Программа КИП и А

Windows ⁄ Android

Описание и работа ТРМ210

Введение

Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления обслуживающего персонала с устройством, принципом действия, конструкцией, порядком эксплуатации и обслуживания измерителей ПИД-регуляторов (измерителей-регуляторов микропроцессорных) ТРМ210 (в дальнейшем по тексту именуемых «прибор» или «ТРМ210» или «прибор ТРМ210»).
Настоящее Руководство по эксплуатации распространяется на все модификации прибора, изготовленные согласно ТУ 4211-011-426265536-2004. Приборы имеют сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.32.010. A № 24972 и сертификат соответствия № 03.009.0434.
Приборы ТРМ210 могут выпускаться в различных модификациях, отличающихся друг от друга конструктивным исполнением и типом встроенных выходных устройств.
Модификации прибора соответствует следующее условное обозначение:

Модификации прибора

Конструктивное исполнение:
Н - корпус настенного крепления с размерами 130x105x65 мм и степенью защиты корпуса IP44;
Щ1 - корпус щитового крепления с размерами 96x96x70 мм и степенью защиты со стороны передней панели IP54;
Щ2 - корпус щитового крепления с размерами 96x48x100 мм и степенью защиты со стороны передней панели IP54.
Габаритные чертежи корпусов различных типов приведены в приложении А.
Тип встроенного выходного устройства 1(2):
Р - реле электромагнитное;
К - оптопара транзисторная структуры n-p-n-типа;
С - оптопара симисторная;
И - цифроаналоговый преобразователь «параметр-ток 4...20 мА»;
У - цифроаналоговый преобразователь «параметр-напряжение 0...10 В»;
Т - выход для управления внешним твердотельным реле;
С3 - три симисторные оптопары для управления трехфазной нагрузкой.
Пример записи условного обозначения прибора при заказе и в документации другой продукции, где они могут быть применены:
Прибор ТРМ210-Н.РИ ТУ 4211-011-46526536-2004
Это означает, что изготовлению и поставке подлежит измеритель ПИД-регулятор ТРМ210 в корпусе настенного крепления, оснащенный в качестве выходных устройств электромагнитным реле и цифроаналоговым преобразователем «параметр - ток 4...20 мА».

1 Назначение

Измерители ПИД-регуляторы ТРМ210 в комплекте с первичным преобразователем предназначены для измерения и автоматического регулирования температуры (при использовании в качестве первичных преобразователей термопреобразователей сопротивления или термоэлектрических преобразователей), а также других физических параметров, значение которых первичными преобразователями (далее «датчиками») может быть преобразовано в унифицированный сигнал постоянного тока или напряжения. Информация о любом из измеренных физических параметров отображается в цифровом виде на встроенном четырехразрядном цифровом индикаторе.
Приборы могут быть использованы для измерения и регулирования технологических параметров в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства.
Прибор позволяет осуществлять следующие функции:
- измерение температуры или другой физической величины;
- регулирование измеряемой величины по ПИД-закону путем импульсного или аналогового управления или по двухпозиционному закону;
- автонастройка ПИД-регулятора на установленном объекте;
- ручное управление выходной мощностью ПИД-регулятора;
- определение аварийной ситуации при выходе измеряемого параметра за заданные границы и при обрыве в контуре регулирования;
- обнаружение ошибок работы и определение причины неисправности;
- работа в сети, организованной по стандарту RS-485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и осуществлять контроль;
- дистанционное управление запуском и остановкой регулирования.

2 Технические характеристики и условия эксплуатации

2.1 Основные технические характеристики приведены в табл. 2.1 – 2.7.

