Автоматизированные технологические комплексы - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
Содержание.
> 1.Введение
2стр.
> 2.Основные технические характеристики
6стр.
> 2.1.Регулирующая модель
6стр.
> 2.2.Логическая модель
9стр.
> 2.3.Пульт настройки ПН-1
12стр.
> 2.4.Блок питания БП-1
14стр.
> 2.5.Блок усилителей сигналов резистивных датчиков
> БУС-10
14стр.
> 2.6.Блок усилителей сигналов низкого уровня и
> термопар БУТ-10
14стр.
> 2.7.Блок усилителя БУМ-10
18стр.
> 2.8.Блок БПР-10
18стр.
> 2.9.Блок "шлюза"
20стр.
> 2.10.Устройство связи с объектом УСО
20стр.
> 2.11.Организация внешних соединений
21стр.
> 2.12.Сигналы и параметры настройки
21стр.
> 3.Функциональные возможности
24стр.
> 3.1.Виртуальная структура
24стр.
> 3.2.Общие свойства алгоритмов и алгоблоков
25стр.
> 3.3.Ресурсы требуемых алгоритмов
28стр.
> 4.Подготовка и включение РЕМИКОНТ Р-130 29стр.
> 4.1.Подготовка блока контроллера БК-1 к работе 30стр.
> 4.2.2.Тестирование
30стр.
> 4.2.3.Приборные параметры
33стр.
> 4.2.4.Системные параметры
36стр.
> 4.2.5.Алгоритмы
37стр.
> 4.2.6.Конфигурация
38стр.
> 4.2.7.Настройка
39стр.
> 4.2.8.Начальные условия
40стр.
> 4.2.9.Операции с памятью
40стр.
> 4.2.10.Контроль ошибок
42стр.
> 4.3.Настройка и контроль
42стр.
> Приложение
> 1.Основные технические характеристики
43стр.
> 2.Коды ошибок в подтверждении блока "шлюз"
> 3.Ресурсы, требуемые алгоритмом
> 4.Модификация регуляторов
> 5.Неисправности типа "отказ"
> 6.Неисправности типа "ошибка"
> 7.Библиотека алгоритмов
ВВЕДЕНИЕ.
Широкое распространение сложных автоматизированных технологических
комплексов, включающих в себя технологические объекты управления (ТОУ) и
автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП),
требует достаточно высокого уровня подготовки обслуживающего их персонала.
Сложность такой подготовки обусловлена техническим прогрессом в электронной
и приборостроительной промышленностях. За последнее десятилетие эти отросли
освоили выпуск средств автоматического контроля, управления и регулирования
нового поколения на основе микропроцессорной и вычислительной техники.
Этиприборы , обладают широкими функциональными возможностями, имеют не
очень высокую стоимость позволяют строить автоматизированные системы
управления технологическими процессами на небольших предприятиях.
Совместимость этих средств с вычислительными средствами ( в частности
персональными ЭВМ), позволяет применять существующие программные средства
для формирования управляющих возможностей и отображения информации о
состоянии процесса. Все это делает АСУ ТП гибкой, более наглядной легко
управляемой. Однако, за этой кажущейся простотой, скрывается высокая
сложность применяемых технических средств, постичь которую необходимо
находясь на учебной скамье. Поэтому, в настоящее время, в учебный процесс
стали внедряться учебно-производственные комплексы, имитаторы и тренажеры,
позволяющие максимально приблизить процесс обучения к производственным
условиям. Решая различные учебные задачи с помощью таких средств, студенты
постигают принцип действия применяемых средств, их функциональные
возможности и применение. Именно эти цели преследует данная техническая
разработка учебного комплекса РЕМИКОНТ Р 130 для моделирования типовых
звеньев и систем АСР в целом. В цикле практических занятий и
лабораторных работ студенты знакомятся со всеми функциональными блоками и
узлами изделия РЕМИКОНТ Р 130 , выполняют операции по предустановочной
проверке и подготовке микропроцессорных средств управления и
регулирования, их технологического программирования и запуска в работу. На
примере моделирования типовых звеньев АСР студенты знакомятся с применением
проектирования алгоритмических структур, с характеристиками алгоритмов
ввода-вывода и обработки поступающей измерительной информации.
