Блок динамического преобразования с автоподстройкой типа Д06
Общие сведения
Блок динамического преобразования с автоподстройкой типа Д06 предназначен для применения в схемах автоматического регулирования различных технологических процессов.
Блок входит в состав унифицированного комплекса приборов и средств автоматизации "Каскад-2" и используется в химической и пищевой промышленности, теплоэнергетике и нефтепереработке, в черной и цветной металлургии, коммунальном хозяйстве. С помощью блока регулируются следующие параметры: уровень, температура, давление и разрежение, скорости вращения и перемещения, концентрация вещества. Д06:
Д - назначение: для динамического преобразования;
06 - номер модификации.
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха от 5 до 50°С.
Относительная влажность воздуха 80% при температуре 35°С и более низких температурах.
Атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (640-800 мм рт. ст.).
Вибрация мест крепления с амплитудой не более 0,1 мм с частотой не более 25 Гц.
Напряженность внешнего магнитного поля не более 400 А/м.
Амплитуда напряжения продольной помехи (помехи, действующей между корпусом блока и входной цепью) переменного тока не более 1000 В.
Действующее значение поперечной помехи переменного тока частотой питания 1% номинального диапазона изменения входного сигнала.
Примеси агрессивных паров и газов в окружающем воздухе должны отсутствовать.
Блок выпускается в следующих исполнениях:
Обыкновенное для общепромышленного применения в климатических условиях УХЛ 4.2 для районов с умеренным и холодным климатом в лабораторных, жилых, капитальных закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других подобного типа помещениях по ГОСТ 15150-69.
Атомное для использования на АЭС, климатическое исполнение УХЛ 4.2.
Экспортное для климатических условий УХЛ 4.2 и О4.1 всех районов на суше, кроме районов с очень холодным климатом, в помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом. Блоки устойчивы к воздействию плесневых грибов при размещении в помещениях категории 4.
Блоки рассчитаны на утопленный монтаж на вертикальной панели щита управления в закрытом взрывобезопасном и пожаробезопасном помещении. В сильно запыленных помещениях рекомендуется организовать работу блоков под поддувом путем подвода чистого сухого сжатого воздуха во внутреннюю полость через штуцер на задней стенке корпуса блока.
Электрические соединения блоков с другими элементами системы автоматического регулирования и контроля выполняются в виде кабельных связей или в виде жгутов вторичных цепей. Прокладка и разделка кабеля и жгутов должна отвечать требованиям действующих "Правил устройства электроустановок потребителей" (ПУЭ). Допускается непосредственное присоединение кабельных жил к коммутационным зажимам клеммной колодки блока.
Рекомендуется выделять в отдельные кабели: входные цепи;
выходные цепи; цепи питания. Кабель входных цепей при необходимости может быть экранирован заземленной стальной трубкой.
Сопротивление изоляции между отдельными жилами и между каждой жилой и землей для внешних силовых входных и выходных цепей должно составлять не менее 40 МОм при испытательном напряжении 500 В.
Для каждого блока должно быть обеспечено надежное заземление шасси и корпуса (через специальный винт на задней стенке блока).
Блок соответствует требованиям ТУ 25-02.050185-82 (обыкновенное исполнение), ТУ 25-02.АД1.050185-83 (атомное исполнение) и ТУ 25-02.ЭД1.050185-85 (экспортное исполнение).
Нормативно-технический документ
ТУ 25-02.АД1.050185-83
Технические характеристики
Блок выполняет следующие функции:
преобразование сигнала в выходной непрерывный электрический сигнал по одному из законов - пропорциональному (П), дифференциальному (Д), апериодическому (А) или интегральному (И);
аналоговую и дискретную трехступенчатую автоподстройку коэффициента пропорциональности и постоянной времени;
демпфирование входного сигнала;
гальваническое разделение аналоговых входных сигналов постоянного тока по двум независимым каналам;
суммирование и масштабирование аналоговых входных сигналов постоянного тока.
Блок состоит из трех функциональных модулей:
Д006.1 - модуль динамического преобразования с автоподстройкой, выполняемые функции: динамическое преобразование сигнала по одному из законов - П, Д, А или И, аналоговая и дискретная трехступенчатая автоподстройка коэффициента пропорциональности и постоянной времени;
демпфирование входного сигнала.