Таблица 2.1 - Характеристики питания прибора

Наименование	Значение
Напряжение питания, В	90...245
Потребляемая мощность, ВА	6
Частота, Гц	47...63

Таблица 2.2 - Характеристики датчиков и входных сигналов

Тип датчика или входной сигнал	Диапазон измерений	Значение единицы младшего разряда¹⁾
1	2	3
Термопары (по ГОСТ Р 8.585-2001)
ТХК (L)	от -200 до 800 °С	0,1 °С
ТХА (К)	от-200 до 1300 °С
ТНН (N)	от-200 до 1300 °С
ТЖК (J)	от-200 до 1200 °С
ТМК (Т)	от -200 до 400 °С
ТВР (А-1)	от 0 до 2500 °С
ТВР (А-2)	от 0 до 1800 °С
ТВР (А-3)	от 0 до 1800 °С
ТПП (R)	от 0 до 1750 °С
ТПП (S)	от 0 до 1750 °С
ТПР (В)	от 200 до 1800 °С
Термопреобразователи сопротивления (по ГОСТ 6651-94)²⁾
50M (Cu 50 ) W100 = 1,4260	от -50 до 200 °С	0,1 °С
50М (Cu 50) W100 = 1,4280	от -190 до 200 °С
50П (Pt 50) W100 = 1,3850	от-200 до 750 °С
50П (Pt 50) W100 = 1,3910	от -200 до 750 °С
100M (Cu 100) W100 = 1,4260	от -50 до 200 °С
100М (Cu 100) W100 = 1,4280	от -190 до 200 °С
100П (Pt 100) W100 = 1,3850	от -200 до 750 °С
100П (Pt 100) W100 = 1,3910	от -200 до 750 °С
Нестандартизированные термопреобразователи сопротивления³⁾
ТСП с R0 = 46 и W100 = 1,3910	от -200 до 750 °С	0,1 °С
TCM с R0 = 53 и W100 = 1,4260	от -50 до 200 °С	0,1 °С
Унифицированные сигналы постоянного тока
от 4 до 20 мА	от 0 до 100 %	0,1%
от 0 до 20 мА	от 0 до 100 %
от 0 до 5 мА	от 0 до 100 %
Унифицированные сигналы постоянного напряжения
от 0 до 1 В	от 0 до 100 %	0,1%
от -50 до 50 мВ	от 0 до 100 %	0,1%
¹⁾ - При температурах выше 1000°С и в точке минус 200°С значение единицы младшего разряда равно 1°С. ²⁾ - W100 – отношение сопротивления датчика при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С (R0). ³⁾ - НСХ датчиков ТСП(46П) и ТСМ(53М), ранее известных как гр. 21 и гр. 23, соответственно, приведены в методике поверки. Примечание. Разрешающая способность прибора определяется значением единицы младшего разряда.

Таблица 2.3 – Характеристики корпусов

Наименование	Корпус
Наименование	щитовой Щ1	щитовой Щ2	настенный Н
Габаритные размеры, мм (без элементов крепления)	96х96х70	96х48х100	130х105х65
Степень защиты корпуса	IP541)	IP541)	IP44

Таблица 2.4 - Характеристики входов

Наименование	Значение
Основной вход
Время опроса входа, не более	1 с
Входное сопротивление прибора при подключении источника унифицированного сигнала:
- тока (с подключенным внешним прецизионным резистором, см. п. 5.3.3.3.1)	100 Ом ± 0,1 %
- напряжения,не менее	100 кОм
Предел основной допускаемой приведенной погрешности прибора при измерении:
- термопреобразователем сопротивления	0,25 %
- термопарой	0,5 %
- унифицированных сигналов тока и напряжения	0,5 %
Дополнительный вход
Сопротивление ключей в состоянии:
- «замкнуто»	от 0 до 1 кОм
- «разомкнуто»	более 100 кОм

Таблица 2.5 – Характеристики ВУ ключевого типа

Тип ВУ	Ток нагрузки, не более	Напряжение
Транзисторная оптопара	200 мА	40 В постоянного тока
Симисторная оптопара¹⁾	0,5 А²⁾	240 В
Электромагнитное реле:³⁾
ПИД-регулирование двухпозиционное регулирование	1 А 8 А	220 В перем. тока, частотой 50...60 Гц, cos φ > 0,4 30 В пост. тока аналогично
Выход для управления внешним твердотельным реле	100 мА	4…6В
¹⁾ Характеристики приведены для оптопары, управляющей мощными тиристорами ²⁾ При работе симисторной оптопары в непрерывном режиме ток нагрузки не может превышать 50 мА ³⁾ Электрическая прочность реле при максимальной нагрузке 10⁶ переключений

