Блок регулирующий аналоговый с импульсным выходом и автоподстройкой параметров типа Р 28
Общие сведения
Блок Р 28 предназначен для применения в схемах автоматического регулирования технологических параметров в различных отраслях промышленности. Р 28:
Р - регулятор;
28 - типоисполнение по виду выходного сигнала.
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха от 5 до 50°С.
Относительная влажность воздуха до 80% при температуре до 35°С.
Атмосферное давление от 84 до 106,7 Па (632- 800 мм рт.ст.).
Амплитуда вибрации мест крепления и коммутации не более 0,1 мм, частотой не более 25 Гц.
Напряженность внешнего магнитного поля частотой питания не более 400 А/м.
Амплитуда напряжения продольной помехи (помехи, действующей между корпусом блока и входной цепью) переменного тока частотой питания не более 100 В.
Действующее значение поперечной помехи (помехи, приложенной ко входу) переменного тока частотой питания в процентах номинального диапазона изменения входного сигнала не более 1.
Примеси агрессивных паров и газов в окружающем воздухе должны отсутствовать.
Блок соответствует требованиям: обыкновенное исполнение - ТУ 25-02.050237-83; атомное - ТУ 25-02.АД1.050237-83; экспортное - ТУ 25-02.ЭД1.050237-85.
Нормативно-технический документ
ТУ 25-02.050237-83;ТУ 25-02.АД1.050237-83;ТУ 25-02.ЭД1.050237-85
Напряжение питания, В - 220
Частота, Гц - 50+1; 60+1
Число фаз питающей сети - 1
Допустимое отклонение питающего напряжения, % - -5...+10
Потребляемая мощность, В·А, не более - 18
Номинальные диапазоны изменения входных сигналов и масштабные коэффициенты передачи по каждому из входов должны соответствовать 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, % | |||
| Х1 | 0–5 мА | <100 | – | 1 | ±2 |
| Х2 | a 2 | 0–1 | |||
| Х3 | a 3 | ||||
| Х4 | 0–10 В | >104 | a 4 | ±5 | |
| Х5 | – | 1 | |||
| Х01 | – | – | |||
| Х04 | |||||
| Х05 | 0–5 мА | <450 | 1 | ||
| Х06 | 0–10 В | >104 | |||
| Ха#А | |||||
| Ха#Т | |||||
| Хд | |||||
Выходные сигналы блока: Z1 - импульсы двухполупериодного напряжения постоянного тока от внутреннего источника блока или изменения одного из двух выходных ключей, В - 24+2,4
Z2 - импульсы напряжения постоянного тока, В - -(10-15); +(10-15)
Параметры нагрузки: характер нагрузки активно-индуктивный: индуктивная составляющая - Не лимитируется
активная составляющая, Ом, не менее - 100
характер нагрузки активный, кОм, не менее - 10
Диапазон изменения зоны нечувствительности, % номинального диапазона изменения входного сигнала - (0,2+0,04)...(2+0,8)
Диапазон аналоговой подстройки коэффициента передачи, с/% - (1+0,2)...(10+2)
Диапазон изменения коэффициента передачи п, с/% - (1+0,2)...(10+2)
Диапазон аналоговый подстройки постоянной времени интегрирования tи соответствуют исполнению блока и установленному поддиапазону изменения значения tи согласно табл. 2.
Таблица 2
| Исполнение блока | Номинальные значения поддиапазона изменения постоянной времени интегрирования t и, с | |||
| 1 | 20–200 | 50–500 | 100–1000 | 200–2000 |
| 2 | 5–50 | 10–100 | 20–200 | 50–500 |
Диапазон изменения постоянной времени интегрирования tи соответствует исполнению блока и установленному поддиапазону изменения tи согласно табл. 2.
