Основные технические характеристики

1. Аналоговые входные сигналы

0-5 mA: R_вх=400 Ом

0-20 mA: R_вх=100 Ом

4-20 mA: R_вх=100 Ом

0-10 V: R_вх= 27 кОм

Максимальная погрешность АЦП-0,3%

2. Аналоговые выходные сигналы

0-5 mA: R_вх=2 кОм

0-20 mA: R_вх=0,5 кОм

4-20 mA: R_вх=0,5 кОм

Максимальная погрешность ЦАП-0,5%

3.Дискретный входной сигнал

сигнал логического 0 0-7V

сигнал логической 1 16-30V

входной ток 7 mA

4.Дискретные (импульсные) входные сигналы

Максимальное напряжение

коммутации - 40V

Максимальный ток нагрузки

каждого выхода -0,3А

5. Общие функциональные параметры:

–максимальное число алгоблоков – 99

–число алгоритмов – 76

–время цикла – 0,2-2.0S

–погрешности: суммирование, – 0%

умножение,деление – 0.01%

извлечение корня – 0,1%

–объем памяти: ПЗУ–32 кбайт; ОЗУ–8кбайт; ППЗУ–8 кбайт

6.Функциональные параметры регулирующей модели:

–число независимых контуров – 4

–вид регулятора: аналоговый, импульсный

–режим работы каждого контура: локальный, каскадный, дистанционный (ручной)

–вид задания: ручной, программный, супервизорный

–закон регулирования: ПИД, ПИ, ПД, П

–контролируемые параметры: задание, вход, рассогласование, выход, значение произвольного параметра, параметры программы, ошибки контура

–параметры настройки ручного задатчика:

способ установки – «больше–меньше»

дискретность установки – 0,025%

–параметры программного задатчика:

максимальное число программ – 40

максимальное число участков – 47

–команды управления программой: выбор программы пуск, стоп, сброс, переход к следующему участку

–состояние программы: пуск, стоп, сброс, конец программы

–управление выходом: способ управления в ручном режиме: «больше–меньше»; разрешающая способность контроля положения ИМ – 0,025%

7.Параметры интерфейса:

–локальная сеть «Транзит» (топология сети – кольцо)

–максимальное число контроллеров – 15

–связь с абонентом (через шлюз)

вид интерфейса – ИРПС, RC 232

8.Сигналы и параметры настройки:

–сигналы на аналоговых входах–выходах контроллера 0–100%

–аналоговые сигналы на выходе алгоблоков» «–»199,9…«+»199,9%

–текущее время: 1-й диапазон 0…819S,∞ 2-й диапазон 0…819min,∞

0…819min,∞ 0…819h,∞

–числовые сигналы счетчиков -8191…+8191

–логические сигналы лог.0, лог.1

–масштабные коэффициенты

(умножение на коэффициент) -15,99…+15,99

–коэффициент пропорциональности -127,9…+127,9

–минимальная длительность импульса на имп. Выход0,12…3,84S

–технические единицы, соответствующие 0 и 100% аналогового

сигнала -1999…+1999

Модификации Р-130

Контроллеры подразделяются по номенклатуре входов-выходов на 4 модификационные группы:

1) Аналоговые входы-выходы

мод.10 – 8 входов, 2 выхода

мод.11 – 16 входов, 4 выхода

2) Аналоговые и дискретные входы-выходы:

мод.12…17: аналоговый вход 8-16;аналоговый выход–2; диск. вх. 4…12;

диск. вых. 4–16

3) Аналоговые входы и дискретные входы-выходы

мод.20…27 (всего 7)

4) Дискретные входы-выходы:

мод.30…77(всего14)

Состав изделия

1.Блок контроллера – БК-1

2.Пульт настройки – ПН-1

3.Резисторы нормирующие – РН-1

4.Межблочный соединитель для приборных цепей – МБС

5.Клемно-блочный соединитель для размножения общих точек – КБС-0

6.Клемно-блочный соединитель для БП-1;БУТ-10;БУС-10;БУМ-10___КБС-1

7. Клемно-блочный соединитель для дискретных цепей ввода-вывода БК-1 и БПР-10____КБС-2

