Регулирующий блок микропроцессорный типа МИНИТЕРМ 400.00
Конструкция и принцип действия
Регулятор осуществляет один из двух режимов управления объектом:
режим автоматического управления ("автомат"), когда регулируемый параметр автоматически поддерживается на уровне задания, значение которого устанавливается оператором;
режим ручного (дистанционного) управления ("ручное"), когда воздействие на объект осуществляется оператором вручную с помощью кнопок на лицевой панели регулятора.
Для наибольшего удобства использования регулятора предусмотрены три уровня доступа к показаниям на цифровом индикаторе (дисплее) и их изменению. Оператор-технолог в основном пользуется первым уровнем и иногда переходит на второй. Третий уровень доступа предназначен для наладки.
На первом оперативном уровне оператор контролирует значение регулируемого параметра и при необходимости изменяет значение задания, может перейти в режим "ручное" и воздействовать на объект вручную.
На втором оперативном уровне оператор может проконтролировать некоторые переменные параметры, проверить исправность цифровых индикаторов дисплея.
Автоматическое регулирование объекта в процессе изменения задания не прекращается.
В регуляторе предусмотрена возможность цифровой индикации регулируемого параметра и параметров задатчика как в процентах, так и в натуральных физических единицах данного параметра (метрах, Паскалях, атмосферах, единицах расхода и т. д.).
Перевод величин, выраженных в процентах, в величины, выраженные в физических единицах, производится регулятором по формуле
N е =К е ·N%+А0
где N е - значение параметра в физических единицах;
N% - значение того же параметра в процентах;
К е =А100 - А0/100 - коэффициент пересчета;
А100 - значение регулируемого параметра в физических единицах, соответствующее максимальному сигналу датчика;
А0 - значение регулируемого параметра в физических единицах, соответствующее нулевому сигналу датчика.
Параметры А100, А0 устанавливаются в списке SРЕС (см. табл. 3), исходя из характеристики используемого датчика.
Дополнительно устанавливается в списке SРЕС параметр dА=0; 1; 2;
3, определяющий количество знаков после десятичной точки при индикации параметров в физических единицах. Конкретное значение dА определяется возможным диапазоном изменения регулируемого параметра и задания в физических единицах согласно табл. 6.
Таблица 6
| Наименование списка и параметра | Значение параметра dh | Дискретность, ф.е. | Диапазон изменения, ф.е. | |
| минимальный | максимальный | |||
| Списки оператора, регулируемый | 0 | 1 | -1999 | 9999 |
| Список оператора, задание общее | 1 | 0,1 | 3276 | |
| Список SpEC параметры: A100, А0 | 2 | 0,01 | -199,9 | 327,6 |
| Список StAt, параметры: Р–, p_, Р. | 3 | 0,001 | -19,99 | 32,76 |
В табл. 6 указан максимально возможный диапазон изменения параметров. Реальный диапазон определяется формулами:
мин=-163,8·К е +А0; макс=163,8·К е +А0
(при условии, что произведение, а также результирующее значение не превышает значений соответственно мин и макс, указанных в табл. 6).
Если необходимо индицировать регулируемый параметр и параметры задатчика в процентах, то следует установить: dА=2; А100=100; А0=0.
В этом случае дискретность и диапазоны изменения параметров будут соответствовать табл. 1, 3, 4 для размерности в %.
Если для регулируемого параметра (Х) используется датчик 4-20 мА, для которого нижний предел сигнала не равен нулю, то индикация параметров осуществляется следующим образом:
Индикация в процентах.
Для индикации параметров в процентах при использовании датчика 4-20 мА установить:
dА=2; А0=-25; А100=100.
Коэффициент пересчета К е =1,25
Индикация в физических единицах.
Для индикации параметров в физических единицах при использовании датчика 4-20 мА установить:
А100 - равным значению регулируемого параметра в ф.е. при сигнале датчика 20 мА;
А0=1,25·А4-0,25·А100
где А4 - значение регулируемого параметра в ф.е. при сигнале датчика 4 мА.
dА - выбирается, исходя из требуемого диапазона изменения параметров в ф.е.
При установке статических параметров часть этих параметров устанавливается в списке Sрес (см. табл. 3).
В случае использования корректирующих сигналов b, l, F, G устанавливаются масштабные коэффициенты сl, с2, с3, с4, определяющие степень влияния корректирующих сигналов на общее задание.
При использовании интерфейсной связи каждому регулятору интерфейсной цепи присваивается индивидуальный номер П, а также устанавливается скорость передачи информации по интерфейсному каналу (параметр bАud), общая для всех регуляторов, подключенных к одному компьютеру.