Отклонения диапазона аналоговой подстройки и диапазона изменения постоянной времени интегрирования, % номинального значения, не более - 30
Диапазоны изменения коэффициентов 1, 2, определяющих уровень управляющего сигнала Хд: для 1, % установленного значения коэффициента 2 - 0...(100+10)
для 2, % номинального диапазона изменения сигнала Хд - 0...(100+10)
Минимальная длительность интегральных импульсов выходных сигналов при минимальном значении коэффициента передачи, с, не менее - 0,08
Максимальная длительность интегральных импульсов выходных сигналов при максимальном значении коэффициента передачи, с, не менее - 0,5
Диапазон изменения постоянной времени демпфирования, с - 0...(10+4)
Диапазон изменения сигнала корректора, % номинального диапазона изменения входного сигнала - -100...+100
Допустимое отклонение верхнего граничного значения сигнала корректора, %, не более - 4
Разрешающая способность установки сигнала корректора от верхнего граничного значения этого сигнала, %, не более - 0,1
Номинальный диапазон изменения сигнала отклонения, В - 10
Нелинейность зависимости сигнала отклонения от входного сигнала, % номинального диапазона изменения сигнала отклонения - 0,5
Электрическая изоляция между цепями питания и корпусом блока при температуре окружающего воздуха (20+5)°С и влажности до 80% выдерживает в течение 1 мин напряжение переменного тока частотой от 45 до 65 Гц, В: цепей питания относительно входных и выходных цепей и корпуса блока - 1500
входных и выходных цепей относительно корпуса блока - 500
цепей выхода Z1 относительно входных и остальных выходных цепей - 100
цепей входов Х1-Х4 между собой и относительно выходных и остальных входных цепей - 100
Электрическое сопротивление изоляции следующих цепей при нормальных условиях, Ом, не менее: цепей питания относительно корпуса блока; цепей питания относительно входных и выходных цепей; входных и выходных цепей относительно корпуса блока; цепей выхода Z1 блока относительно входных цепей и остальных выходных цепей; цепей входов Х1-Х4 между собой и относительно выходных цепей и остальных входных цепей блока - 40
Вероятность безотказной работы блока за время 2000 ч, не менее - 0,97
Масса блока, кг, не более - 5
Блок выполняет следующие функции:
суммирование унифицированных входных сигналов постоянного тока;
введение информации о заданном значении регулируемой величины, формирование и усиление сигнала отклонения регулируемой величины от заданного значения;
формирование выходного сигнала для воздействия на управляемый процесс;
аналоговую, дискретную или аналого-дискретную трехступенчатую автоподстройку коэффициента передачи и постоянной времени интегрирования;
масштабирование входных сигналов;
демпфирование сигнала отклонения;
гальваническое разделение входных и выходных цепей, а также входных цепей друг от друга;
индикацию выходного сигнала;
введение запрета на управление нагрузкой.
Конструктивно блок состоит из шасси, жестко связанного с передней панелью, и сварного корпуса (рис. 1).
Общий вид, габаритные и установочные размеры блока Р 28:
1 - передняя панель;
2 - шасси;
3 - сварной корпус;
4 - рама;
5 - кнопка замка;
6 - винт;
7 - колодка с зажимами;
8 - винт для заземления;
I - разметка отверстия под крепление блока;
II, III - минимальные расстояния между осями блоков
195 и 70 мм соответственно
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 внутри корпуса с правой стороны шасси. Доступ к этим панелям обеспечивается при частичном выдвижении шасси из корпуса. Для этого необходимо утопить кнопку замка, расположенную в нижней части передней панели, после чего потянуть шасси на себя до упора. Электрические связи шасси с клеммной колодкой обеспечиваются при этом гибким кроссом, оканчивающимся на стороне шасси штепсельным разъемом. 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.
Шасси блока объединяет три конструктивно-функциональных модуля: регулирующий модуль с импульсным выходом и с автоподстройкой Р 028.1, измерительный модуль И 001.1 и источник питания ИПС 01.1. Электрические связи модулей друг с другом и со штепсельными разъемами осуществляются с помощью жгута.
На передней панели блока расположены световые индикаторы выхода. боковых сторон шасси закрывается съемными защитными металлическими крышками. На правой крышке расположено окно, открывающее доступ к панелям органов настройки и контроля блока.