Таблица 2.6 – Характеристики интерфейса связи

Наименование	Значение
Тип интерфейса	RS-485
Тип протокола	ОВЕН, ModBus-RTU (Slave), ModBus-ASCII (Slave)
Скорость передачи данных, кбит/с	2,4; 4,8; 9,6; 14,4; 19,6; 28,8; 38,4; 57,6; 115,2
Тип кабеля	Экранированная витая пара

Таблица 2.7 – Характеристики ВУ аналогового типа

Наименование	Тип ВУ: ЦАП «параметр - напряжение»	Тип ВУ: ЦАП «параметр - ток»
Диапазон выходного сигнала	от 0 до 10 В	от 4 до 20 мА
Дискретность ЦАП	10 разрядов	10 разрядов
Сопротивление нагрузки	более 2 кОм	от 0 до 1000 Ом
Диапазон напряжения постоянного питания	от 15 до 32 В	от 15 до 32 В
Предел допустимой основной приведенной погрешности измерительного преобразователя (ЦАП)	0,5 %	0,5 %

2.2 Прибор соответствует группе климатического исполнения УХЛ4 по ГОСТ 15150-69 и предназначен для эксплуатации в следующих условиях:
- температура окружающего воздуха +1...50 °С
- относительная влажность при 35 °С 30...80 %
- атмосферное давление 84...106,7 кПа

3 Устройство и работа прибора

3.1 Конструкция прибора

3.1.1 Корпус

3.1.1.1 Прибор конструктивно выполнен в пластмассовом корпусе, предназначенном для щитового или настенного крепления. Эскизы корпусов с габаритными и установочными размерами приведены в приложении А.
3.1.1.2 Все элементы прибора размещены на двух печатных платах. На лицевой панели расположены клавиатура управления прибором, цифровой индикатор и светодиоды (см. рисунок 3.1), на задней , силовая и измерительная части, а также присоединительный клеммник.
3.1.1.3 Для установки прибора в щит в комплекте прилагаются крепежные элементы.
3.1.1.4 Клеммник для подсоединения внешних связей (датчиков, выходных цепей и питания) у приборов щитового крепления находится на задней стенке. В приборах настенного крепления клеммник расположен под верхней крышкой. В отверстиях подвода внешних связей установлены резиновые уплотнители.

Рисунок 3.1

3.1.2 Индикация и управление

3.1.2.1 На рис. 3.1, а приведен внешний вид лицевой панели прибора ТРМ210 для корпусов настенного (Н) и щитового (Щ1) крепления, а на рис. 3.1, б - щитового (Щ2).
3.1.2.2 На лицевой панели расположены элементы индикации и управления: светодиоды и кнопки.
3.1.2.2.1 Свечение светодиодов означает:
К1 - включено выходное устройство 1;
К2 - включено выходное устройство 2;
AL - мигает при выходе регулируемой величины за заданные пределы;
LBA - мигает, если обнаружен обрыв в цепи регулирования;
СТОП - постоянное свечение, если регулятор остановлен;
мигает, если остановка регулятора произошла из-за аварии LBA или аппаратной ошибки;
АН – постоянное свечение при выполнении автонастройки;
гаснет при удачном завершении автонастройки;
мигает, если автонастройка закончена неудачно;
RS – засвечивается на 1с в момент передачи данных компьютеру;
РУЧ – светится в режиме ручного управления выходным сигналом ПИД-регулятора
3.1.2.2.2 Кнопки, находящиеся на лицевой панели прибора, имеют следующее назначение:
– «∧» – для увеличения значения программируемого параметра;
– «∨» – для уменьшения значения программируемого параметра;
– [ПРОГ] – для входа в меню программирования или для перехода к следующему параметру.
При работе с прибором ТРМ210 для входа в специальные режимы работы прибора используются комбинации кнопок:
[ПРОГ] + «∧» + «∨» – для перехода к установке кодов доступа, на индикаторе получаем изображение

PASS 0

В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ:
[ПРОГ] + «∧» – для отображения и редактирования дробной части значения программируемого параметра;
[ПРОГ] + «∨» – для возврата в режим отображения и редактирования целой части значения программируемого параметра.

