АСУ двухстадийного дробления замкнутого цикла (стр. 5 из 6)
Для данной системы П – регулятор неприменим, т. к. ФЧХ никогда не будет равняться -180.
ПИ:
R(p)=s1+
ωр = 0.8 ωп ,
Используя программу MatLab для решения системы получаем следующие коэффициенты:
S1 = 0.1243,
S0 =0.0209.
Рис. 5.2. Переходный процесс системы с ПИ – регулятором.
ПИД:
R(p)=s1+
S2 = 1,
S1 = 1.6453,
S0 =0.0211.
Рис. 5.3. Переходный процесс системы с ПИД – регулятором.
Из переходных процессов видно, что наиболее оптимальным является ПИД – регулятор, т. к. у него меньше перерегулирование и меньше время переходного процесса.
6. Подключение датчиков к контроллеруУстройство управления для данной системы реализуем на базе контроллера ROBO 3140, на который в этом случае возлагаются функции сбора информации о текущей производительности подсистем дозирования, обработки полученной информации и выдачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы. Характеристики контроллера приведены в таблице 1.
Таблица 1. ROBO 3140
| Конструкция | Пластиковый корпус | |
| Вид монтажа | Монтаж на DIN рейку; Монтаж на стене | |
| Процессор | ||
| Тип процессора | AMD188ES | |
| Максимальная частота процессора | 40МГц | |
| Память | ||
| Оперативная память | Максимальный объем | 256кб |
| Установлено | 256кб | |
| Энергонезависимая память | Максимальный объем | 2кб |
| Установлено | 2 | |
| Тип | EEPROM | |
| Электронный диск | Установлено | 512кб |
| Максимальный объем | 512кб | |
| Тип | Flash | |
| Интерфейс | ||
| Последовательный интерфейс | Тип | 2xRS232; RS485; RS232/RS485 |
| Максимальная скорость | 115200бит/сек | |
| Разъемы | DB9; Винтовые клеммы | |
| Таймеры | ||
| Часы реального времени | Да | |
| Сторожевой таймер | 1.6сек | |
| Разъемы | ||
| Разъемы | Питания | Винтовые клеммы |
| Другие | DB9 Винтовые клеммы | |
| Управление и индикация | ||
| Индикаторы | Светодиоды | |
| Питание | ||
| Напряжение питания | +10...+30В | |
| Потребляемая мощность | 3Вт | |
| Программное обеспечение | ||
| Программное обеспечение | Операционная система | DOS |
| Системное | Библиотека программирования | |
| Инструментальная система | GoodHelp | |
| Условия эксплуатации | ||
| Условия эксплуатации | Температура | -20..+75°С |
| Размеры и вес | ||
| Размеры | Ширина | 72мм |
| Высота | 122мм | |
| Глубина | 25мм | |
| Вес | 0.2кг | |
Для ввода информации в контроллер, учитывая, что выходной сигнал с датчиков производительности подсистем дозирования является аналоговым и изменяется в пределах 0..5 мА, выбираем модуль I-7012 (по одному на каждый контур дозирования), характеристики которого представлены в таблице 2. В этом случае подключение осуществляется через внешний резистор 125 Ом.