На лицевой панели модуля регулирующего с импульсным выходом и с автоподстройкой Р 028.1 расположены следующие органы настройки и контроля (рис. 2):
орган плавного изменения зоны нечувствительности ( D);
орган плавного изменения длительности импульсов (tи);
органы плавного изменения масштабных коэффициентов, определяющих уровень управляющего сигнала Хд, необходимый для перехода соответственно с первой ступени на вторую и со второй ступени на третью при дискретной автоподстройке 1, 2;
орган плавного изменения постоянной времени демпфирования tд;
коммутационные гнезда с замыкателем для дискретного изменения постоянной времени интегрирования t и в пределах одного из четырех поддиапазонов и для отключения интегральной составляющей закона регулирования;
органы плавного изменения постоянной времени интегрирования tиI;
tиII; tиIII соответственно на первой, второй и третьей ступенях автоподстройки;
световые индикаторы, показывающие, на какой ступени автоподстройки в данный момент работает блок;
органы плавного изменения коэффициента передачи пI; пII; пIII соответственно на первой, второй и третьей ступенях автоподстройки.
Лицевая панель регулирующего модуля Р 028.1 исполнения 2:
1 - орган плавного изменения зоны нечувствительности;
2 - орган плавного изменения длительности импульсов;
3 - орган плавного изменения масштабных коэффициентов;
4 - орган плавного изменения постоянной времени демпфирования;
5 - коммутационные гнезда с замыкателем;
6 - органы плавного изменения постоянной времени интегрирования;
7 - световые индикаторы;
8 - органы плавного изменения коэффициента передачи
На лицевой панели измерительного модуля И 001.1 расположены следующие органы настройки и контроля (рис. 3):
органы плавного изменения масштабных коэффициентов передачи по входам соответственно Х4(4); Х3(3); Х2(2);
орган плавного изменения сигнала корректора (КОРРЕКТОР);
орган балансировки измерительной схемы (УСТ.0);
орган плавного изменения диапазона действия внешнего задающего устройства (у);
коммутационные гнезда с замыкателем для изменения полярности сигнала корректора ("+", "-");
контрольные гнезда соответственно "ОТ" и "" для измерения сигнала отклонения.
Лицевая панель измерительного модуля И 001.1:
1, 2, 5 - органы плавного изменения масштабных коэффициентов
передачи по входам;
3, 4 - контрольные гнезда для измерения сигнала отклонения;
6 - коммутационные гнезда;
7 - орган плавного изменения сигнала корректора;
8 - орган балансировки измерительный схемы;
9 - орган плавного изменения диапазона действия внешнего
задающего устройства
Электрическая принципиальная схема блока приведена на рис. 4.
Электрическая принципиальная схема блока Р 28:
1-3 - модуляторы;
4 - усилитель-модулятор;
5 - сумматор;
6 - демодулятор-усилитель;
7 - источник опорного напряжения;
8 - корректор;
9 - генератор;
10 - демпфер;
11 - сумматор обратной связи;
12 - интегратор;
13 - формирование п;
14 - преобразователь ток - напряжение;
15 - усилитель мощности;
16 - трехпозиционный триггер;
17 - сумматор прямого канала;
18 - формирование tи;
19 - источник опорного напряжения;
20 - логическое устройство;
1-4 - масштабные коэффициенты;
tд - постоянная времени демпфирования;
- сигнал отклонения;
ОТ - общая точка;
tи - постоянная времени интегрирования;
п - коэффициент передачи;
1, 2 - масштабные коэффициенты передачи;
V1, V2 - светодиоды;
ШИМ п, ШИМ tи - широтно-импульсные модуляторы
Блок содержит модуль регулирующий с импульсным выходом и с автоподстройкой Р 028.1, источник питания ИПС 01.1 и модуль измерительный И 001.1.
Измерительный модуль осуществляет суммирование и масштабирование входных сигналов, введение информации о заданном значении регулируемой величины, формирование и усиление сигнала отклонения регулируемой величины от заданного значения.
Регулирующий модуль осуществляет формирование выходных импульсных электрических сигналов блока Z1, Z2 в соответствии с П, ПИ трех- или двухпозиционным законами регулирования, аналоговую, дискретную или аналого-дискретную трехступенчатую автоподстройку, коэффициента передачи и постоянной времени интегрирования, демпфирование сигнала отклонения, гальваническое разделение входных и выходных цепей модуля, введение запрета на управление нагрузкой.
Исполнение регулирующего модуля, определяемое номинальным диапазоном изменения постоянной времени интегрирования, соответствует исполнению блока.
К выходу Z1 регулирующего модуля подключены светодиоды, расположенные на передней панели блока и являющиеся индикаторами выходного сигнала Z1.
