Микропроцессорный регулятор типа МИНИТЕРМ 300.2
Общие сведения
Регуляторы МИНИТЕРМ 300.2 предназначены для автоматического регулирования температуры разнообразных технологических установок: печей и сушильных камер; водо- и воздухоподогревателей; климатических камер и кондиционеров: установок для переработки пластмасс; агрегатов для пастеризации молока и выпечки хлебобулочных изделий; небольших котлов и систем теплоснабжения, а также многих других процессов и установок.
Регуляторы рассчитаны на работу непосредственно с термометрами сопротивления. Имеется также возможность подключения датчика, имеющего на выходе сигнал постоянного тока и напряжения или потенциометрического (реостатного) датчика.
Предусмотрена возможность объединения до 16 регуляторов в кольцо, имеющее цифровую интерфейсную связь с верхним уровнем управления (например, ЭВМ), что позволяет строить иерархические системы с сохранением автономности нижнего уровня и обеспечением максимальной живучести системы.
Регулятор входит в состав комплекса МИНИТЕРМ 300:
МИНИТЕРМ 300.0 - для работы с датчиками 0-5 мА; 0(4)-20 мА;
0-10 В; 0-50 мВ постоянного тока;
МИНИТЕРМ 300.2 - для работы с термометрами сопротивления;
МИНИТЕРМ 300.3 - для работы с термопарами. МИНИТЕРМ 300.2:
МИНИТЕРМ 300 - обозначение комплекса приборов;
2 - модификация регуляторов для работы с термометрами
сопротивления.
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха от 5 до 50°С.
Относительная влажность не более 80%.
Атмосферное давление от 86 до 106,7 кПа (от 646 до 800 мм рт.ст.).
Вибрация мест крепления с частотой до 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм.
Примеси агрессивных паров и газов в окружающем воздухе должны отсутствовать.
Регулятор соответствует требованиям ТУ 4218-085-00225549-96.
Нормативно-технический документ
ТУ 4218-085-00225549-96
Технические характеристики
Основные функции регулятора:
ПИД, ПИ, ПД, П, двухпозиционное регулирование с импульсным или аналоговым выходным сигналом;
возможность использования аналогового выхода в качестве сигнала, линейно зависящего от регулируемого параметра;
формирование программного задания в виде произвольной кусочно-линейной функции времени (четыре участка);
логическое управление программным задатчиком (стоп, пуск, сброс);
защита от обрыва цепи датчика;
сигнализация верхнего и нижнего предельных отклонений регулируемого параметра от заданного значения;
автоматизированная настройка динамических параметров регулятора;
цифровая интерфейсная связь с верхним уровнем управления;
цифровая индикация параметров процесса и самого регулятора.
Регуляторы имеют как импульсный, так и аналоговый выходные сигналы и могут комплектоваться с различными усилителями мощности:
тиристорным реверсивным усилителем У300 для управления однофазными электродвигателями;
тиристорным реверсивным усилителем У24 для управления трехфазными электродвигателями;
тиристорным усилителем мощности переменного тока У13Н для управления электронагревателями;
тиристорным усилителем мощности У13Д для управления скоростью двигателей постоянного тока.
Регуляторы могут также управлять электрическими, электропневматическими и электрогидравлическими позиционерами с входным сигналом постоянного тока или напряжения.
Конструктивно регуляторы выполнены в стандартном европейском габарите 1/8 DIN (48x96 мм).
Типы и количество подключаемых датчиков:
1 или 2 термометра сопротивления градуировок 50 М; 100 М; 50 П;
100 П в любом сочетании;
1 датчик 0-50 мВ; 0-10 В; 0-5 мА; 0(4)-20 мА постоянного тока.
Примечания. 1. Сигнал 0-50 мВ подается на вход регулятора непосредственно, сигналы 0-10 В; 0-5 мА; 0(4)-20 мА - через устройства соответственно ВП10М; ВП05М; ВП20М, поставляемые по заказу потребителя.
2. Вместо датчика постоянного тока может подключаться реостатный (потенциометрический) датчик до 2,2 кОм.
3. По особому заказу могут поставляться регуляторы для работы с термометрами сопротивления других градуировок.
