Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры автоматики и компьютерных систем автф «17» сентября 2009 (стр. 2 из 6)
Микропроцессорный программируемый измеритель типа 2ТРМ0 совместно с датчиком температуры ТС125-50М предназначен для измерения температуры в печи и отображения текущего значения измеряемого параметра на встроенном светодиодном цифровом индикаторе. Функциональные параметры прибора задаются пользователем при программировании и сохраняются при отключении питания в энергозависимой памяти.
Функциональная схема двухканального микропроцессорного измерителя типа 2ТРМ0 представлена на рисунке 4.
Прибор имеет два входа для подключения первичных преобразователей (датчиков), блок обработки данных, состоящий из измерителей физических величин и разности между ними и цифрового фильтра, а также светодиодный индикатор для отображения информации.
Рис. 4 – Функциональная схема прибора 2ТРМ0.
Электрическое питание микропроцессорного программируемого измерителя осуществляется переменным однофазным напряжением 220 В 50 Гц. Потребляемая мощность не более 6 ВА.
Преобразование сигнала в текущее цифровое значение измеряемой температуры производится в измерителе Т1.
Поскольку большинство датчиков температуры имеют нелинейную зависимость выходного сигнала от температуры в измерителях заложены таблицы коррекции показаний для всех типов датчиков, которые могут быть подключены к прибору.
Вычисленные прибором значения могут быть откорректированы пользователем с целью устранения начальной погрешности преобразования входных датчиков. Эти погрешности устраняются путем ввода корректирующих значений.
В приборе заложены два параметра, позволяющие осуществлять сдвиг и изменение наклона измерительной характеристики прибора на заданную величину. Сдвиг и изменение наклона измерительной характеристики представлены на рисунке 5.
Рис. 5 – Сдвиг и изменение наклона измерительной характеристики.К каждому вычисленному значению измеренной величины прибавляется значение, заданное программируемыми параметрами b1-1 и b2-1 для первого и второго каналов измерения соответственно. Эти параметры используются для компенсации погрешностей, вносимых сопротивлениями подводящих проводов (при подключении термопреобразователей сопротивления по двухпроводной схеме), а также при отклонении у термопреобразователя сопротивления значения R0 (R0 – сопротивление датчика при 0 °С).
Скорректированное «сдвигом» значение умножается на поправочный коэффициент, задаваемый программируемыми параметрами b1-2 и b2-2 для первого и второго каналов измерения соответственно. Этот коэффициент близок к единице и находится в пределах 0.900…1.100. Используется, как правило, для компенсации погрешностей самих датчиков, например, при отклонении значения W100 у термопреобразователя сопротивления (W100 - отношение сопротивления датчика при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С).
Для улучшения эксплуатационных качеств в блок обработки входных сигналов введен цифровой фильтр, позволяющий уменьшить влияние случайных помех на измерение контролируемых величин. Параметр b0-2, называемый полосой цифрового фильтра, позволяет защитить измерительный тракт от единичных помех.
Полоса фильтра задается в единицах измеряемой величины. Если полученное значение отличается от предыдущего на величину, большую, чем установлено в этом параметре, то прибором производятся повторные измерения, до тех пор, пока полученное значение не попадает в заданную полосу. В течение всего этого времени на цифровом индикаторе остается старое значение измеренной величины.
Графическое изображение принципа работы цифрового фильтра представлено на рисунке 6.
Рис. 6 – Полоса цифрового фильтра.
Вывод текущих значений измеряемой величины на цифровом индикаторе осуществляется в одном режиме: «0» - фиксированный Т1. На индикацию выводятся показания только первого канала измерения. Режим работы индикации задается при программировании функциональных параметров прибора путем установки соответствующего значения параметра b0-4.
Кнопка «ПРОГ» предназначена для входа в режим просмотра и установки параметров, а также для записи новых установленных значений в энергонезависимую память прибора.
Кнопки «▲» и «▼» предназначены при установке параметров для выбора и увеличения или уменьшения значения параметра. При удержании кнопки скорость изменения возрастает.
Вход в режим «УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ» осуществляется нажатием и удержанием кнопки «ПРОГ» более 6 с. Если в течение 20 с в режиме «УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ» не производится операций с кнопками, прибор автоматически возвращается в режим «РАБОТА».
Блок «ручной задатчик» РЗД-12 предназначен для выполнения операций ручной установки задания для регулирующего прибора РП4-Т.
