Функциональный состав комплексов Каскад, АКЭСР

Электрические регуляторы

Выполняются как приборного, так и аппаратного типа, а также широко представлены и агрегатные электрические комплексы.

Особенности электрических регуляторов:

ü Распространение обуславливается, например тем, что многие технологические параметры измеряют с помощью преобразователей, имеющих на выходе электрический сигнал. С этим связана простота связи между датчиком и регулирующим устройством.

ü Математические операции, необходимые для реализации заданных законов регулирования, реализуются с помощью обратных связей, охватывающих либо усилители, либо усилители и исполнительные механизмы. В качестве элементов обратной связи используются R-C цепочки, изменением параметров которых и достигаются необходимые характеристики регулирующих устройств.

ü Отсутствие ограничений на взаимное расположение отдельных элементов регулирующего устройства (задатчика, регулятора, исполнительного механизма), т.к. электрический сигнал дает передачу на большое расстояние.

ü Особенности электрических исполнительных механизмов:

Достоинства: без питания выходной элемент исполнительного механизма, остается неподвижным сколь угодно долго, что достигается с помощью самотормозящих редукторов;

Недостатки: наличие выбега выходного элемента, т.е. движение выходного элемента после отключения сигнала в течение некоторого времени. Это свойство может обусловить наличие колебаний в системе регулирования, особенно, если исполнительный механизм на охватывается обратной связью.

Наиболее часто используются агрегатные электрические средства:

ü Каскад, Каскад2;

ü АКЭСРI (II) – агрегатный комплекс электрических средств регулирования;

ü Р25, Р29 (Контур);

ü КТС ЛИУС-2 – комплекс технических средств локальных измерительных устройств;

ü Программируемые контроллеры.

Комплексы состоят из различных регулирующих и функциональных устройств, предназначенных для преобразования сигналов, поступающих от датчиков, а также для формирования команд управления исполнительными механизмами.

Совокупность регулирующих, оперативных и функциональных блоков образуют комплекс.

1 – измерительные блоки служат для непосредственного воспроизведения информации.

2 – блоки нелинейного преобразования служат для кусочно-нелинейной аппраксимации.

Взаимосвязь всех блоков в комплексе представлена в виде диаграммы

Регулирующие блоки	Импульсные блоки (± 24В)	Аналоговые блоки(0-5мА)
Блоки оперативного управления	Блоки ручного управления	Задатчики
Функциональные блоки	Измерительные блоки (1)	Алгебраич. блоки	Логические блоки	Блоки нелиней. преоб.(2)	Диф..- интегр.	Усилители
Первичные преобразователи (датчики)	Токовые: 0-5мА, 0-20мА, 4-20мА	Взаимная индуктивность: 0-10мГн, 0-2В	Неунифицир сигнал ТП, ТС	…

На основе элементов этого комплекса можно:

1. реализовать различные законы регулирования;

2. осуществить ввод и вывод информации для операторов, логических устройств, управляющих комплексов;

3. сформировать динамические и логические связи между контурами управления;

4. выполнить различные преобразования аналоговой информации (демпфирование = фильтрация, дифференцирование, интегрирование).

Методом агрегатирования устройств в комплексе может быть построены разнообразные схемы регулирования и управления технологическими процессами. При этом из устройств комплекса могут быть скомплектованы как простейшие сигнализаторы, так и сложные многоуровневые АСУ ТП, с развитыми вычислительными и логическими функциями. Комплексы могут функционировать как самостоятельно, так и взаимодействовать с выше или параллельно стоящими системами управления, построенными на базе других агрегатных комплексов.

В настоящее время «автоматика» ориентирована на использование микропроцессорных средств. Микропроцессорные контроллеры в совокупности с локальными вычислительными сетями создают новый спектр функциональных возможностей:

ü сохранение результатов измерения технологических параметров за любой период времени и вывод информации в виде трендов или в ином удобном для оператора виде на экраны мониторов операторских станций;

ü мнемосхемы технологического процесса любой степени детализации с указанием текущих значений технологических параметров и сигнализацией состояния оборудования выводятся на экраны операторской станции, в связи с этим исчезает необходимость разработки и применения громоздких щитов;

ü вследствие высокой надежности контроллеров дистанционное управление в ручном режиме осуществляется через те же модули вывода управляющих сигналов, что и при автоматическом режиме, а это способствует экономии кабелей на прокладку линий связи.

Обобщенная структурная схема микропроцессорного контроллера(МПК)

МП – микропроцессор;

ЗУ – запоминающее устройство: ПЗУ – постоянное (логические схемы), ППЗУ – перепрограммируемое (изменение программы), ОЗУ – оперативное;

УСО – устройство связи с объектом для ввода и вывода информации;

СУ – согласующее устройство (согласование уровня сигналов от ПП к преобразователю гальванически развязанное);

АЦП и ДЦП – аналогово и дискретно цифровые преобразователи;

ЦДП и ЦАП – цифро – аналоговые и дискретные преобразователи.

Чтобы мог общаться с МПК используются:

ИН – индикаторные устройства;

ПУ – пульт управления контроллером или соединенная с МПК ЭВМ.

Недостатки:

ü более сложное обслуживание МПК;

ü необходимость обеспечения помехозащищенности МПК по входным цепям и по цепям питания (гальванические развязки, фильтры), т.к. сильные э/м поля искажают характеристики питающих и входных цепей;

ü необходимость обеспечения надежности работы при сбоях питания (независимый источник питания и дублирование питающей сети), т.к. есть опасность потери текущей информации в ОЗУ;

ü необходимость обеспечения самодиагностики работы МПК и при обнаружении неисправности передача информации оператору и/или передача управления резервному МПК.