Полученные на этапе значения и практические навыки используются для
выполнения задания более высокого уровня - моделирования автоматической
системы регулирования . Это дает возможность применять комплекс в процессе
курсового и дипломного проектирования для оценки качества регулирования в
проектируемой АСР. Проделанный цикл практических занятий и лабораторных
работ не является окончательным и может развиваться и совершенствоваться
путем постановки новых учебных задач.
1. Общие сведения об изделии РЕМИКОНТ Р 130.
РЕМИКОНТ Р-130 - это компактный малоканальный многофункциональный
контроллер общепромышленного назначения, обеспечивающий автоматическое
регулирование и логическое
управление технологическими процессами. Эффективность применения РЕМИКОНТ
Р-130 обеспечивается за счет высокой надежности реализуемых как простых,
так и достаточно сложных
функций управления небольшими агрегатами в низовых звеньях
автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).
Приборостроительная промышленность выпускает РЕМИКОНТ Р-130 двух
модификаций - регулирующий и логический. Регулирующая
модель предназначена для решения задач автоматического регулирования
технологических параметров. Логическая модель реализует логический режим
программного пошагового
управления. Регулирующая модификация позволяет реализовать локальное ,
каскадное , программное , супервизорное , многосвязное регулирование.
Архитектура этой модели обеспечивает возможность вручную и автоматически
включать, отключать, переключать и реконфигурировать контуры
регулирования, причем все эти операции выполняются безударно независимо от
сложности структуры. В сочетании с обработкой аналоговых сигналов эта
модель позволяет выполнять также логические преобразования сигналов и
вырабатывать не только аналоговые или импульсные , но и дискретные команды
управления. Логическая модель РЕМИКОНТ Р-130 формирует программу шагового
управления с анализом условия выполнения каждого шага, заданием
контрольного времени на каждом шаге и условным или безусловным переходом
программы к заданному шагу. В сочетании с обработкой дискретных сигналов
эта модель позволяет выполнять также разнообразные функциональные
преобразования аналоговых сигналов и вырабатывать не только дискретные, но
и аналоговые управляющие сигналы. Основным элементом РЕМИКОНТ Р-130
является блок контроллера БК-1, на лицевой панели
которого расположены органы контроля и управления , позволяющие вручную
изменять режимы работы , устанавливать задание , управлять ходом выполнения
программы, вручную управлять
исполнительными устройствами, контролировать сигналы и получать
исполнительными устройствами, контролировать сигналы и получать сообщения
об ошибках. Стандартные аналоговые и дискретные и дискретные датчики и
исполнительные устройства подключаются к
РЕМИКОНТУ Р-130 с помощью индивидуальных кабельных связей. РЕМИКОНТУ Р-130
с помощью индивидуальных кабельных связей. Обработка сигналов внутри
контроллера выполняется в цифровой форме. Блоки, как регулирующей, так и
логической модели могут объединяться в локальную управляющую сеть "Транзит"
кольцевой конфигурации, при этом для такого объединения никаких
дополнительных устройств не требуется. Обмен информацией между
контроллерами осуществляется по двухпроводной линии. С помощью блока
"Шлюз", входящего в состав РЕМИКОНТ Р-130, сеть "Транзит" может
взаимодействовать с любым внешним абонентом, например ПЭВМ, имеющим
соответствующий интерфейс. Микропроцессорный контроллер является
программируемым устройством. Однако каких-либо особых знаний
программирования от оператора не требуется. Процесс программирования
сводится к тому , что путем последовательного нажатия нескольких клавиш из
библиотеки , "зашитой" в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ),
извлекаются нужные алгоритмы , которые затем объединяются в системы
заданной конфигурации и в них устанавливаются требуемые параметры
настройки. Введенная информация может сохраняться в ПЗУ при отключении
сетевого питания за счет питания от встроенной гальванической батареи.
Для обеспечения нормальной работы блока контроллера БК-1, преобразующего и
обрабатывающего аналоговую и дискретную информацию в цифровой форме,
используется ряд дополнительных блоков. Эти блоки предназначены для
усиления сигналов, идущих от датчиков естественных сигналов и
преобразования их в унифицированные, а также формирования дискретных
сигналов напряжением 220 В , организации внешних переключений и блокировок.
РЕМИКОНТ Р-130 снабжен средствами самодиагностики, сигнализации и
идентификации неисправностей, в том числе при отказе аппаратуры или выходе
сигналов за допустимые границы.
1. Состав комплекса.