Дискретные входы: два входа, рассчитанные на подключение внешних "сухих" ключей (транзисторных или контактных). Назначение входов: логическое управление программным задатчиком (стоп, пуск, сброс).
Параметры внешних "сухих" ключей:
коммутирующая способность до 15 В; 10 мА;
падение напряжения на замкнутом ключе не более 0,5 В;
ток разомкнутого ключа не более 0,05 мА.
Импульсный выход: один импульсный выход регулятора по трехпроводной схеме для управления пусковым устройством исполнительного механизма.
Вид и параметры выходного сигнала: "сухие" транзисторные ключи (45 В; 0,15 А), либо сигнал 0,24 В постоянного тока.
Дискретные выходы: два дискретных выхода для сигнализации верхнего и нижнего предельных отклонений регулируемого параметра от задания. Один дискретный выход для сигнализации отказа.
Вид и параметры дискретных выходных сигналов те же, что у импульсного выходного сигнала.
Примечание. Суммарное сопротивление нагрузки на импульсный и дискретные выходные сигналы 0,24 В не менее 160 Ом.
Аналоговый выход: один выход по выбору 0-10 В, либо 0-5 мА постоянного тока.
Назначение по выбору: для подключения внешнего регистратора регулируемого параметра, либо в качестве выходного сигнала регулятора.
Питание 24+6 В постоянного тока при амплитуде переменной составляющей не более 1,2 В. Потребляемая мощность не более 3 Вт. Подается от внешнего источника, в частности, от усилителей мощности У300, У24, У13Н, У13Д, либо от группового источника питания серии П300, работающих в комплекте с регулятором.
Резервное питание: защита введенной информации при отключении питания осуществляется батареей из двух сменных элементов СЦ-0,18 (1,55 В).
Интерфейсная связь: тип интерфейса: стык С2 (RS 232 С). Количество регуляторов в кольце интерфейсной связи (не считая ЭВМ) до 16.
Масса - не более 0,6 кг.
Точность установки задания 0,1°С.
Гарантийный срок - 1,5 года со дня ввода регуляторов в эксплуатацию при условии, что со дня изготовления прошло не более 6 мес.
Конструкция и принцип действия
Конструктивно регулятор представляет собой шасси, вставляемое в пластмассовый корпус (рис. 1). Шасси содержит две печатные платы, скрепленные между собой стойками, лицевую панель и штепсельный разъем (25 зажимов), распаянный на одной из печатных плат и предназначенный для подключения внешних соединений.
Микропроцессорный регулятор типа МИНИТЕРМ 300.2:
а - общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры регулятора:
1 - пружинная скова;
2 - штепсельный разъем;
3 - окно для повышения модуля резервного питания;
б - разметка отверстий на щите управления для крепления регулятора
На лицевой панели расположены: 4 кнопки управления, 6 светодиодных индикаторов и цифровой 4-х разрядный светодиодный дисплей.
На задней стенке корпуса имеется отверстие для штепсельного разъема и отверстие для извлечения модуля резервного питания с целью контроля и смены "сухих" элементов.
Монтаж - щитовой утопленный на вертикальной панели. Крепление регулятора к щиту с помощью прижимных скоб, надеваемых на корпус слева и справа и крепящихся к задней стенке корпуса с помощью винтов.
Функциональная схема регулятора показана на рис. 2.
Функциональная схема регулятора:
ТС1, ТС2 - термометры сопротивления;
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь входных сигналов;
П - преобразователь входных сигналов термометра сопротивления ТС1;
Ф- фильтр сигнала рассогласования;
ПДД - блок формирования закона регулирования;
И - интегратор;
БАН - блок автонастройки;
ШИМ - широтно-импульсный модулятор;
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;
БДО - блок диагностики отказов;
ПЗ - программный задатчик;
РЗ - ручной заказчик;
УРП - узел резервного питания;
ИНФ - интерфейс
Аппаратное устройство ввода воспринимает 5 аналоговых входных сигналов (Х, Хв, Х, Х, Х) и 2 дискретных входных сигнала (q1, q2). Аналоговые входные сигналы преобразуются в цифровую форму аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) в их цифровые эквиваленты соответственно А, В, Е, G, h.
Устройство содержит также 3 источника тока для питания термометров сопротивления, а также для питания реостатного (потенциометрического) датчика.