3.2 Описание работы прибора

3.2.1 Структурная схема

3.2.1 В процессе работы ТРМ210 производит опрос входных датчиков, вычисляя по полученным данным текущие значения измеряемых величин, отображает их на цифровом индикаторе и выдает соответствующие сигналы на выходные устройства.
Структурная схема прибора приведена на рисунке 3.2.
Прибор включает в себя:
- универсальный вход для подключения первичных преобразователей (датчиков);
- дополнительный вход для дистанционного управления процессом регулирования;
- блок обработки данных, предназначенный для цифровой фильтрации, коррекции, регистрации и регулирования входной величины и включающий в себя устройства сигнализации;
- два выходных устройства (ВУ), которые в зависимости от модификации прибора могут быть ключевого или аналогового типа;
– два цифровых индикатора для отображения регулируемой величины и ее уставки.

Рисунок 3.2 – Структурная схема ТРМ 210

3.2.2 Измерительный вход

Порядок установки параметров измерительного входа описан в п. 6.2.1 К измерительному входу можно подключать любой из вышеперечисленных датчиков (см. табл. 2), поэтому он называется универсальным. Для измерения температур следует использовать термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи (термопары). Для измерения других физических параметров могут быть использованы датчики, оснащенные нормирующими преобразователями этих параметров в унифицированные сигналы постоянного тока 4...20 мА, 0...20 мА, 0...5 мА или напряжения -50...50 мВ и 0...1 В. Особенности подключения датчиков описаны в п. 5.3.3, схемы подключения приведены в приложении Б.

3.2.3 Дополнительный вход

Порядок установки параметров дополнительного входа описан в п. 6.2.8
К дополнительному входу подсоединяют ключ, позволяющий изменять режимы работы прибора. Ключом осуществляется запуск и остановка процесса регулирования (см. рисунок 3.2). Запуск регулятора можно программно задавать как на замыкание, так и на размыкание ключа.
Логическое состояние ключа соответствует его электрическому сопротивлению:
- «замкнуто» - от 0 до 1 кОм;
- «разомкнуто» - более 100 кОм.
При несоблюдении этих условий возникает неопределенность состояния дополнительного входа.

3.2.4 Цифровой фильтр

Порядок установки параметров цифрового фильтра описан в п. 6.2.2
3.2.4.1 Для корректной работы прибор необходимо защищать от различных внешних воздействий и электромагнитных помех. Для этой цели рекомендуется использовать помехоподавляющий фильтр в цепи питания ТРМ210, а в цепи управления параллельно выходным коммутирующим контактам установить искрогасящие элементы, например RC-цепочку (см. п. 5.3.2). Кроме аппаратной защиты существует возможность использовать программный цифровой фильтр низких частот.
Цифровой фильтр подавляет помехи двух видов.
3.2.4.2 Во-первых, фильтр устраняет сильные единичные помехи (см. рисунок 3.3).
Если измеренное значение Тi отличается от предыдущего Тi-1 на величину, большую, чем значение параметра Fв (заданная «полоса фильтра»), то прибор присваивает ему значение равное Тi + Fв (рисунок 3.3). Таким образом характеристика сглаживается. Как видно из рисунка 3.3, малая ширина полосы фильтра приводит к замедлению реакции прибора на быстрое изменение входной величины. Поэтому при низком уровне помех или при работе с быстроменяющимися процессами рекомендуется увеличить значение полосы фильтра или отключить действие этого параметра. При работе в условиях сильных помех для устранения их влияния на работу прибора необходимо уменьшить значение в параметре «полоса фильтра».
3.2.4.3 Во-вторых, фильтр устраняет шумовые составляющие сигнала, осуществляя его экспоненциальное сглаживание. Основной характеристикой экспоненциального фильтра является постоянная времени τф - интервал, в течение которого сигнал достигает 0,63 от значения каждого измерения Ti (рисунок 3.4).