А001.1 - модуль гальванического разделения и суммирования сигналов. Выполняемые функции: гальваническое разделение аналоговых сигналов постоянного тока по двум независимым каналам; суммирование и масштабирование сигналов по третьему каналу.
ИПС01 - модуль источника питания.
Питание блока осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В частотой (50+1) Гц либо (60+2) Гц.
Допустимое отклонение напряжения питания от плюс 10 до минус 15%.
Мощность, потребляемая каждым блоком от сети, не более 15 В·А.
Номинальные диапазоны изменения входных сигналов постоянного тока, входные сопротивления, масштабные коэффициенты передачи по каждому из входов и их допустимое отклонение соответствуют значениям, приведенным в табл. 1.
Таблица 1
| Обозначение входного сигнала | Номинальный диапазон изменения входного сигнала | Входное сопротивление, Ом | Масштабный коэффициент передачи | ||
| Обозначение | Значение | Допустимое отклонение, % | |||
| Х01 | 0 – плюс 10 В | >104 | – | – | – |
| Х02 | |||||
| Хdk | |||||
| ХdТ | |||||
| Хd | |||||
| Х11 | Один из диапазонов по выбору: 0 – плюс 5 мА | <250 | a 11 | 1 | ±2 |
| Плюс 4 – плюс 20 мА | <100 | ±5 | |||
| 0 – плюс 20 мА | |||||
| 0 – плюс 10 В | >104 | ±2 | |||
| Х21 | Один из диапазонов по выбору: 0 – плюс 5 мА | <250 | a 21 | 1 | |
| Плюс 4 – плюс 20 мА | <100 | a 31 | ±5 | ||
| 0 – плюс 20 мА | a 21 | ||||
| 0 – плюс 10 В | >104 | ±2 | |||
| Х31 | a 31 | 0–1 | ±5 | ||
| Х32 | a 32 | ||||
| Х33 | Один из диапазонов по выбору: 0 – плюс 5 мА | <250 | a 33 | 1 | |
| плюс 4 – плюс 20 мА | <100 | ||||
| 0 – плюс 20 мА | |||||
| 0 – плюс 10 В | >104 | ||||
| Примечания: 1. Полный диапазон изменения всех входных сигналов, перечисленных в табл. 1, кроме сигнала Xd составляет от минус 100 до плюс 100% номинального значения. | |||||
Номинальные значения выходных сигналов постоянного тока и сопротивления нагрузки должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 2.
Таблица 2
| Обозначение выходного сигнала | Номинальный диапазон изменения выходного сигнала | Сопротивление нагрузки, кОм |
| Y01 | 0–10 В постоянного тока | ? 2 |
| Y02 | ||
| Y03 | ||
| Y1 | ||
| Y2 | ||
| Y3 | ||
| Примечание. Полный диапазон изменения всех аналоговых выходных сигналов, перечисленных в табл. 2, составляет от минус 100 до плюс 100% номинального значения. | ||
Пульсация выходных сигналов составляет не более 0,5% номинального диапазона их изменения.
Диапазон аналоговой подстройки коэффициента пропорциональности К от 0,1 до 1. Отклонение К от установленного значения не более + 20%.
Диапазон изменения значений коэффициента пропорциональности К от 0,1 до 1. Отклонение К от установленного значения не более + 20%.
Диапазон аналоговой подстройки постоянной времени Т от 5 до 1000 с в пределах одного из поддиапазонов: 5-50; 10-100; 20-200; 50-500;
100-1000 с. Отклонение Т от установленного значения не более + 30%.
Диапазон изменения постоянных времени Т от 5 до 1000 с в пределах одного из поддиапазонов: 5-50; 10-100; 20-200; 50-500;
100-1000 с. Отклонение Т от установленного значения не более + 30%.
Диапазоны изменения коэффициентов 1, 2, определяющих уровень управляющего сигнала Хд, необходимый для перехода соответственно с первой ступени на вторую и со второй ступени на третью при дискретной автоподстройке, составляют:
для 2 от 0 до 100% номинального диапазона изменения сигнала Хд;
для 1 от 0 до 100% установленного значения коэффициента 2. Отклонение коэффициентов 1, 2 от установленного значения не более +10%.