Перечень блоков и узлов входящих в состав изделия РЕМИКОНТ Р 130
Табл. 1.1
| |
|
|Обозначение |Наименование
|
|БК-1 |Блок контроллера
|
|ПН-1 |Пульт настройки для технологического програм мирования блока
|
| |контроллера
|
|РН-1 |Резисторы нормирующие
|
|МБС |Межблочный соединитель
|
|КБС-0 |Клеммно-блочный соединитель для размножения общих точек
|
|КБС-1 |Клеммно-блочный соединитель для реализации приборных цепей БК-1 и
|
| |подключения нагрузки к блокам БУТ-10,БУС-10 и БУМ-10
|
|КБС-2 |Клеммно-блочный соединитель для дискретных цепей ввода-вывода
БК-1|
| |и БПР-10
|
|КБС-3 |Клеммно-блочный соединитель для аналоговых цепей ввода-вывода БК-1
|
|БП-1 |Блок питания
|
|БУТ-10 |Блок усилителей сигналов низкого уровня
|
|БУС-10 |Блок усилителей сигналов низкого уровня резистивных датчиков
|
| |(термосопротивлений)
|
|БУМ-10 |Блок усилителей мощности
|
|БПР-10 |Блок переключений
|
|БСТ-1 |Блок стирания
|
|БШ 1 |Блок шлюза
|
2.ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Блок контроллера БК-1
Блок контроллера БК-1 выполняет функции: 1) преобразования аналоговых
и дискретных входных сигналов в цифровую форму; 2) преобразования сигналов,
представленных в контроллере в цифровой форме, в аналоговые и дискретные
выходные сигналы; 3) обработки поступающей информации в соответствии с
требуемыми алгоритмами управления; 4) обработки дискретных аварийных
сигналов; 5) приема и передачи сигналов через интерфейсный канал цифровой
последовательной связи; 6) оперативного контроля и управления с помощью
индикаторов и клавиш, расположенных на лицевой панели блока. На задней
панели блока БК-1 расположен легкосьемный
аккумулятор, состоящий из 3 элементов подключенных непосредственно к модулю
процессора без разрушения информации.
2.1. Регулирующяя модель РЕМИКОНТ Р-130.
В регулирующей модели предусмотрено: 1. Организация до четырех
контуров локального или каскадного регулирования, с аналоговым или
импульсным выходом, с ручным, программным (или
многопрограммным) или супервизорными задатчиками; 2. разнообразное
сочетание (в зависимости от требований заказчика) аналоговых и дискретных
входов-выходов; 3. "библиотека" включает
в себя более 76 записанных в ПЗУ алгоритмов непрерывной и дискретной
обработки сигналов, включая алгоритмы ПИД-закона регулирования
математических, динамических, нелинейных,
аналоговых и логических преобразований; 4. до 99 алгоритмических блоков
(алгоблоков) со свободным внесением в них любых алгоритмов из библиотеки и
свободным конфигурированием между собой и с входами и выходами контроллера;
5. ручная установка любых коэффициентов настройки в любых алгоритмах и
автоподстройка их в процессе работы; 6. безударные (*) изменения режимов
управления и безударное включение, отключение, переключение, изменение
конфигурации контуров регулирования любой степени сложности; 7.
формирование нескольких (до 47 программ), с возможностью оперативного
выбора нужной программы . 8. объединение до 5 контроллеров в локальную
регулирующую сеть "Транзит", в которой контроллеры могут обмениваться
информацией. Сеть также допускает включение в нее логических моделей
контроллера.