Источник питания формирует напряжение постоянного тока для питания измерительного и регулирующего модулей.
Модуль И 001.1 содержит следующие функциональные узлы: модуляторы, усилитель-модулятор, сумматор, демодулятор-усилитель, узел корректора, источник опорного напряжения, генератор.
Модуляторы преобразуют унифицированные сигналы постоянного тока 0 - плюс 5 мА (соответственно Х1, Х2, Х3) в сигналы напряжения переменного тока. Сигналы Х2, Х3 умножаются при этом на масштабные коэффициенты - соответственно на 2, 3.
Усилитель-модулятор преобразует сигнал напряжения постоянного тока Х4 (0 - плюс 10 В) в сигнал переменного тока и умножает на масштабный коэффициент 4.
Сигналы с выходов модуляторов и усилителя-модулятора суммируются сумматором, обеспечивающим гальваническое разделение всех суммируемых входных сигналов друг от друга и от выходного сигнала.
Выходные сигналы сумматора и узла корректора Хкор, а также входной сигнал постоянного тока Х5 (0 - плюс 10 В) поступают на вход демодулятора-усилителя, который преобразует выходной сигнал сумматора в напряжение постоянного тока и суммирует все поступающие на него сигналы, формируя выходной сигнал модуля (сигнал отклонения ).
Генератор формирует напряжение переменного тока практически прямоугольной формы частотой 20 кГц для коммутации ключей модуляторов и демодулятора, а также напряжение постоянного тока, гальванически изолированное от общего питания модуля, для питания усилителя-модулятора.
Источник опорного напряжения питает узел корректора и внешнее потенциометрическое задающее устройство, подключаемое к блоку.
Питание модуля осуществляется стабилизированным напряжением постоянного тока плюс 15 В и минус 15 В, поступающим от источника питания ИПС 01.1.
Цепи входных сигналов Х1-Х4 гальванически изолированы друг от друга, от цепей сигнала Х5 и выходных цепей модуля. Цепи входного сигнала Х5 гальванически связаны с выходными цепями модуля.
Модуль Р 028.1 содержит следующие функциональные узлы: демпфер, сумматор прямого канала, трехпозиционный триггер, интегратор, сумматор канала обратной связи, усилитель мощности, узлы формирования п и tи, широтно-импульсные модуляторы ШИМ п и ШИМ tи, логическое устройство, источник опорного напряжения.
Входной сигнал модуля Х01, равный сигналу отклонения , преобразуется демпфером по апериодическому закону с постоянной времени tд и поступает на вход сумматора прямого канала.
Выходной сигнал сумматора прямого канала управляет трехпозиционным триггером с зоной нечувствительности D .
Сумматор прямого канала и трехпозиционный триггер охвачены функциональной отрицательной обратной связью через апериодическое звено, представляющее собой интегратор с постоянной времени tи, охваченный жесткой отрицательной обратной связью через сумматор канала обратной связи. При наличии сигналов на входе модуля в контуре, охваченном функциональной отрицательной обратной связью, возникает режим периодических включений, в результате которых на выходе трехпозиционного триггера формируется последовательность импульсов, полярность и скважность которых зависит от полярности и значения входных сигналов модуля. Эти импульсы подаются на выход Z2 модуля непосредственно, а на выход Z1 - через усилитель мощности. В результате интегрирования выходных импульсов (например, исполнительным механизмом) формируется ПИ-закон регулирования. При этом постоянная времени интегрирования равна постоянной времени интегратора tи, а коэффициент передачи п определяется степенью функциональной отрицательной обратной связи.
Узлы формирования п и tи вместе с широтно-импульсными модуляторами ШИМ п и ШИМ tи формируют коэффициент передачи и постоянную времени интегрирования в зависимости от сигналов постоянного тока Ха и Ха.