Диапазон изменения постоянной времени демпфера Тд от 0 до 22 с. Отклонение Тд от установленного значения не более + 40%.
Диапазон изменения коэффициента пропорциональности К3 по входам Х31, Х32, Х33 от 0,2 до 5. Отклонение К3 от установленного значения не более + 10%.
Электрическая изоляция между цепями питания и корпусом блока при температуре окружающего воздуха (293+5)К и относительной влажности от 30 до 80% выдерживает напряжение переменного тока 1 кВ практически синусоидальной формы частотой питания.
Электрическое сопротивление изоляции следующих цепей при нормальных условиях не менее 40 МОм:
цепей питания, входных и выходных цепей относительно корпуса блока;
цепей питания относительно входных и выходных цепей;
входных цепей входов Х11, Х21 и q между собой и относительно выходных и остальных входных цепей блока.
Габаритные размеры блока 160x60x493 мм (без учета коммутационной колодки и кнопки замка). Масса блока не более 5 кг.
Вероятность безотказной работы блока за 2000 ч наработки не менее 0,96, по функции динамического преобразования с автоподстройкой и функции гальванического разделения и суммирования не менее 0,98.
Гарантийный срок - 1,5 года со дня ввода блока в эксплуатацию при условии, что срок хранения блока не превысил 6 мес со дня изготовления прибора.
Конструктивно блок (рис. 1) состоит из шасси, жестко связанного с передней панелью, и сварного корпуса. На шасси установлены три функциональных модуля.
Блок динамического преобразования типа Д06:
а - общий вид, габаритные и установочные размеры;
1 - передняя панель;
2 - шасси;
3 - сварной корпус;
4 - крепежная рама;
5 - кнопка замка;
6 - штуцер для подвода сжатого воздуха;
7 - винты крепления;
8 - колодка с коммутационными зажимами;
9 - винт для подключения контура заземления;
б - разметка отверстия на щите управления для крепления блока
Примечание. Минимальные расстояния между осями соседних блоков на панели щита управления составляют:
по вертикали 70 мм;
по горизонтали 195 мм.
Корпус блока рассчитан на щитовой утопленный монтаж на вертикальной плоскости. Крепление корпуса к щиту осуществляется рамой, которая с помощью винтов прижимает обечайку корпуса к наружной стороне щита. На задней стенке корпуса размещена колодка с тридцатью коммутационными зажимами, к которым "под винт" подключаются внешние электрические соединения блока. Штуцер служит для подвода сжатого воздуха во внутреннюю полость корпуса при работе в запыленных помещениях. С помощью винта осуществляется заземление корпуса.
Органы настройки и контроля блока расположены на боковых панелях модулей внутри корпуса с правой стороны шасси. Доступ к этим панелям обеспечивается при частичном выдвижении шасси из корпуса. Электрические связи шасси с клеммной колодкой обеспечиваются при этом гибким кроссом, оканчивающимся на стороне шасси штепсельными разъемами. Для полного извлечения блока из корпуса необходимо обесточить блок, затем нажать на защелку замка в нижней части шасси, полностью выдвинуть шасси и разъединить штепсельные разъемы.
Электрические связи модулей друг с другом и со штепсельными разъемами осуществляются с помощью жгута. С боковых сторон шасси закрывается съемными защитными металлическими крышками. На правой крышке расположено окно, открывающее доступ к панелям органов настройки и контроля блока.
Принципиальная структурная схема блока приведена на рис. 2.
Принципиальная структурная схема блока:
1 - модуль А001.1;
2, 3 - усилители-модуляторы соответственно двух независимых каналов гальванического разделения сигналов постоянного тока;
4 - сумматор;
5, 6 - гальванические разъединители каналов;
7 - генератор;
8, 9 - демодуляторы;
10 - узел формирования T;
11 - модуль Д006.1;
12 - динамический преобразователь;
13 - узел формирования K;
14, 15 - широтно-импульсные модуляторы;
16 - источник опорного напряжения;
17 - логическое устройство;
18 - источник питания ИПС01
Модуль Д006.1 содержит следующие функциональные узлы: динамический преобразователь, узлы формирования К и Т, широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), логическое устройство, источник опорного напряжения.