Оперативное управление Регулирующей модели
Для оперативного управления на лицевой панели блока контроллера БК-
1(01) расположены следующие органы контроля и управления:
- пять ламповых индикаторов устройства контроля ошибок;
- одноразрядный цифровой индикатор номера контура регулирования;
- четырехразрядный цифровой индикатор "Задание";
- четырехразрядный цифровой индикатор группы "Режим контроля";
- семь ламповых индикаторов группы "Режим контроля";
- шкальный индикатор "Выход"; - четыре ламповых индикатора "Режим
управления";
- три ламповых индикатора "Режим задания";
- двенадцать клавиш оперативного управления блоком;
- разъем для подключения пульта настройки ПН-1. Одноразрядный цифровой
индикатор "Контур" показывает номер контура регулирования с которым
работает оператор. При этом на цифровой
индикатор "Задание" выводится заданное значение регулируемого
параметра для данного контура. На цифровой индикатор группы "Режим
контроля" в зависимости от выбора могут быть выведены значения следующих
параметров:
Вх - значение входной величины(регулируемого параметра);
Е - значение сигнала рассогласования (ошибки);
Вых - значение выходной величины (регулирующего воздействия);
Z - значение произвольного сигнала, назначение которого
программируется;
Nп - номер программы программного задатчика;
tп - время, оставшееся до окончания текущего этапа программы
программного задатчика;
ОК - ошибка контура(указывается номер сигнала, значение которого вышло
за допустимые пределы. Шкальный индикатор "Выход", имеющий двадцать один
сегмент, предназначен для отображения значения сигнала на выходе контура
регулирования(регулирующего воздействия) или
положения исполнительного механизма(регулирующего органа) в пределах от 0
до 100%. Находящиеся рядом два индикатора / / сигнализируют о
срабатывании импульсного регулятора "Больше - Меньше". Четыре индикатора
группы "Режим управления" отображают режим работы
контура:
КУ - каскадное управление;
ЛУ - локальное управление;
ДУ - дистанционное управление;
РУ - ручное управление.
Три индикатора группы "Режим задания" сигнализируют режимы формирования
задания:
ВЗ - внешний задатчик;
ПЗ - программный задатчик;
РУ - ручной задатчик.
2.2. Логическая модель РЕМИКОНТ Р-130.
Максимальное число независимых одновременно выполняемых программ 4.
Максимальное число этапов (при условии, что число алгоблоков не превышает
99) 89 Максимальное число шагов в каждом этапе 29 выполнение программы
однократное, многократное, циклическое.
Максимальное число многократных повторений программы отдельных ее этапов,
конфигураций и программы 81) 91. Конфигурации и программы линейная
(последовательно шаг за шагом)с разветвлениями по условиям команды
управления пуск, стоп, сброс, выбор начального этапа и шага
включения и отключение выхода вручную, пуск одного шага состояние программы
пуск, стоп, выбор, пуск одного шага, ожидание, конец программы,
контролируемые параметры номер программы, номер повторения, номер этапа,
номер шага, время, оставшееся до истечения
контрольного времени состояния программы, состояние до трех дискретных
сигналов, ошибки программы.
Оперативное управление
Логической модели.
Лицевая панель предназначена для оперативного управления логическими
программами и содержит ламповые индикаторы (ЛИ), цифровые индикаторы (ЦИ)
и клавиатуру. На верхней части панели расположены пять ЛИ -контролирующих
ошибки. Тридцать два Ли "дискретный контроль" используются для контроля
состояния до 32 дискретных сигналов. Одноразрядный ЦИ "прог" (программа)
показывает номер программы , с которой работает оператор. Семь ЛИ в группе
"режим контроля" указывают, какая информация выводится на четырех разрядный
ЦИ. Семь ЛИ в группе "состояние" указывают, в каком состоянии находится
программа, а также состояние выхода
текущего шага. Лицевая панель имеет 12 клавиш, с помощью которых ведется
оперативное управление логической программой. В нижней части панели
расположено гнездо разьема , в которое включается пульт настройки ПН -1.
2.3. Пульт настройки ПН-1
Для технологического программирования настройки и контроля Ремиконта Р-
130 используется пульт настройки ПН-1. Он подключается к блоку контроллера
БК-1 через разъем, размещенный на его лицевой панели. Единичные индикаторы
сигнализируют о режиме работы выбранной процедуре и ошибках. Цифровые
индикаторы используются для контроля сигналов и параметров программирования
,,тестирования и т.д. Шесть клавиш используются для выбора режима
,процедур, параметров, для изменения параметров, запуска тестов и т.д.
Конструктивно пульт
настройки представляет собой портативный блок калькуляторного типа, который
при работе можно держать в руке или класть на стол. Пульт настройки ПН-1
содержит два цифровых индикатора: нижний и верхний, оба имеют по четыре
десятичные цифры. На нижнем цифровом индикаторе
кроме того может высвечиваться знак"-". Верхние единичные индикаторы
высвечивают сигналы: Ош- ошибка; отказ- отказ блока контроллера;
откл.интер.- отключение интерфейса; И п - наличие питания для
программирования. В средней части пульта настройки ПН-1 расположены *
идентичных индикаторов с последующим назначением процедур в режимах
"программ"- программирование и работа, о чем высвечивают единичные
индикаторы.