Аппаратное устройство вывода содержит 5 "сухих" транзисторных ключей, управляющих импульсным выходом (Z1, Z2) и дискретными выходами (Z3, Z4, Z0), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), преобразователь аналогового сигнала напряжения (У1) в токовый сигнал (У2), средства ввода и вывода информации по цифровому интерфейсному каналу (прием-передача).
Источник питания формирует напряжения постоянного тока для питания всех узлов регулятора.
Цифровое вычислительное устройство содержит однокристальную микроЭВМ, оперативное и постоянное запоминающие устройства, элементы для передачи и обработки информации. Эти аппаратные средства реализуют программным путем показанные на рис. 2 функциональные блоки.
Преобразователь входных сигналов (П) преобразует сигнал термометра сопротивления ТС1 для индикации регулируемого параметра (Т) на дисплее в °С. Кроме того, блок П вычисляет общее задание Р в °С:
Р = Р + с1xb + с2xh,
где Р, °С - сигнал ручного или программного задатчика;
b, °С - температура, измеряемая термометром сопротивления ТС2;
h, % - сигнал на входе Х;
с1, с2 - масштабные коэффициенты.
Затем вычисляется рассогласование в °С: Е = Т-Р, которое фильтруется фильтром Ф.
Входной сигнал h приводится на любом участке от h_ до h- к диапазону 0-100% и выводится на дисплей в виде переменной h (например, для индикации положения регулирующего органа).
Блок формирования закона регулирования (ПДД) реализует ПИД-закон совместно с исполнительным механизмом (при использовании импульсного выхода) или совместно с интегратором И (при использовании аналогового выхода).
Блок автонастройки позволяет перевести замкнутую систему регулирования в режим автоколебаний с ограниченной амплитудой, производит на основе анализа установившихся автоколебаний расчет оптимальных значений параметров настройки регулятора С, t, устанавливает полученные значения в блок ПДД и переводит систему регулирования в режим нормальной работы.
Широтно-импульсный модулятор (ШИМ) преобразует выходной сигнал блока ПДД в импульсы, управляющие ключами импульсного выхода Z1, Z2.
Аналоговые выходные сигналы Y1(Y2) для регулятора с импульсным выходом могут использоваться для вывода на самопишущий прибор информации о значении регулируемого параметра (температуры). При этом:
Y1(Y2)=FxТ+-Y.
где Т, °С - регулируемая температура;
F, %/°С - масштабный коэффициент;
-Y, % - смещение;
Y1(Y2) - выходной аналоговый сигнал.
Программные компараторы сравнивают значение рассогласования Е с установками верхнего (Е-) и нижнего (Е_) предельных рассогласований и при превышении уставок замыкают ключи дискретных выходов соответственно Z3 и Z4.
Блок диагностики отказов анализирует неисправности регулятора и при их наличии размыкает ключ дискретного выхода Z0, запрещает функционирование выходов Z1, Z2, "замораживает" выход Y1(Y2) и периодически высвечивает на дисплее код вида неисправности.
Схема подключения входных цепей регулятора МИНИТЕРМ 300.2 показана на рис. 3. Соединение термометров сопротивления с регулятором выполняется медным проводом сечением не менее 0,35 мм2. Сопротивление каждого провода не должно превышать 10 Ом для термометра 100 Ом и 5 Ом для термометра 50 Ом. Линию связи рекомендуется экранировать и выполнять по возможности свитыми проводами.
Схемы подключения к регулятору входных цепей:
а - термометров сопротивления ТС1, 2;
б - уницифированных сигналов;
в - потенциометрического датчика R указателя положения (УП) исполнительного механизма;
R - сопротивление.
Примечания: 1. Сигнал 0-50 мВ подключается к входу X непосредственно (зажимы 4; 17, "+" - к зажиму 4).
2. Если вход X не используется, то зажим 4 соединяется перемычкой с зажимом 17.