Динамический преобразователь осуществляет динамическое преобразование сигнала постоянного тока, реализуя функциональные зависимости, по П-, Д-, А-, И-законам.
Узлы формирования К и Т вместе с ШИМ формируют коэффициент пропорциональности К и постоянную времени Т в зависимости от сигналов постоянного тока Хак и Ха, управляющих подстройкой.
Логическое устройство осуществляет переход с одной ступени на другую под воздействием управляющего сигнала Х2.
Источник опорного напряжения питает цепи установки уровней дискретной подстройки (органы 1, 2) и органов установки К и Т.
Модуль А001.1 имеет два независимых канала гальванического разделения сигналов постоянного тока, каждый из которых содержит следующие функциональные узлы: усилитель-модулятор, демодулятор-усилитель, гальванический разделитель.
Кроме того, модуль содержит дополнительный канал, состоящий из сумматора, а также узел генератора.
Усилители-модуляторы воспринимают входные сигналы соответственно Х11; Х21 и преобразуют их в сигналы напряжения переменного тока.
Гальванические разделители осуществляют пропорциональное преобразование выходных сигналов усилителей-модуляторов в гальванически изолированные сигналы напряжения переменного тока той же частоты.
Демодуляторы-усилители преобразуют выходные сигналы гальванических разделителей в сигнал напряжения постоянного тока и формируют гальванически изолированные от входов Х11; Х21 выходные сигналы постоянного тока соответственно Y1; Y2.
Сумматор осуществляет суммирование и масштабирование сигналов постоянного тока Х31, Х32, Х33. Сумматор содержит узлы установки масштабных коэффициентов 31, 32 и коэффициента ропорциональности К3.
Генератор формирует напряжение переменного тока практически прямоугольной формы для коммутации ключей модуляторов и демодуляторов, а также напряжения постоянного тока, гальванически изолированные от общего питания модуля, для питания усилителей-модуляторов.
На схеме внешних соединений блока, представленной на рис. 3, входные сигналы Х01, Х02 узлов формирования К, Т и динамического преобразователя подаются на выводы соответственно 18 и 27 относительно общей точки (вывод 30). Выходные сигналы Y01 и Y02 (узла формирования К и узла формирования Т с динамическим преобразователем) снимаются с выводов 29 и 25 соответственно. Узлы формирования К, Т и динамический преобразователь являются двуполярными устройствами.
Схема внешних соединений блока
Примечания: 1. Для каждого из узлов преобразования полярности выходных сигналов Y; Z, указанные вне скобок (в скобках), соответствуют полярностям входных сигналов X; q, указанным также вне скобок (в скобках).
2. Неиспользуемые входы должны быть закорочены.
3. При использовании дискретного сигнала q в (А-, И-законах преобразования) промежуточный выход Z (0; +10 В) соединяется со входом Xо, либо с одним из входов X11; X21 для гальванического разделения.
4. Вход X03 и выход Y03 (номинальные диапазоны сигналов 0-10 В) используются для коммутации при формировании различных законов преобразования.
5. При использовании сигнала 4-20 мА рекомендуется подключить на тот же вход встречно-параллельно токовый сигнал 4 мА.
Управляющий сигнал дискретной автоподстройки Хд, подается на выводы 26, 28, объединенные перемычкой, относительно вывода 30.
Сигнал Хд является однополярным и имеет знак "плюс" относительно общей точки.
Управляющие сигналы аналоговой автоподстройки Хак и Ха подаются на выводы 22 и 24 соответственно относительно вывода 30.
Входные сигналы Х11 и Х21 модуля гальванического разделения подаются на выводы 11, 13 и 12, 14 соответственно. Выходные сигналы модуля А001.1 Y1 и Y2 снимаются с выводов 15 и 16 соответственно относительно общей точки (вывод 4).
Каналы гальванического разделения являются двуполярными устройствами.
Входные сигналы сумматора модуля А001.1 Х31, Х32 и Х33 подаются на выводы 7, 8 и 10 соответственно относительно вывода 4.