Назначение единичных индикаторов в режиме программирования:
Табл. 1.2.
|ТЕСТ |Тестирование, выполняется тестирование памяти интерфейса |
|ПРИБ |установка приборных параметров |
|СИСТ |установка системных параметров, логический номер контроллера в |
| |локальной сети и режим работы интерфейса |
|АЛГ |установка алгоритмов |
|КОНФ |установка конфигурации |
|НАСТР |установка параметров настройки |
|Н.УСЛ |установка начальных условий |
|ППЗУ |работа с ППЗУ; запись, восстановление информации из ППЗУ в |
| |ОЗУ,регенерация ПЗУ |
Назначение единичных индикаторов в режиме работа:
Табл 1.3
|ОШ |контроль ошибок |
|ПРИБ |контроль приборных параметров |
|СИОТ |контроль системных параметров |
|ВЫХ |контроль выходов алгоблоков |
|НАСТР |контроль параметров настройки |
|КЛБР |Калибровка, установка "нулей" в алгоблоках и выходных |
| |сигналов |
|ВХ |контроль входов алгоблоков |
Методика работы с клавиатурой, составление тест-команд, состав и контроль
программы описаны в техническом описании и инструкции по эксплуатации
2.899.550. ТО. Работа пульта настройки аналогична работе лицевой панели.
2.4. Блок питания БП-1
Блок питания подключается к промышленной сети переменного
токанапряжением 220 или 240V и вырабатывает три стабилизированных
напряжения 24V постоянного тока. Эти напряжения используются для питания:
1) блока контроллера БК-1 2) цепей дискретного входа-выхода
БК-1 3) цепей аналогового выхода БК-1 4) интерфейсных цепей БК-1 5) цепей
аварийного выхода БК-1 6) усилителей БУТ-10 и БУС-10 Кроме того, блок
питания БП-1 обеспечивает безразрывность локальной управляющей сети
"Транзит" при отказе одного из подключенных к сети контроллеров, а также
имеет релейный вход, сигнализирующий об отказе блока контроллера. Блок БП-
1 применяется лишь в случае ,когда у потребителя отсутствует приборная сеть
с напряжением 24V или когда требуется объединить контроллеры в локальную
сеть "транзит".
2.5. Блок усилителей сигналов резистивных датчиков БУС-10
Усилитель БУС-10 преобразует изменение сопротивления резистивных
датчиков (термопреобразователей сопротивления, реохордов) в токовый сигнал
0-5мА. Усилитель БУС-10 обеспечивает также настройку начального значения
сопротивления (соответствующего нулевому
выходному сигналу) и диапазона измерения сопротивления (соответствующего
изменению выходного сигнала на 5мА). К блоку БУС-10 по трех проводной
схеме могут подключаться как термометры сопротивления ,так и резистивные
датчики. Один блок БУС-10 содержит два независимых канала усиления имеющих
одинаковую настройку.
2.6. Блок усилителей сигналов низкого уровня и термопар БУТ-10.
Усилитель слаботочных сигналов БУТ-10 является связующим узлом между
датчиками естественного сигнала и блоком контроллера БК-1 и выполняет
следующие функции: 1. преобразование сигнала измерительной информации в
унифицированный сигнал постоянного тока 0-5 мА; 2. обеспечивает
конфигурацию изменения температуры свободных концов термопары; 3.
обеспечивает смещение пути входного сигнала и растяжку диапазона изменения
входного сигнала.
Один усилитель содержит два независимых канала усиления, рассчитанных на
одинаковую термопару и имеющих одинаковую настройку. Усилитель может
использоваться и не только для усиления сигнала термопары, но также для
усиления напряжения низкого уровня, получаемого от
источника Э.Д.С. Вход и выход каждого канала усилителя гальванически
связанны, однако между собой и от источника питания каналы гальванически
изолированны. Т.к. выход усилителя
подключается к гальванически изолированному аналоговому входу контроллера,
каждая термопара оказывается гальванически изолированный от других цепей.
Технические характеристики блока усилителя сигналов термопар БУТ-10.
Табл. 1.4.
|Наименование параметров |Значение |
|Число каналов усиления |2 |
|Параметры питания (постоянный ток): напряжение,|24 |
|В
|