При работе импульсного регулятора (в списке ТYРЕ АПАL=ОFF) к выходу Y1 (Y2) может быть подключен самописец со входом 0-10 В (0-5 мА). При этом сигнал, подаваемый на самописец, в процентах от полного диапазона равен Y=Y0+С.Y·А,
где А - регулируемый параметр в %,
Y0; С.Y - смещение и крутизна преобразования, устанавливаемые в списке SРЕС.
Кроме того в списке SРЕС устанавливается время перехода дисплея в экономный режим t.Есn.
Остальные статические параметры устанавливаются в списке StАt (см. табл. 4). Это величины ограничений возможного изменения задания оператором (Р-, Р_), уставки срабатывания сигнализаторов допустимых рассогласований (Е-, Е_), а также их зоны возврата .
При установке параметров Р-, Р_, Е-, Е_, , а так же сl, с2, с3, с4 необходимо учитывать значение коэффициента К е .
При использовании аналогового регулятора (в списке ТYРЕ АПАL=ОП) его выходной сигнал У может быть ограничен снизу и сверху параметрами соответственно Y_; Y-.
Если задействован датчик положения регулирующего органа (вход Х), необходимо привести его показания к 100-процентному диапазону. Для этого устанавливаются: h_=hмин; h-=hмакс, где hмин, hмакс - значения сигнала h соответственно при полностью закрытом и полностью открытом регулирующем органе. После установки параметр h в режимах оператора изменяется от 0 до 100% с погрешностью не более + 2% в крайних точках.
При динамической настройке параметров помимо основных параметров динамической настройки ПИД-регулятора (С.Рid; t.int; diFF) в списке Соnt устанавливаются:
постоянная фильтра FLtr (определяется уровнем пульсаций регулируемого параметра);
зона нечувствительности (при рассогласовании Е/2 регулятор на изменение регулируемого параметра не реагирует).
Для импульсного регулятора (в списке (ТYРЕ) АПАL=ОFF) дополнительно устанавливаются:
время серводвигателя t.Slr (время хода исполнительного механизма от полностью закрытого до полностью открытого состояния регулирующего органа);
минимальная длительность выходных импульсов РULS.
Ориентировочная предварительная динамическая настройка регулятора производится по виду переходных процессов в замкнутой системе регулирования, наблюдая изменение регулируемого параметра во времени (по внешним приборам или по дисплею регулятора).
Для этого следует установить параметры динамической настройки, дождаться, чтобы регулируемый параметр вышел на уровень задания (рассогласование не более 1-3%). После этого изменить задание на 5-10% сначала в одну, а затем в другую сторону. Если переходный процесс имеет ярко выраженный колебательный характер с малым затуханием, следует уменьшить С.Рid и увеличить t.int (рис. 3, а).
Виды переходных процессов при динамической настройке регулятора:
а - колебательный;
б - апериодический
Если переходный процесс имеет затянутый апериодический характер, необходимо увеличить С.Рid и уменьшить t.int (рис. 3). Для ускорения переходных процессов рекомендуется также увеличить параметр diFF.
В регуляторе предусмотрена также возможность автоматической оптимальной настройки динамических параметров.
Для использования алгоритма автонастройки необходимо выполнение следующих условий (см. рис. 2):
регулятор должен работать в режиме автоматического управления, причем задание должно быть установлено примерно в середине используемого диапазона регулируемого параметра объекта;
если используются корректирующие сигналы Хb, Хb, ХF, Х, то их влияние должно быть исключено путем установки в списке tуре признаков in.b=in.l=in.F=in.G=ОFF;
выход Y аналогового регулятора или исполнительный механизм и регулирующий орган импульсного регулятора должны работать по возможности в своем рабочем диапазоне (без достижения ограничений или крайних положений);
наиболее эффективно алгоритм работает на объектах, имеющих достаточно симметричные характеристики при возмущениях в сторону увеличения и в сторону уменьшения регулируемого параметра.
Перед запуском автонастройки в режиме "ручное" объект выводится на заданный параметр (рассогласование Е не более + 3-5%).
Исходя из опыта эксплуатации подобных систем, устанавливаются ориентировочные данные динамической настройки. Если никаких данных нет, рекомендуется установить в списке Соnt:
FLtr=1-5 с; С.Рid=1-2; t.int=120-300 с; diFF=0-0,15; =0,1-1%;
РULS=0,2-1 с; А.E=10-20%; А.rlL=5-10%.
Для импульсного регулятора устанавливается t.Slr равным времени полного хода исполнительного механизма в секундах.
После запуска автонастройки в системе регулирования устанавливаются автоколебания регулируемого параметра с амплитудой не более установленной величины А.E.
Регулятор анализирует автоколебания и вычисляет их амплитуду А.Аut в % и период Р.Аut в секундах.