Таблица к рис. 3, а
| Тип ТС1 | Положение перемычек | Тип ТС2 | Положение перемычек |
| 50П; 50М |  | 50П; 50М |  |
| 100П; 100М |  | 100П; 100М |  |
| отсутствует |  |
Таблица к рис. 3, в
| Rq, кОм | R, кОм |
| ? 1,15 | 22 |
| 1 | 200 |
| 2,2 | 470 |
| Примечание. Одновременное подключение термометров сопротивления ТС 2 (ОП, 50М) и потенциометрического датчика не допускается. | |
При длине линии не более 2 м и умеренных требованиях к точности допускается подключение термометров двумя проводами. При этом соединяются непосредственно на штепсельном разъеме регулятора зажимы 7, 9 для ТС1 и 6, 8 для ТС2.
Схема подключения выходных цепей, питания, дискретных входных сигналов и цепей интерфейса приведена на рис. 4. Все соединения выполняются медным проводом сечением не менее 0,35 мм2.
Схема подключения питания выходных цепей, дискретных входных сигналов и цепей интерфейса
Примечания: 1. При использовании питания от приборов У13Н, У24, У300, П300 суммарная нагрузка, подключаемая к выходам Z1-Z4, Z0, не менее 160 Ом.
2. Коммутирующая способность выходных ключей регулятора ? 45 В;
? 0,16 А.
3. При использовании выхода У1 (0-10 В) неиспользуемый выход У2 (зажимы 23; 24) замыкается перемычкой.
Линия интерфейсной связи должна быть экранирована и выполнена отдельным жгутом, свитыми проводами, длина линии не более 15 м.
Отдельным жгутом выполняются также цепи дискретных входных сигналов. В качестве "сухих" ключей могут использоваться как механические переключатели, так и транзисторные (например, микросхемы с открытым коллектором).
Питание 24 В постоянного тока подается от усилителя У300 (У24, У13Н, У13Д), в комплекте с которым работает регулятор. Если усилитель в комплекте отсутствует, то может использоваться групповой источник питания серии П300 или любой посторонний источник напряжения постоянного тока, параметры которого соответствуют техническим данным регулятора.
На рис. 5 приведены схемы подключения регулятора в комплекте с усилителями У300, У24, У13Н, а также с электропневматическим позиционером и групповым источником питания серии П300. Цепи управления усилителей и их нагрузок (исполнительных механизмов или нагревателей) должны выполняться медным проводом сечением не менее 1 мм2 и быть защищены автоматом питания.
Схемы подключения регулятора в комплекте:
а - с усилителем У300:
1 - МИНИТЕРМ 300.2;
2 - усилитель У300;
ТС1, ТС2 - термометры сопротивления;
R - датчик указателя положения исполнительного механизма;
ИМ - исполнительный механизм электротормоза.
Примечания: 1. При отсутствии ТС2 соединяются перемычками зажимы 6, 8, 17 регулятора.
2. Другие варианты подключения входных цепей значения резисторов R, R, см. рис. 3.
3. При отсутствии датчика УП соединяются перемычкой зажимы 4, 17 регулятора.
4. При отсутствии ключей S1, S2 зажимы 20, 21 МИНИТЕРМ 300.2 соединяются с зажимами соответственно 7, 9 усилителя У300.
б - с усилителем У24:
1 - МИНИТЕРМ 300.2;
2 - усилитель У24;
М - электродвигатель;
F - блок питания;
в - с усилителем У13Н:
1 - МИНИТЕРМ 300.2;
2 - усилитель У13Н;
Н - нагреватель
Примечания: 1. Подключение входных цепей - см. рис. 3.
2. При отсутствии переключателя "A" - "P" ЗУ11 зажимы 18, 17, 13 усилителя У13Н остаются свободными;
г - с электропневматическим позиционером и групповым источником питания П300.4:
1 - МИНИТЕРМ 300.2;
2 - источник питания П300.4;
РО - регулирующий орган
Таким же проводом выполняются соединения усилителя с нагрузкой, причем желательно, чтобы длина линии не превышала 20-25 м.
На рис. 5, а, в показаны режимы ручного дистанционного управления усилителем соответственно У300 или У13Н независимого от регулятора. Если нет необходимости организации такого управления, то в схеме на рис. 5, а зажимы 21, 20 регулятора соединяются напрямую с зажимами усилителя У300 соответственно 9, 7, а в схеме на рис. 5, в зажимы 13, 17, 18 усилителя У13Н остаются свободными.
В комплект поставки входят: регулятор в количестве, оговоренном в заказе, ЗИП, техническое описание и инструкция по эксплуатации.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
