В ходе разработки системы автоматического регулирования температуры были выбраны и использованы регуляторы Минитерм 300.31.
Регуляторы Минитерм 300.31 предназначены для автоматического регулирования температуры самых разнообразных установок:
· печей и сушильных камер;
· водо- и воздухоподогревателей;
· климатических камер и кондиционеров;
· установок для переработки пластмасс;
· агрегатов для пастеризации молока и выпечки хлебобулочных изделий;
· котлоагрегатов и систем теплоснабжения.
Регулятор работает непосредственно с термопарой. Имется также возможность подключения дополнительных датчиков постоянного тока и напряжения, а также потенциометрического (реостатного) датчика.
Рис. 24. Функциональная схема регулятора Минитерм 300.31
Основные функции:
· П, ПИ, ПД, ПИД, двухпозиционное регулирования с импульсным или аналоговым выходным сигналом;
· линеаризация сигналов термопар и компенсация термо-ЭДС холодных спаев;
· возможность использования аналогового выхода в качестве сигнала, линейно зависящего от регулируемого параметра (температуры);
|
|
· формирование программного задания в виде произвольной кусочно-линейной функции времени (4 участка);
· логическое управление программным задатчиком (стоп, пуск, сброс);
· защита от обрыва цепи датчика (например, термопары);
· сигнализация верхнего и нижнего предельных отклонений регулируемого параметра от заданного значения;
· автоматизированная настройка динамических параметров регулятора;
· цифровая интерфейсная связь с верхним уровнем управления;
· цифровая индикация параметров процесса и самого регулятора.
Таблица 4. Технические характеристики регулятора Минитерм 300.31
Наименование параметров | Значение |
Питание | Напряжение – постоянного тока при амплитуде переменной составляющей от до (обеспечивается источником, встроенным в тиристорный усилитель мощности У300, У330 М, У340, У330.Р2 М, У13Н, У14.3, У14.1.Р3, У24, или групповым источником питания серии П300, в том числе со встроенными реле). Потребляемая мощность – не более . |
Конструктивное исполнение | Габаритные размеры – . Масса – не более . Монтаж – щитовой. |
Точность установки задания | . |
Аналоговые входы | Основная погрешность измерения: · для сигналов постоянного тока – не более ; · для сигналов термометров сопротивления 50П, 50М, 100П, 100М – не более ; · для сигналов термопар: ХА(К) – не более , ХК(L) – не более , ПП(S) – не более . |
Дискретные входы | Количество – 2. Вид – для подключения внешних «сухих» ключей (транзисторных или контактных). Коммутирующая способность – до , . Падение напряжения на замкнутом ключе – не более . Ток разомкнутого ключа – не более . Назначение – логическое управление программным задатчиком (пуск, стоп, сброс). |
Импульсный выход | Вид – "сухой" транзисторный ключ (, ) либо сигнал постоянного тока. Назначение – для управления пусковым устройством исполнительного механизма (для регулятора с импульсным выходом) или усилителем мощности У300, У330 М, У330.Р2 М, У340 или У24), по трехпроводной схеме подключения. |
Дискретные выходы | · для сигнализации верхнего и нижнего предельных отклонений регулируемого параметра от задания – 2; · для сигнализации отказа – 1. Тип и параметры выходов – «сухой» транзисторный ключ (, ) либо сигнал постоянного тока. |
Аналоговый выход | Вид (по выбору) – либо постоянного тока ( либо – по спецзаказу); Назначение: · для регуляторов с импульсным выходом – для подключения внешнего регистратора (самописца) регулируемого параметра (например, температуры); · для регулятора с аналоговым выходом – в качестве выходного сигнала регулятора. Тип и параметры выходов – «сухой» транзисторный ключ (, ) либо сигнал постоянного тока. |
Интерфейс | RS232C |
Составные элементы регулятора:
|
|
1. аппаратное устройство ввода информации воспринимает 5 аналоговых входных сигналов, которые преобразуются в цифровую форму аналогово-цифровым преобразователем, и 2 дискретных;
2. источник питания формирует напряжение постоянного тока для питания всех узлов регулятора;
3. цифровое вычислительное устройство содержит однокристальную микро-ЭВМ, оперативное и постоянное запоминающие устройства, элементы передачи и обработки информации;
4. преобразователь входных сигналов преобразует сигнал термопары согласно градуировочной таблице выбранного типа термопары;
5. ручной и программный задатчики формируют сигнал задания при работе регулятора соответственно в режиме стабилизации параметра и в программном режиме;
6. блок формирования закона регулирования реализует ПИД-закон совместно с исполнительным механизмом или совместно с интегратором;
7. блок автонастройки позволяет перевести замкнутую систему регулирования в режим автоколебаний с ограниченной амплитудой;
8. широтно-импульсный модулятор преобразует выходной сигнал блока закона регулирования в импульсы, управляющие ключами импульсного выхода.
Для монтажа применяется усилитель мощности тиристорный У13Н, предназначенный для управления мощностью переменного тока в электронагревателях и других устройствах.
Усилитель работает в комплекте с микропроцессорным регулятором серии Минитерм 300 или с другими регуляторами и управляющими устройствами. Применяются в системах автоматического регулирования температуры и других технологических параметров.
Основные функции:
· линейное преобразование входного сигнала постоянного тока в выходную мощность переменного тока;
· гальваническая изоляция цепей нагрузки от остальных цепей;
· переключение каналов управления с автоматического (от регулятора) на ручное дистанционное (например, от потенциометрического задатчика);
· введение запрета на включение выходных тиристоров;
· формирование напряжения постоянного тока для питания регуляторов;
· возможность подключения тиристоров для увеличения мощности.
Использование регуляторов Минитерм 300.31 обусловлено удовлетворению всем требованиям проведения автоматизации процесса, а также существенным упрощением алгоритмической, функциональной и структурной схем.
Рис. 25. Упрощенная алгоритмическая схема управления