На основе полученных значений А.Аut и Р.Аut регулятор вычисляет новые значения времени интегрирования t.in.А и коэффициента пропорциональности С.Аut, которые можно проконтролировать в списке Соnt (переход в список Соnt и вызов параметров производится из основного режима). В том же списке контролируется амплитуда релейного элемента А.rlL, которая также автоматически изменяется в процессе автонастройки.
По завершении процесса автонастройки светодиод "F" гаснет, а регулятор начинает работать в режиме автоматического управления (режим 0.0) с новыми значениями параметров С.Рid; t.int, которые являются оптимальными. Их значения следует проконтролировать в списке Соnt и зафиксировать для использования на аналогичных объектах.
Если в процессе автонастройки превышается установленное допустимое значение амплитуды автоколебаний А.ЕС, то процесс автоматически прерывается и на дисплее индицируется мигающая надпись Оut.А (выход по амплитуде). Одновременно размыкается ключ Z0 (выход "отказ"), но регулирование при этом не прекращается.
При отсутствии в системе больших возмущений и шумов процесс автонастройки занимает примерно 8-20 периодов автоколебаний. Причиной затягивания процесса могут быть большие шумы в системе (при этом следует увеличить FLtr) и несимметрия импульсной характеристики исполнительного механизма (при этом следует увеличить Рuls).
При затягивании процесса автонастройки можно произвести ручной расчет оптимальных параметров настройки. Для этого фиксируются текущее значение периода автоколебаний Р.Аut, амплитуды автоколебаний А.Аut, а также установленные регулятором в процессе автонастройки в списке Соnt величины С.Аut и А.rlL. Оптимальные значения параметров динамической настройки вычисляются по формулам:
С.Рid=0,92·С.Аut·А.rlL/А.Аut; t.int=Р.Аut/3,7.
После этого прерывается процесс автонастройки и устанавливаются полученные значения С.Рid и t.int в списке Соnt в качестве оптимальных.
При возникновении в регуляторе или в схеме подключения входных цепей нарушений на дисплее в мигающем режиме высвечивается код вида неисправности. Одновременно размыкается нормально замкнутый ключ выхода Z0, размыкаются и прекращают функционирование ключи импульсного выхода Z1, Z2, для аналогового регулятора "замораживается" выход Y1 (Y2), см. рис. 2.
После устранения причины неисправности отказ снимается автоматически через 30 с после последнего нажатия на любую кнопку при прерванном режиме индикации ошибки. После этого ключ выхода Z0 замыкается и функционирование регулятора восстанавливается в полном объеме.
Все внешние соединения на рис. 2, кроме оговоренных особо, выполняются медным проводом сечением не менее 0,35 мм2. При использовании промежуточных рядов выводов длина линий, соединяющих эти ряды с разъемом регулятора, не должна превышать 0,5 м.
При подключении датчиков постоянного тока к регулятору Р (рис. 4) внешние соединения выполняются отдельным жгутом. Для повышения точности желательно, чтобы длина линий, соединяющих устройства ВП05М, ВП20М, ВП10М с регулятором, не превышала 1-2 м. Вывод "-" датчиков должен подключаться непосредственно к выводам 3 устройств ВП05М, ВП20М, ВП10М.
Схемы подключения внешних соединений датчиков постоянного тока:
а - 0-5 мА;
б - 0-20 и 4-20 мА;
в - 0-10 В
Примечание. Выводы неиспользуемых входов соединяются перемычкой с выводом 5.
Сопротивление линии для датчика 0-10 В не должно превышать 50 Ом.
Аналогично подключаются датчики 0-5 мА; 0(4)-20 мА; 0-10 В ко входам Хb, Х, X, Х (см. рис. 2). При этом вывод 9 меняется на вывод соответствующего входа согласно табл. 7.
Таблица 7
| Вход | Номер вывода |
| Хb | 8 |
| Хl | 7 |
| ХF | 17 |
| ХG | 6 |
| Хh | 4 |
При подключении внешних соединений потенциометрических датчиков (рис. 5) устанавливается резистор R с отличием от рассчитанного значения не более чем на +20% (табл. 8).
Таблица 8
| Rq, кОм | R, кОм | Питание датчика |
| ? 0,10 | 0 | От выводов 1(2) |
| >0,10 | 200 Rq-20 | |
| ? 0,05 | 0 | От вывода 3 |
| >0,05 | 200 Rq-10 |
Схема подключения внешних соединений потенциометрических датчиков:
ПТ - потенциометрический датчик;
Р - регулятор;
R - сопротивление
Линии связи всех датчиков следует выполнять свитыми проводами и при наличии значительных помех помещать в металлический экран, заземленный с двух концов.