Выходной сигнал задатчика – плавное изменение коэффициента деления потенциометра с сопротивлением 10 кОм. Задатчик представляет собой потенциометр, сопротивление на выходе которого изменяется от 0 до 10 кОм. Задатчик РЗД-12 мощности не потребляет.
На передней панели задатчика расположена ручка задания, с помощью которой, устанавливаются выходные сигналы, оцениваемые по шкале 0-100 %. Потенциометр откорректирован таким образом, что 20 % шкалы задатчика соответствуют ~ 20 °С, 50 % шкалы задатчика соответствуют ~ 80 °С, 80 % шкалы задатчика соответствуют ~ 115 °С.
Блок ручного управления БРУ-32 предназначен для переключения цепей управления исполнительными устройствами и индикации положений цепей управления.
Блок ручного управления БРУ-32 обладает следующими функциональными возможностями: ручное переключение с автоматического режима управления на ручной и обратно; кнопочное управление интегрирующими исполнительными механизмами; световая индикация выходного сигнала регулирующего устройства с импульсным выходным сигналом; определение положения регулирующего органа.
Коммутационная способность групп переключающих контактов реле и кнопок управления при активной нагрузке - постоянный ток до 0,25 А при напряжении до 34 В.
Электрическое питание блока ручного управления БРУ-32 осуществляется от пускателей, имеющих источники двухполупериодного выпрямленного напряжения со средним значением 24 В при токе 100 мА. Потребляемая мощность не превышает 2,5 ВA. Параметры питания индикаторов - напряжение постоянного тока 24 В, ток не более 10 мА.
Переключатель режимов предназначен для ручного переключения цепей управления. Нажатое и не нажатое положение переключателя имеют фиксацию. Нажатое, с поворотом против часовой стрелки, положение соответствует режиму управления «Автомат», не нажатое – режиму управления «Ручной».
Переключение реле может производиться также дистанционно. Переключающие группы контактов реле выведены на контакты разъема. После включения питания блока реле переходит в положение, определяемое замкнутой цепью дистанционного управления.
Блок содержит стрелочный указатель, осуществляющий индикацию аналоговых сигналов 0-5 мА.
Устройство регулирующее РП4-Т с импульсным выходным сигналом предназначено для формирования динамических свойств ПИ-закона регулирования системы, содержащей электрический исполнительный механизм постоянной скорости.
Функциональная схема регулирующего устройства РП4-Т представлена на рисунке 7.
 |
Рис. 7 – Функциональная схема устройства регулирующего РП4-Т.
Устройство выполнено по функциональной схеме, которая содержит:
1 – входной сумматор;
2 – демпфер;
3 – операционный усилитель-сумматор;
4 – трехпозиционный нуль-орган;
5 – инерционное звено отрицательной обратной связи;
6 – источник питания;
7 – задатчик.
Сигналы регулируемого параметра и задания поступают на входы сумматора 1, в котором происходит их алгебраическое суммирование и формируется сигнал рассогласования ε.
Сигнал рассогласования поступает на демпфер 2, представляющий собой инерционное RC-звено с регулируемой постоянной времени демпфирования Тф.
С выхода демпфера 2 сигнал рассогласования поступает на вход операционного усилителя-сумматора 3, с выхода которого поступает на вход трехпозиционного нуль-органа 4, имеющего регулируемую зону нечувствительности ∆. При сигнале рассогласования, превышающем порог срабатывания устройства регулирующего, нуль-орган срабатывает и скачком подает сигнал в цепь отрицательной обратной связи, представляющей активное инерционное RC-звено 5, и на выходные ключи, коммутирующие цепи внешней нагрузки. При срабатывании соответствующего полярности сигнала рассогласования ключа, на выходе появляется напряжение.
При отключенной цепи отрицательной обратной связи устройство представляет собой трехпозиционный нуль-орган с гистерезисом.
Характеристика регулирующего устройства РП4-Т при отключенной цепи обратной связи представлена на рисунке 8.
Рис. 8 – Характеристика устройства регулирующего РП4-Т
при отключенной цепи обратной связи.
При включенной цепи отрицательной обратной связи и сработанном состоянии нуль-органа 4 сигнал отрицательной обратной связи на выходе инерционного звена 5 начинает плавно увеличиваться и компенсировать сигнал рассогласования на выходе операционного усилителя-сумматора 3. Сигнал на входе нуль-органа 4 плавно уменьшается до порога отпускания, после чего нуль-орган отключается, сигналы на выходе устройства и на входе отрицательной обратной связи скачком уменьшаются до нуля.