8. Клемно-блочный соединитель для аналоговых цепей ввода - вывода БК-1___КБС-3

9.Блок питания___БП-1

10.Блок усилителей сигналов для термопар____БУТ-10

11.Блок усилителей сигналов для резистивных датчиков__БУС-10

12.Блок усилителей мощности____БУМ-10

13.Блок переключения____БПР-10

14.Блок шлюза___БШ-1

15.Блок стирания___БСТ-1

Лекция №16

Функциональные возможности

Виртуальная (кажущаяся) структура описывает информационную организацию контроллера. Часть элементов виртуальной структуры реализована аппаратно, часть - программно. В состав виртуальной структуры входит:

1.Аппаратура ввода-вывода информации

2.Аппаратура оперативного управления и настройки

3.Аппаратура интерфейсного канала

4.Алгоритмические блоки (алгоблоки)

5.Библиотека алгоритмов

Рассмотрим назначение этих элементов.

Контроллер рассчитан на прием и выдачу аналоговых и дискретных сигналов. Аппаратура ввода (входные УСО) преобразует аналоговые и дискретные сигналы, поступающие на вход контроллера, в цифровую форму. Аппаратура вывода (выходные УСО) осуществляет обратное преобразование. Внешние цепи подключаются к контроллеру через два независимых канала А и Б. Все входы и выходы контроллера в исходном состояние не «привязаны» к каким-либо функциям контроллера(кроме двух аварийных).

Аппаратура оперативного управления - лицевая панель имеет набор клавиш,

ламповых и цифровых индикаторов, с помощью которых оператор контролирует параметры тех. процесса, изменяет режимы управления, меняет установки, пускает и останавливает программу. Пульт настройки предназначен для программирования контроллера, настройки его параметров и контроля сигналов во внутренних точках виртуальной структуры.

В контроллере имеется один интерфейсный канал, преобразующий последовательный код в параллельный и обратно.

Алгоблоки, организованные программно образуют область управления контроллера. Алгоблок «появляется» после того как в процессе программирования в него помещается алгоритм.

Термин «алгоритм» употребляется вместо термина «алгоблок»,т.е. задействованный алгоритм.

Библиотека алгоритмов содержит алгоритмы автоматического регулирования, логико-программного (пошагового) управления, а также алгоритмы, выполняющие синтаксические, математические, логические, аналогово-дискретные преобразование сигналов. Часть библиотечных алгоритмов связывают аппаратуру контроллера с основной массой функциональных алгоритмов. К «связным» алгоритмам относятся алгоритмы ввода-вывода сигналов, обслуживания лицевой панели и приема-передачи сигналов через интерфейсный канал.

Общие свойства алгоритмов и алгоблоков

Входы алгоритма делятся на две группы: сигнальные и настроечные. Сигналы, поступающие на сигнальные входы обрабатываются в соответствии с назначением алгоритма, а сигналы, поступающие на настроечные входы, управляют его параметрами настройки. На выходе алгоритма формируются сигналы, являющиеся результатом обработки алгоритмом входных сигналов. Число входов алгоритма не превышает 99, а число входных-25. Некоторые алгоритмы имеют неявные входы-выходы недоступные для конфигурирования (изображаются пунктиром).

Библиотечный алгоритм имеет три реквизита:

- библиотечный номер ( двухзначная десятичная цифра)-код;

-модификатор;

-масштаб времени.

Модификатор задает число однотипных операций, которые может выполнять один алгоритм. Например, в сумматоре модификатор задает число суммируемых входов, в программном задатчике - число участков программы.

Масштаб времени задает одну из двух размерностей для временных сигналов: «секунды» или «минуты» для младшего диапазона; «минуты» или «часы» - для старшего диапазона.

Размещение алгоритмов по алгоблокам

Любой алгоритм можно помещать в любой (по номеру) алгоблок, один и тот же алгоритм можно помещать в разные блоки, кроме алгоритмов ОКО и ОКЛ (формирующих информацию для индикаторов лицевой панели). Они помещаются только в первые четыре блока. Для некоторых алгоритмов имеется ограничение на кратность использования. Так алгоритм аналогового ввода группы А можно использовать один раз, т.к. он охватывает все аналоговые входы группы А.