На рис. 6, а при подключении цепей питания импульсного и дискретных выходов показано подключение нагрузки к выходу Z1. Подключение нагрузок к выходам Z2, Z3, Z4, Z0 производится аналогично, при этом вместо вывода 21 используется вывод согласно табл. 9.
Таблица 9
| Выход | Z2 | Z3 | Z4 | Z0 |
| Номер вывода | 20 | 19 | 18 | 22 |
Схемы подключения внешних соединений выходов регулятора Р:
а - цепей питания, импульсного и дискретных выходов;
б - аналогового выхода
В регуляторе обеспечена защита от перенапряжений при работе на индуктивную нагрузку.
Суммарное сопротивление нагрузки составляет не менее 160 Ом;
В случае подключения цепей аналогового выхода регулятора используется любой из выходов по выбору (рис. 6, б). Неиспользуемый выход остается свободным. Допускается одновременное подключение нагрузок к выходам Y1 и Y2.
При подключении цепей интерфейсной связи (рис. 7) для каждого регулятора в интерфейсной цепи вывод 12 (передача) соединяется с выводом 13 последующего регулятора, а вывод 13 (прием) - с выводом 12 предыдущего регулятора. Выводы 15 всех регуляторов соединяются друг с другом и общей точкой (ОТ) последовательного порта ЭВМ.
Схемы подключения цепей интерфейсной связи:
а - общая схема: П00...П n - номера регулятора в интерфейсной цепи (список StAt);
б - к последовательному порту ЭВМ:
1-25 - вводной разъем;
2 - 9 - выводной разъем
Соединения выполняются свитыми проводами, длина линии между соседними приборами не более 15 м, а при использовании преобразователя И300 - до 500 м.
Схемы подключения внешних соединений регулятора в комплекте с усилителями У300, У24, У13Н, с электропневматическим позиционером и групповым источником питания серии П300, с групповым источником питания П300.Р3 (с использованием внутренних реле источника) приведены на рис. 8. Подключение остальных цепей регулятора - по рис. 2.
Схемы подключения внешних соединений регулятора в комплекте:
а - с усилителем типа У300:
Р - регулятор;
У - усилитель;
ИМ - исполнительный механизм;
ЭТ - электротормоз;
б - с усилителем типа У 24:
Р - регулятор;
У - усилитель;
F - автомат защиты типа АП50-3МТ;
М - трехфазный асинхронный электродвигатель
в - с усилителем У13Н:
Р - регулятор;
У - усилитель;
НЭ - нагреватель;
г - с электропневматическим позиционером и групповым источником питания П300.4:
Р - регулятор;
П - позиционер;
ПИ - групповой источник питания;
д - с групповым источником питания П300.Р3:
Р - регулятор;
ПИ - групповой источник питания
Сечение проводов цепей нагрузок усилителей (исполнительных механизмов или нагревателей) определяется максимальным эффективным значением тока, исходя из допустимой плотности тока не более 6 А/мм2. Цепи нагрузок должны быть защищены автоматом питания или быстродействующими предохранителями.
Провод "а" на рис. 8, а подключается:
к общей точке обмоток ИМ при токе ИМ0,1 А;
к выводу 14 У300 при токе ИМ0,1 А.
Если внешнее ручное управление (переключатели S1; S2) не используется, то выводы 21, 20 регулятора соединяются напрямую с выводами 9, 7 усилителя У300.
Выводы У300: 15, 17, 20, 13, 10 - являются свободными и используются как промежуточные для подключения внешних устройств.
Максимальная суммарная нагрузка на выходы "", "", "отказ" не менее 800 Ом.
Возможна организация ручного дистанционного управления усилителем У13Н независимого от регулятора. Если нет необходимости в организации такого управления, то выводы 13, 17, 18 усилителя У13Н остаются свободными (рис. 8, в).
Выводы У13Н: 12, 14, 16 - являются свободными и используются как промежуточные для подключения внешних устройств.
Схема подключения регулятора в комплекте с групповым источником питания П300.2 аналогична приведенной на рис. 8, г, но при этом последний имеет только два выхода для питания регуляторов: Выход 1 и Выход 2 (номера выводов сохраняются).
Коммутирующая способность контактов внутренних реле типа РП21-003 группового источника питания П300.Р3 (рис. 8, д) составляет:
до 220 В: 1,2 А переменного тока;
до 24 В: 2,4 А постоянного тока.
Общий вид, габаритные и установочные размеры устройств ВП05М (20М, 10М) приведены на рис. 9.
Общий вид, габаритные и установочные размеры устройств типов ВП05М, ВП20М и ВП10M
В комплект поставки входят: регулирующий блок в количестве, предусмотренном заказом, техническое описание, инструкция по эксплуатации, ЗИП.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
