Автор | Сообщение |
---|---|
admin | |
В данной публикации автор рассматривает на аппаратном уровне вопросы взаимодействия терморегулятора (измерителя-регулятора) и периферийных устройств, которые могут быть подключены к нему при организации локальной АСУ ТП. Приведены конкретные примеры локальной АСУ ТП.
Но недорогие локальные АСУ ТП, которые решают такие задачи, как выпекание хлеба, обжиг кирпича, закалка стальных деталей и т. д., никуда не денутся — они по-прежнему актуальны. В технической литературе по отношению к локальной АСУ ТП также употребляется термин «локальные регуляторы». Это устройства, которые сочетают функции измерения технологического параметра, его индикации и управления этим параметром. Как правило, локальные регуляторы контролируют не более 10 технологических параметров, территориально расположены близко от объекта автоматизации и не позволяют вносить изменения в алгоритм регулирования. Терморегуляторы Данное решение позволяет выполнять следующие задачи:
Функциональная схема двухканального терморегулятора с подключенными датчиками температуры (термопреобразователями сопротивлений) представлена на рис. 1. Рис. 1. Функциональная схема двухканального терморегулятора
В состав каждого канала измерения и регулирования терморегулятора, как правило, входят такие функциональные узлы, как универсальный вход, блок обработки данных и выходное устройство. Под универсальным входом понимается устройство, к которому подключаются первичные датчики (термопары, термопреобразователи сопротивления, датчики с унифицированными выходными сигналами). Если, например, к входу подключается термопреобразователь сопротивления (ТПС), то его сопротивление преобразуется в соответствии с его номинальной статической характеристикой (НСХ) в значение измеренной температуры. Измеряемое сопротивление трансформируется аналого-цифровым преобразователем в цифровой код, поступающий на микроконтроллер блока обработки данных. В данном блоке цифровое значение измеряемой величины может быть подвергнуто фильтрации (для уменьшения влияния случайных помех), коррекции и масштабированию. Микроконтроллер блока обработки данных, работая по заданной программе, управляет состоянием выходных устройств, обменом информацией по интерфейсу и т. д. Полученное значение отображается на измерительном индикаторе терморегулятора. Тип применяемого первичного датчика и диапазон измерения устанавливаются отдельно для каждого канала при конфигурировании (начальной установке). Все ПИД-регуляторы сравнивают измеренное значение канала с заданными величинами (уставками). Они обрабатывают сигнал рассогласования между измеренным сигналом и уставкой и выдают сигнал управления на широтно-импульсные модуляторы. Параметры работы и функции ПИД-регуляторов задаются независимо для каждого канала. Выходные сигналы терморегуляторов с выходных устройств управляют внешними исполнительными устройствами. Выходное устройство может быть ключевым или аналоговым. В качестве ключа может применяться транзистор с открытым коллектором, транзисторная оптопара, симисторная оптопара или электромагнитное реле. Аналоговое выходное устройство — это, как правило, аналоговый выход по току или по напряжению. Выходные устройства терморегуляторов гальванически развязаны от остальной схемы терморегулятора. Компараторы H и L предназначены для сигнализации выхода измеряемого технологического параметра за допустимые пределы. Встроенное выходное устройство с законченными сетевыми интерфейсами управления (RS-422, 485; CAN, USB, PROFIBUS, Ethernet и пр.) — необходимая опция современного терморегулятора. Примеры реализации АСУ ТП Рис. 2. Структурная схема локальной АСУ ТП с реализацией одноканального двухпозиционного регулирования Однако есть огромное множество задач, где конкретная температура должна поддерживаться определенное время или в заданные интервалы времени. Для их решения предназначены программные регуляторы (например, Метакон-613 и Метакон-614, описание которых приведено в [2]). Но в каких-то случаях может оказаться более целесообразным и дешевым применение обычного регулятора и реле времени. Рассмотрим пример: имеется электрическая печь для закалки деталей. Все операции по закладке деталей в печь и выемке из печи совершаются термистом вручную. Выдержка деталей при температуре (Т±DТ) °C производится в течение t часов. Отсчет времени должен начинаться с момента достижения температурой уставки (то есть Т °C), так как при помещении детали в печь последняя успевает остыть ниже допустимого уровня. Через t часов термисту необходимо включить световую и звуковую сигнализацию. На рис. 3 приведена структурная схема локальной АСУ ТП с реализацией поддержания температуры в заданный интервал времени. Рис. 3. Структурная схема локальной АСУ ТП с реализацией поддержания температуры в заданный интервал времени Следующий пример приведен для случая, когда многоканальный терморегулятор поддерживает температуру в заданные интервалы времени. Количество временных интервалов соответствует числу выходных каналов терморегулятора. На рис. 4 приведена структурная схема локальной АСУ ТП для 6-канального терморегулятора МЕТАКОН-562.
Рис. 4. Структурная схема локальной АСУ ТП для 6-канального терморегулятора Рис. 5. Структурная схема локально При применении многоканальных терморегуляторов каждый канал обеспечивает управление своим клапаном с приводом от однофазного электродвигателя и сигнализацию по двум независимым уровням. Использование реверсивного блока коммутации (БКР) позволяет управлять как электродвигателем привода клапана, так и электромагнитным тормозом исполнительного механизма. В АСУ ТП, помимо терморегуляторов, в качестве функционального ядра также могут быть задействованы промышленные контроллеры. Например, такие как контроллер систем вентиляции ТРМ1033, контроллер для одно- и двухконтурных систем отопления и ГВС ТРМ232М. Данные контроллеры предназначены для решения конкретных задач под определенные функциональные схемы. Внешний вид ТРМ232М приведен на рис. 6. Рис. 6. Внешний контроллер для одно- и двухконтурных систем отопления и ГВС ТРМ232М
ТРМ232М также имеет встроенный ПИД-регулятор. Одна из функциональных схем оборудования для одноконтурного отопления, управляемого посредством ТРМ232М, приведена на рис. 7. Рис. 7. Функциональная схема оборудования для одноконтурного отопления Заключение На рынке средств автоматизации для локальных АСУ ТП широко представлена продукция отечественных производителей, которые могут изготовить и поставить практически весь спектр необходимых приборов и оборудования. Надежность их устройств подтверждена многолетней практикой эксплуатации в тяжелых промышленных условиях. Гарантийные обязательства отечественных производителей на поставляемые средства автоматизации распространяются на срок до 36 месяцев. Потребителю может быть предложена опытная эксплуатация приборов и оборудования. Вся измерительная и регулирующая аппаратура отечественных производителей, применяемая в АСУ ТП, зарегистрирована в Госреестре средств измерений. Литература
Источник: http://www.controlengrussia.com/asu-tp/termoreguljator/ |
|
Сообщения: 463 |