Логическое устройство осуществляет при дискретной автоподстройке переход с одной ступени на другую под воздействием управляющего сигнала Хд в соответствии со следующим алгоритмом:
п=пI; tи= tиI на I ступени при 0 ?Хд1;
п=пII; tи= tиII на II ступени при 1 ?Хд2;
п=пIII; tи= tиIII на III ступени при 2 ?Хд,
где п(пI; апII; пIII) - значения коэффициентов передачи, установленные в пределах изменения величины п, соответственно на первой, второй и третьей ступенях;
tи( tиI; tиII; tиIII) - значения постоянных времени интегрирования, установленные в пределах одного из поддиапазонов, соответственно на первой, второй и третьей ступенях;
1; 2 - масштабные коэффициенты передачи, определяющие уровень сигнала Хд, необходимый для перехода соответственно с первой ступени на вторую и со второй на третью при дискретной автоподстройке;
Хд - управляющий аналоговый сигнал дискретной автоподстройки коэффициента передачи п и постоянной времени интегрирования tи, выраженный в относительных единицах от номинального диапазона его изменения.
Источник опорного напряжения питает цепи органов установки уровней дискретной подстройки 1, 2 и органов установки п и tи.
Длительность импульса tи регулируется путем изменения степени жесткой положительной обратной связи, охватывающей трехпозиционный триггер.
Питание модуля осуществляется от источника питания ИПС 01.1 стабилизированным напряжением плюс 15 В и минус 15 В и выпрямленным двухполупериодным напряжением средним значением 24 В.
Схема включения блока представлена на рис. 5.
Электрическая схема подключения блока Р 28:
1, 2, 3 - модулятор;
4 - усилитель-модулятор;
- сумматор;
у - задающее устройство;
tд - демпфер;
D - сумматор прямого канала;
п - коэффициент передачи;
tи - постоянная времени интегрирования;
tи - длительность импульсов;
I/U - преобразователь;
ШИМ - широтно-импульсные модуляторы;
1 - усилитель мощности;
2 - светодиоды;
3 - источник питания
Полярность входных сигналов и выходного сигнала Z2, указанная вне скобок, соответствует направлению действия блока в сторону "меньше", а полярность, указанная в скобках, в сторону "больше".
Неиспользуемые входы по напряжению должны быть закорочены, а неиспользуемые входы по току остаются свободными.
Обозначение, номинальный диапазон и сопротивления выходных сигналов представлены в табл. 3.
Таблица 3
| Обозначение сигнала | Номинальный диапазон | Параметр нагрузки, Ом | Примечание |
| e | 0–10 В | ? 104 | Номинальный диапазон |
| Z1 | 0; 24 В | ? 100 | Активная составляющая нагрузки |
| Z2 | 0; ±10 В | ? 104 | Активная нагрузка |
| Y0 | 0–10 В | ? 2·103 | Номинальный диапазон |
Выход сигнала отклонения может быть использован для подключения измерительного прибора с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм. Для подачи сигнала отклонения на вход Х01 регулирующего модуля выводы 15; 17 должны быть замкнуты перемычкой. Указанная перемычка снимается при лабораторной поверке и поисках неисправностей.
Управляющий сигнал дискретной автоподстройки Хд подается на выводы 28, 30, объединенные перемычкой, относительно вывода 4. Сигнал Хд является однополярным и имеет знак "плюс" относительно общей точки.
Управляющие сигналы аналоговой автоподстройки Ха и Ха подаются на выводы соответственно 24, 26 относительно вывода 4.
Токовые входы блока в случае необходимости шунтируются защитными устройствами В 01, предохраняющими сигнальную цепь от обрыва.
На рис. 5 показана схема подключения внешнего потенциометрического задающего устройства, в качестве которого используется серийное изделие ЗУ 11. Диапазон изменения сигнала задания устанавливается с помощью органа у блока. Значение у изменяется в пределах от 0 до 1. Установленная величина диапазона действия внешнего задающего устройства равна у·100%.
Блок имеет два выхода:
Z1, на котором формируются импульсы двухполупериодного напряжения постоянного тока для управления нагрузкой;
Z2, на котором формируются импульсы двух полярностей напряжения постоянного тока для динамической связи между регуляторами.
Допускается одновременное использование выходов Z1 и Z2.
Переключение выходных цепей регулирующего блока с автоматического управления нагрузкой на ручное и обратно осуществляется с помощью выносного блока управления, подключаемого к выходу Z1 блока.
Формирование сигналов подстройки может быть осуществлено с помощью преобразователя Y0=f(Х05; Х06).
В комплект поставки входят: блок Р 28, комплект технической документации.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