Таблица 2. Модуль I-7012
| Конструкция | Модуль с последовательным интерфейсом; Монтаж на DIN рейку; Пластиковый корпус | |
| Интерфейс | ||
| Интерфейс | Тип | RS-485 |
| Скорость передачи данных | 1200бит/сек; 2400бит/сек; 4800бит/сек; 9600бит/сек; 19200бит/сек; 38400бит/сек; 57600бит/сек; 115200бит/сек | |
 Максимальная длина линии связи | 1200м (Сегмент) | |
| Протокол передачи данных | Совместим с протоколом ADAM-4000 | |
| Макс. количество модулей в сети | 2048 | |
| Аналоговый ввод | ||
| Каналов аналогового ввода | Всего | 1 |
| Дифференциальных | 1 | |
| Диапазоны входного сигнала | Биполярного, по напряжению | -0.15..+0.15В; -0.5..+0.5В; -1..+1В; -5..+5В; -10..+10В |
| Биполярного, по току | -20..+20мА | |
| Входное сопротивление | При измерении напряжения | 20МОм |
| При измерении тока | 150Ом (Внешний резистор) | |
| Вход | Токовый шунт | Внешний; 150 Ом |
| Перегрузка по входу | 35В | |
| Полоса пропускания | 5.24Гц | |
| АЦП | Разрядность | 24бит |
| Частота выборки | 10выборок/сек | |
| Тип преобразования | Сигма-дельта преобразование | |
| Режимы запуска | Встроенный генератор | |
| Гальваническая изоляция | 3000В | |
| Погрешность | -0.05..+0.05% | |
| Коэффициент подавления помехи общего вида | 86дБ (50/60Гц) | |
| Коэффициент подавления помехи нормального вида | 100дБ (50/60Гц) | |
| Температурный дрейф нуля | 20мкВ/°C | |
| Дискретный ввод | ||
| Каналов дискретного ввода | Всего | 1 |
| Без изоляции | 1 | |
| Входное напряжение | Логический 0 | 0..+1В |
| Логическая 1 | +3.5..+30В | |
| Дискретный вывод | ||
Каналов  дискретного вывода | Всего | 2 |
| Открытый коллектор, без изоляции | 2 | |
| Коммутируемый ток | Постоянный | 30мА |
| Коммутируемое напряжение | Постоянное | 30В |
| Рассеиваемая мощность | 300мВт | |
| Таймеры/счетчики | ||
| Таймеры/счетчики | Всего | 1 (Счетчик событий) |
| Входная частота | Измерение частоты | 0..50Гц |
| Процессор | ||
| Встроенный процессор | Совместим с 8051 | |
| Сторожевой таймер | ||
| Сторожевой таймер | Да | |
| Разъемы | ||
| Разъемы | Винтовые клеммы | |
| Питание | ||
| Напряжение питания | +10...+30В | |
| Потребляемая мощность | 1.3Вт | |
| Условия эксплуатации | ||
| Условия эксплуатации | Температура | -20..+75°С |
| Размеры, вес | ||
| Размеры | Длина | 122мм |
| Ширина | 72мм | |
| Высота | 25мм | |
В качестве исполнительного механизма в данном случае используются АД, управление которым осуществляется посредством АИН который в свою очередь управляется ШИМ через специальную микросхему драйвер IR2235S. В соответствии с этим выбран модуль I-7066, характеристики которого приведены в таблице 3.
Таблица 3. Модуль I-7066
| Интерфейс | ||
| Интерфейс | Тип | RS-485 |
| Скорость передачи данных | 1200бит/сек; 2400бит/сек; 4800бит/сек;  9600бит/сек; 19200бит/сек; 38400бит/сек; 57600бит/сек; 115200бит/сек | |
| Максимальная длина линии связи | 1200м (Сегмент) | |
| Протокол передачи данных | Совместим с протоколом ADAM-4000 | |
| Макс. количество модулей в сети | 2048 | |
| Дискретный вывод | ||
| Каналов дискретного вывода | Всего | 7 |
| Твердотельное реле (SSD) | 7 | |
| Гальваническая изоляция | 5000В | |
| Реле | Максимальный коммутируемый ток, постоянный | 0.13А@350В |
| Максимальный коммутируемый ток, переменный | 0.13А@350В | |
| Время включения | 0.7мс | |
| Время выключения | 0.05мс | |
| Процессор | ||
| Встроенный процессор | Совместим с 8051 | |
| Сторожевой таймер | ||
| Сторожевой таймер | Да | |
| Разъемы | ||
| Разъемы | Винтовые клеммы | |
| Питание | ||
| Напряжение питания | +10...+30В | |
| Потребляемая мощность | 0.5Вт | |
| Условия эксплуатации | ||
| Условия эксплуатации | Температура | -20..+75°С |
| Размеры, вес | ||
| Размеры | Длина | 122мм |
| Ширина | 72мм | |
| Высота | 25мм | |
Таким образом, функциональная схема устройства управления будет иметь вид, представленный на рис. 6.1. 
Рис. 6.1. Функциональная схема устройства управления.
Электрическая схема подключения датчика ВК-2М к модулю I-7012 представлена на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Схема подключения датчика производительности к модулю I-7012.
Электрическая схема подключения привода питателя к модулю I-7066 представлена на рис. 6.3