Рисунок 3.3

3.2.4.4 При больших значениях τф фильтр вносит значительное запаздывание, но шумы заметно подавлены (кривая II на рисунке 3.4). При τф близких к нулю фильтр довольно точно отслеживает изменения входного сигнала, но уровень шума практически не уменьшается (кривая I на рисунке 3.4). При установке оптимальных значений параметров фильтра (подробнее см. раздел 6.2.2) задержка сигнала, вносимая фильтром, не будет оказывать отрицательного влияния на процесс регулирования, при этом сохранится эффективность подавления помех.

3.2.5 Коррекция измерений

Порядок установки параметров коррекции измерительной характеристики датчика приведен в п. 6.2.1.4.
3.2.5.1 Для устранения начальной погрешности преобразования входных сигналов и погрешностей, вносимых соединительными проводами, измеренное прибором значение может быть откорректировано. В ТРМ210 есть два типа коррекции, позволяющие осуществлять сдвиг или наклон характеристики на заданную величину.
3.2.5.2 Для компенсации погрешностей ΔR = (R0 - R0.тсм), вносимых сопротивлением подводящих проводов Rтсм, при использовании двухпроводной схемы подключения термопреобразователей сопротивления, к каждому измеренному значению параметра Тизм прибавляется заданное пользователем значение δ («сдвиг характеристики датчика»). На рисунке 3.5 приведен пример сдвига характеристики для датчика TCM (Cu50).

Рисунок 3.5

3.2.5.3 Для компенсации погрешностей датчиков при отклонении значения W100 от номинального каждое измеренное значение параметра Тизм умножается на заданный пользователем поправочный коэффициент α («наклон характеристики датчика»). Коэффициент задается в пределах от 0,5 до 2,0. На рисунке 3.6 приведен пример изменения наклона характеристики для датчика TCM (Cu50).

3.2.6 Двухпозиционный регулятор

Порядок установки параметров процесса двухпозиционного регулирования приведен в п.п. 6.2.4.1 - 6.2.4.4.
Прибор в режиме двухпозиционного регулирования работает по одному из представленных на рисунке 3.7 типов логики:
- Тип логики 1 (обратное управление) применяется для управления работой нагревателя (например, ТЭНа) или сигнализации о том, что значение текущего измерения Ттек меньше уставки Туст. При этом выходное устройство первоначально включается при значениях Ттек < Туст - HYS, выключается при Ттек > Туст + HYS и вновь включается при Ттек < Туст - HYS, осуществляя тем самым двухпозиционное регулирование по уставке Туст с гистерезисом ±HYS.
- Тип логики 2 (прямое управление) применяется для управления работой охладителя (например, вентилятора) или сигнализации о превышении значения уставки. При этом выходное устройство первоначально включается при значениях Ттек > Туст + HYS, выключается при Ттек < Туст - HYS.
Задание уставки (Туст) и гистерезиса (HYS) производится назначением параметров регулирования прибора.

Рисунок 3.7

3.2.7 ПИД-регулятор

Порядок установки параметров процесса ПИД-регулирования приведен в п.п. 6.2.4.1 - 6.2.4.3, 6.2.4.5
3.2.7.1 Общие принципы ПИД-регулирования
На выходе регулятора вырабатывается управляющий (выходной) сигнал Yi, действие которого направлено на уменьшение отклонения Ei:

Формула 3.1

где Xp - полоса пропорциональности;
Ei - разность между заданными Туст и текущими Ti значением измеряемой величины, или рассогласование;
τф - постоянная времени дифференцирования (программируемый параметр «дифференциальная постоянная ПИД-регулятора» - d);
ΔEi - разность между двумя соседними измерениями Ei и Еi-1;
Δtизм – время между двумя соседними измерениями Ti и Ti–1;
τи – постоянная времени интегрирования (программируемый параметр «интегральная постоянная ПИД-регулятора» — i);
∑Ei*Δtизм – накопленная сумма рассогласований.
Из формулы (3.1) видно, что при ПИД-регулировании сигнал управления зависит от:
- разницы между текущим параметром Тi и заданным значением Туст измеряемой величины Еi, которая реагирует на мгновенную ошибку регулирования; отношение Еi / Xp называется пропорциональной составляющей выходного сигнала;
- скорости изменения параметра ΔEi / Δtизм, которая позволяет улучшить качество переходного процесса; выражение τд(1 / Xp)(ΔEi / Δtизм) называется дифференциальной составляющей выходного сигнала.
– накопленной ошибки регулирования ∑Ei*Δtизм , которая позволяет добиться максимально быстрого достижения температуры уставки; выражение (1 / Xp)*(1 / τi)*∑Ei*Δtизм называется интегральной составляющей выходного сигнала;
Для эффективной работы ПИД-регулятора необходимо установить правильные для конкретного объекта регулирования значения коэффициентов Хр, τд и τи, которые пользователь может определить в режимах АВТОНАСТРОЙКА (см. п. 7.1) или РУЧНАЯ НАСТРОЙКА (п. 7.2).
3.2.7.2 Прямое и обратное управление
При регулировании выбирают один из методов управления системой: прямое или обратное.
При прямом управлении значение выходного сигнала регулятора увеличивается с увеличением измеряемой величины (рисунок 3.8).
При обратном управлении значение выходного сигнала регулятора уменьшается с увеличением измеряемой величины. Например, в системе нагревания по мере роста температуры значение выходного сигнала уменьшается. Этот процесс имеет обратное управление, системы охлаждения - прямое управление.

Рисунок 3.8

3.2.7.3 Зона нечувствительности
Для исключения излишних срабатываний регулятора при небольшом значении рассогласования Ei, для вычисления Yi по формуле (3.1) используется уточненное значение Ep, вычисленное в соответствии с условиями:
если |Ei| < Xd, то Ep = 0;
если Ei > Xd, то Ep = (Ei – Xd);
если Ei < – Xd, то Ep = (Ei + Xd),
где Xd – зона нечувствительности (см. рисунок 3.8).
Тогда прибор будет выдавать управляющий сигнал только после того, как регулируемая величина выйдет из этой зоны. Зона нечувствительности не должна превышать необходимую точность регулирования.
3.2.7.4 Скорость изменения уставки
Если значение уставки необходимо изменить в процессе работы, то переход с одного значения на другое можно сгладить, задав «скорость изменения уставки».
Необходимая скорость оперативно задается как значение параметра uSP. При uSP, отличном от нуля, уставка меняется не скачком, а по линейному закону с заданной скоростью.
В качестве начальной уставки принимается текущее значение регулируемого параметра на момент включения регулятора, тогда каждую минуту уставка регулятора изменяется на величину, заданную в этом параметре.
При использовании ограничения скорости изменения уставки возрастает время выхода на рабочий режим. Поэтому, если задержка приводит к неудовлетворительным результатам, нужно увеличить значение этого параметра или отключить его действие.
3.2.7.5 Ограничение выходного сигнала
В ТРМ210 можно установить следующие виды ограничения выходного сигнала, используемые для ограничения управляющего воздействия на объект:
– максимальный Yогр.max и минимальный Yогр.min (рисунок 3.9).
– скорости изменения Yогр = (Yогр.max - Yогр.min) / Δt, (рисунок 3.10)

Рисунок 3.9

3.2.7.6 Период следования управляющих импульсов
При использовании ПИД-регулятора с выходным устройством ключевого типа необходимо установить период управляющих импульсов.
Более высокая частота обеспечивает быстроту реакции регулятора на внешние возмущения. В идеале частота импульсов управления должна совпадать с частотой опроса датчика. При использовании электронных ключей (тиристоров, симисторов) рекомендуется устанавливать значение Тсл, (период следования управляющих импульсов) равным 1...2 с.
Увеличение периода следования управляющих импульсов позволяет при использовании электроманитных реле или пускателя продлить срок службы силовых контактов, но может ухудшить качество регулирования.
Автонастройка позволяет определять значение Тсл, которое не будет оказывать отрицательного влияния на работу системы.

