виключена кожен другий напівперіод, при 20% потужності робочим є кожен п'ятий напівперіод. Тобто на відміну від ШІМ методу, нагрівачі працюють в щадному режимі і не перегріваються. Потужність електронагрівачів бажано вибирати таким чином, щоб в стаціонарному режимі, після розігріву і виходу на робочий режим, що підводиться потужність становила 50-70% від максимальної. У цьому випадку навіть стрілка стрілочного амперметра, включеного в ланцюг навантаження, майже не буде тремтіти
Фазоімпульсний метод управління
Принцип фазоімпульсной управління полягає в тому, що симистор кожен напівперіод відкривається не поблизу нуля, а з регульованою фазовою затримкою від 0 до 180 градусів. При цьому ефективне напруга на нагрівачі змінюється від 0 до максимального. Якщо змінна напруга випрямити, то на виході отримаємо регульований постійний струм з малим рівнем пульсацій. Фазоімпульсной перетворювачі необхідні для роботи з особливо малою тепловою інерцією - тонкі спіральні нагрівачі типу електроламп розжарювання, напівпровідникові пристрої (наприклад, термоелектричні холодильники Пельтьє). Для приладів Термодат розроблений мікропроцесорний блок фазоімпульсной управління ФІУ, що поставляється за спеціальною заявкою. В цьому випадку цифровий вихід приладу переводиться в режим передачі цифрового коду.
Управління потужністю нагріву шляхом зміни кількості теплоносія електрозадвіжкі або клапанами
Засувки, керовані електродвигунами, широко використовуються в техніці для управління потужністю нагріву. Вони застосовуються для регулювання подачі теплоносія (води або пари), а також для регулювання витрати палива. Для управління електроприводом слід вибрати прилад Термодат з трьохпозиційним імпульсним законом регулювання. Режим регулювання іменується трьохпозиційним, так як для управління потужністю прилад формує три команди (три позиції) - збільшити потужність нагріву (Р1), зменшити потужність нагріву (Р2) і нейтральна позиція - обидва реле вимкнені, потужність не змінюється. Час, на яке подаються сигнали "збільшити-зменшити" залежить від відхилення температури від уставки. Мінімальний час і час проміжку між керуючими імпульсами задаються користувачем. Трьохпозиційний метод може бути використаний і в інших випадках. Наприклад, в автоклавах температура регулюється двома клапанами, по Трьохпозиційний методу. За командою "нагрів" (реле Р1 включено) в автоклав подається пар для нагрівання. За командою "охолодження" (реле Р2 включено) в систему подається охолоджуюча вода. Третя позиція - обидва реле вимкнені, все в нормі.
Управління потужністю нагріву за допомогою пневмопривода
Пневматичний привід часто використовується в якості Виконавчий механізм в системах автоматики для управління регулюючими заслінками і клапанами. Пневмоприводи можуть використовуватися як для управління подачі теплоносія, так і для регулювання витрати палива. Для управління цими пристроями ряд приладів Термодат мають струмовий вихід. Вітчизняні пневматичні приводи управляються струмовим сигналом, однак в залежності від типу приводу і виконання існує безліч різних модифікацій. Одні приводи управляються сигналом 0-5мА, інші 4-20мА або 0-20мА, причому іноді максимальний електричний сигнал відповідає закритому клапану, а в інших модифікаціях - відкритого. Прилади Термодат можуть працювати з будь-яким з перерахованих пристроїв. Налаштування на необхідний тип виходу здійснюється в третьому рівні режиму настройки приладу.
Управління потужністю газової або жидкотопливной пальника
Прилади Термодат можуть бути використані для регулювання температури в газових або рідкопаливних печах і котлах. Потужність пальника може регулюватися різними способами, основні з них описані нижче.
При першому способі потужність пальника регулюється широтно-імпульсним методом. Паливо до пальника підводиться по двох гілках через два клапана. Перший клапан малого горіння відкриває запальний гілка і управляється системою контролю полум'я, другий клапан (повного горіння) управляється терморегулятором. Час на яке відкривається клапан, розраховується приладом і визначає підводиться до печі потужність При використанні цього методу прилад Термодат слід перевести в режим ПІД регулювання. Управління клапана від реле Р1, друге реле слід використовувати в якості сигналізатора аварійного перегріву по другій температурної уставки. Можливе використання також приладу Термодат в позиційному режимі регулювання.
В іншому способі управління газовою або жидкотопливной піччю, потужність пальника регулюється плавно шляхом зміни витрати палива (газу) регульованої заслінкою. Одночасно з витратою газу шибером змінюють тягу в печі. Паливна заслінка і повітряний шибер можуть приводитися в рух електроприводом. В цьому випадку прилад Термодат повинен бути використаний в режимі трипозиційного імпульсного регулятора, видаючи команди "збільшити нагрів" - відкрити заслінку і "зменшити нагрів" - прикрити заслонку.