Выходной сигнал сумматора Y3 снимается с вывода 9 относительно вывода 4. Сумматор является двуполярным устройством, причем полярность выходного сигнала Y3 противоположна полярности входных сигналов Х31, Х32, Х33 относительно общей точки.
Дискретный входной сигнал q подается на выводы 17, 19.
Выходной дискретный сигнал Z снимается с выводов 21, 19.
В случае использования дискретного сигнала q при апериодическом законе преобразования промежуточный выход Z (0; + 10 в) соединяется со входом Х01 либо со входом гальванического разделения Х21 (или Х11).
На схеме, представленной на рис. 4, приведены варианты включения блока при формировании различных законов преобразования.
Схемы соединения цепей входных сигналов Xо и выходных сигналов Yо для формирования различных законов преобразования:
а - пропорционального;
б - дифференциального;
в - апериодического;
г - интегрального без узла формирования K;
д - интегрального с узлом формирования K
В пропорциональном (П) законе (рис. 4, а) входной сигнал Х01 подается на вывод 18 относительно вывода 30.
Выходной сигнал Y01 снимается с вывода 29 относительно вывода 30.
В Д-законе (рис. 4, б) устанавливаются перемычки между выводами 18, 20 и между выводами 23, 25. Входной сигнал Х32 подается на вывод 27 относительно вывода 30.
Выходной сигнал Y01 снимается с вывода 29 относительно вывода 30.
В А-законе (рис. 4, в) устанавливаются перемычки между выводами 27, 29 и между выводами 23, 25.
Входной сигнал Х01 подается на вывод 18 относительно вывода 30. Выходной сигнал Y02 снимается с вывода 25 относительно вывода 30.
В И-законе может быть два варианта включения: основной без узла формирования К (рис. 4, г) и с узлом формирования (рис. 4, д).
В первом варианте входной сигнал Х02 подается на вывод 27 относительно вывода 30.
Выходной сигнал Y02 снимается с вывода 25 относительно вывода 30. Между выводами 23 и 30 устанавливается перемычка.
Во втором варианте устанавливаются перемычки между выводами 23, 30 и между выводами 27, 29. Входной сигнал Х01 подается на вывод 18 относительно вывода 30.
Выходной сигнал Y02 снимается с вывода 25 относительно вывода 30.
Все неиспользуемые входы блока по напряжению должны быть закорочены перемычками, неиспользуемые универсальные входы Х11, Х21, Х33 оставляются свободными.
Схемы подключения входных сигналов для аналоговой автоподстройки параметров показаны на рис. 5, а, а для дискретной автоподстройки - на рис 5, б. Здесь сигналы Х11, подвергаемый динамическому преобразованию, и Х21, управляющий автоподстройкой, гальванически отделены друг от друга и от выходной цепи. Дополнительно соединяются цепи в соответствии с рис. 4 для формирования требуемого закона преобразования.
Схемы соединения входных цепей:
а - для аналоговой автоподстройки параметров с использованием внутреннего сумматора для формирования диапазона изменения Xак, Xа:
Xак(Xа)=31K3X21;
Примечание.
X11 - сигнал, подвергаемый динамическому преобразованию;
X21 - сигнал, управляющий подстройкой.
б - при подключении сигнала для дискретной автоподстройки параметров;
в - для установки начальных условий интегратора в И-законе с использованием внутреннего сумматора и внешнего источника опорного напряжения (K3=1)
Примечание. Подключение остальных цепей на рис. 5, а-в в производится в соответствии со схемой внешних соединений, представленной на рис. 3.
Ввод 6 блока используется для установки начальных условий интегратора в И-законе преобразования. Пример установки начальных условий приведен на схеме, представленной на рис. 5, в.
Источник опорного напряжения 10 В (например, от блоков Р17, Р27;
А 05; Л 03) подключается к выводам 10, 30 блока, а к выводам 6, 9, 10 - ключ S.
Переводя на некоторое время ключ S в положения 1 и 2, можно установить необходимое начальное значение выходного сигнала блока в И-законе преобразования, причем, когда ключ находится в положении 1, выходной сигнал Y02 увеличивается, если ключ S в положении 2 - сигнал Y02 уменьшается.
В комплект поставки входят: блок в объеме, оговоренном в заказе, паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации, ЗИП.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