3.2.8 Устройства аварийной сигнализации

Порядок установки параметров устройств аварийной сигнализации описан в п. 6.2.7
3.2.8.1 Общие сведения
Для более эффективного контроля за процессами регулирования в приборе имеется логическое устройство, работающее по принципу компаратора, а также устройство определения обрыва контура «LВА».
Оба устройства управляют различными сигнализирующими устройствами, например: сиренами, лампами, блокировочными выключателями, блоками принудительного (аварийного) охлаждения или нагревания и т.п.
Сигналы аварийной сигнализации коммутируются через схему «ИЛИ» и могут управлять только выходным устройством ключевого типа.
О срабатывании логического устройства свидетельствует засветка соответствующего светодиода на лицевой панели (АL или LВА).
3.2.8.2 Компаратор
В зависимости от системы регулирования пользователь может задать параметры срабатывания компаратора, сигнализирующего о выходе регулируемой величины за допустимые пределы. В приборе заложено 11 типов логики срабатывания компаратора (рисунок 3.11). Кроме того, пользователь задает порог срабатывания компаратора Х и гистерезис А для устранения ненужных срабатываний из-за колебаний контролируемой величины вокруг порогового значения.
Компаратор сигнализирует об аварийной ситуации, при этом регулятор продолжает работать.
Функция блокировки первого срабатывания позволяет исключить включение сигнализации при подаче питания.
Использование этой функции имеет смысл, например, при установке в системе нагревания: как правило, значение измеряемой величины в этой системе изначально находится ниже уставки.

Рисунок 3.11

Рассмотрим пример сигнализации с типом логики 5.
На рисунке 3.12 показаны диаграммы работы компаратора без блокировки первого срабатывания, тип логики 1 (рисунок 3.12, б), и с блокировкой - тип логики 5 (рисунок 3.12, в).

Рисунок 3.12

При использовании типа логики 1 происходит нежелательное срабатывание компаратора (зона I на рисунке 3.12, б) на этапе I, когда реально аварийной ситуации нет. При использовании типа логики 5 нежелательного срабатывания не происходит.
После включения прибора выход компаратора будет находиться в состоянии «выкл» до первого превышения установленного значения (I этап), и только когда измеряемая величина снова примет значение ниже предела отклонения, выход компаратора впервые перейдет в состояние «включено» - сигнализация сработает.
3.2.8.3 Сигнализация об обрыве в контуре регулирования
3.2.8.3.1 Действие сигнализации основано на том, что если значение регулируемого параметра не меняется в течение определенного времени при подаче максимального (минимального) управляющего воздействия, то в контуре регулирования произошел обрыв, и тогда на соответствующий выход выдается сигнал. Работа сигнализации об обрыве контура определяется двумя параметрами: «время диагностики обрыва контура» и «ширина зоны диагностики обрыва контура».
3.2.8.3.2 Устройство выдает сигнал тревоги, если по истечении времени диагностики обрыва контура измеренное значение не изменилось:
- для процесса нагрева при максимальном выходном сигнале не увеличилось, при минимальном - не уменьшилось;
- для процесса охлаждения при максимальном выходном сигнале не уменьшилось, при минимальном - не увеличилось.
При этом регулятор отключается.
3.2.8.3.3 Пример срабатывания устройства диагностики обрыва контура приведен на рисунке 3.13).
В точке А нагреватель вышел из строя, и температура начинает уменьшаться (рисунок 3.13, а). Регулятор увеличивает выходной сигнал (рисунок 3.13, б), контролируя отклик системы. Поскольку температура продолжает уменьшаться, рассогласование растет, и значение Y достигает 100 %. В момент достижения Y = 100 % (точка В) прибор начинает отсчет «времени диагностики обрыва контура» Δt.
Если по истечении этого времени температура продолжает уменьшаться, сигнализация срабатывает (кривая I на рисунке 3.13, а). Если температура стала расти, но за время Δt изменение температуры не превысило «ширину зоны диагностики обрыва контура» (кривая II на рисунке 3.13, а), сигнализация также срабатывает (рисунок 3.13, в). Об аварийной ситуации сигнализирует свечение светодиода LBA.

Рисунок 3.13

3.2.9 Выходные устройства прибора

Встроенные выходные устройства (ВУ) предназначены для передачи управляющего сигнала на исполнительные механизмы, либо для передачи данных на регистрирующее устройство. Порядок установки параметров ВУ прибора описан в п. 6.2.3.
3.2.9.1 Ключевое ВУ - электромагнитное реле, транзисторная оптопара, оптосимистор, выход для управления твердотельным реле - используются либо для управления исполнительным механизмом при регулировании, либо для управления сигнализирующим устройством.
В режиме ПИД-регулирования осуществляется импульсное управление по принципу ШИМ с периодом следования импульсов Тсл и длительностью каждого импульса Di = Yi*Тсл.
ВУ ключевого типа используется для управления (включения/выключения) нагрузкой либо непосредственно, либо через более мощные управляющие элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы.
3.2.9.2 ВУ аналогового типа используется либо для осуществления аналогового управления при ПИД-регулировании, либо для выдачи сигналов на устройство, регистрирующее контролируемую величину в течение процесса регулирования.
3.2.9.2.1 ВУ аналогового типа в приборе ТРМ210 - это цифроаналоговый преобразователь, который формирует токовую петлю 4...20 мА или напряжение 0...10 В и, как правило, используется для управления электронными регуляторами мощности. При аналоговом управлении выходной сигнал (ток / напряжение) ЦАП пропорционален значению выходного сигнала регулятора.
3.2.9.2.2 При работе в режиме регистратора прибор сравнивает величину на входе с заданными значениями и выдает на соответствующее ВУ аналоговый сигнал в виде тока 4...20 мА либо напряжения 0...10 В, который можно подавать на самописец или другое регистрирующее устройство (подробнее см. п. 6.2.3.2). К регистрирующим устройствам относятся: самописцы, блоки сбора данных на основе персональных или промышленных компьютеров, другие контроллеры с возможностью записи или дальнейшей передачи информации.
3.2.9.3. Особенности подключения и использования выходных устройств приведены в п. 5.3.2.

3.2.10 Интерфейс связи RS-485

Интерфейс связи предназначен для включения прибора ТРМ210 в сеть, организованную по стандарту RS-485. Использование прибора в сети RS-485 позволяет осуществлять следующие функции.
1) Сбор данных об измеряемых величинах и протекании процессов регулирования в системе SCADA.
2) Установка параметров прибора с помощью программы-конфигуратора.
3) Дистанционное управление процессом регулирования и автонастройки с помощью программы-конфигуратора, работающей в среде Windows.
RS-485 является широко распространенным в промышленности стандартом интерфейса, обеспечивает создание сетей с количеством узлов (точек) до 256 и передачу данных на расстояние до 1200 м. При использовании повторителей количество подключенных узлов и расстояние передачи может быть увеличено. Для соединения приборов применяется экранированная витая пара проводов, к которым предъявляются следующие требования: сечение не менее 0,2 мм2 и погонная емкость не более 60 пФ/м.
Все приборы в сети соединяются в последовательную шину (рисунок 3.14). Для качественной работы приемопередатчиков и предотвращения влияния помех линия связи должна иметь на концах согласующий резистор сопротивлением Rсогл = 120 Ом, подключаемый непосредственно к клеммам прибора (см. рисунок 3.14).

Рисунок 3.14

Подключение прибора к персональному компьютеру осуществляется через адаптер интерфейса RS-485 / RS-232, в качестве которого может быть использован адаптер ОВЕН АС3, АС3-М или АС4.
Примечания
1) Адаптер интерфейса ОВЕН имеет согласующий резистор сопротивлением Rсогл = 120 Ом внутри.
2) C описанием протокола обмена, списком параметров, программой пользователь может ознакомиться на сайте www.owen.ru. Обмен может осуществляться с одной из скоростей стандартного ряда: 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 115200 бит/с.

< Назад

Содержание

Вперед >