Задачи конфигурирования

В процессе конфигурирования для каждого входа задается источник сигнала. Каждый вход алгоблока может находиться в двух состояниях: связанном и свободном. Вход считается связанным, если он соединен с выходом какого-либо алгоблока, иначе - свободным. На свободных входах сигналы могут устанавливаться оператором вручную в процессе настройки. Сигналы на свободных входах могут быть представлены в виде констант и коэффициентов. Константы устанавливаются и изменяются в режиме «программирования», коэффициенты можно устанавливать и изменять также и в режиме «работа».В процессе «конфигурирования» задается только вариант сигнала на свободном входе. Само значение константы или коэффициента устанавливается в процессе «настройки». Сигнал на любом входе можно инвертировать (для непрерывных – смена знака, для дискретных – заменой 1 на 0 или наоборот).

Правила конфигурирования

Любой вход любого алгоблока можно связать с любым выходом алгоблока или оставить свободным; на любом свободном входе любого алгоблока можно вручную задавать сигнал в виде константы или коэффициента; на любом входе сигнал можно инвертировать. В исходном состоянии все входы алгоблоков являются свободными.

Сигналы и параметры настройки

Аналоговые сигналы формируются на выходе таких алгоритмов как регуляторы, сумматоры, интеграторы и т.п. Аналоговый сигнал меняется в диапазоне 0÷100%, на выходе алгоблоков сигнал может меняться от -199,9 до 199,9%

Временные сигналы формируются на выходе таймеров, программных задатчиков и т.п. Конкретная размерность задается двумя параметрами: диапазоном и масштабом. Диапазон (младший или старший) задается для всего контроллера в целом. В алгоблоке задается масштаб времени (младший или старший).

Числовые сигналы – это сигналы на выходе счетчика или другого алгоритмов, работа которых связана с отсчетом событий.

Дискретные сигналы обычно обрабатываются логическими алгоритмами, связанными с переключением сигналов.

Масштабный коэффициент – параметр настройки алгоритмов, где требуется масштабирование сигналов (например, суммирование с масштабированием).

Длительность импульса – задание для минимальной длительности импульса, формируемого импульсным регулятором.

Технические единицы – это параметр настройки алгоритма оперативного контроля. Они задают формат числа, в котором контролируемые параметры выводятся на индикаторы лицевой панели.

Порядок обслуживания алгоблоков

Обслуживание алгоблоков ведется циклически с постоянным временем цикла. В начале обслуживается первый блок, затем второй и т.п. Время цикла выбирается при программировании в пределах 0,2-7,0 сек с шагом 0,2 сек. В оставшуюся от обслуживания часть цикла выполняется самодиагностика контроллера. Если эта процедура не успевает закончиться к концу цикла, она «растягивается» на несколько циклов. Поэтому при выборе времени цикла Т₀ желательно оставлять резерв 0,004-0,08сек. Для исключения задержки обслуживания надо расставить номера алгоблоков так, чтобы алгоблок – источник имел меньший номер, чем алгоблок – приемник.

Обратный счет и безударность

Процедура обратного счета и связанная с ней проблема безударности относятся к задачам автоматического регулирования. При решении этих задач возникает необходимость включать, выключать контур регулирования. Эти операции должны выполняться безударно, т.е. плавно. Для безударного переключения в составе контура должны находиться алгоритмы, способные отслеживать требуемые сигналы.

Например, если цепочка алгоритмов отключается, каждый алгоритм переходит в режим обратного счета, в результате которого интегратор «заряжается» до величины Y_п =(Y_вых /х₂ ) – х₁

Когда отключенная цепь включится, начальное значение на выходе будет равно сигналу, предшествовавшему включению.

Лекция №10

ПОДГОТОВКА КОНТРОЛЛЕРА РЕМИКОНТ-130 И ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОРОМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ.

Работа на контроллере Ремиконт-130 состоит из выполнения последовательно двух типов операций:

- программирование, настройка и контроль;

- оперативное управление.

Первый тип операций осуществляется с помощью выносного пульта настройки (ПН-1), который после их проведения отключается от блока контроллера (БК-1). После включения контроллера производится тестирование, целью которого является проверка работоспособности контроллера. Порядок тестирования определен таблицей 17 технического описания. Тест считается выполненным, если результаты тестирования будут «00». В процессе тестирования проверяются ПЗУ, ОЗУ, ППЗУ, интерфейсный канал, пульт настройки, лицевая панель БК-1 и средства вывода информации.

После тестирования следуют процедуры собственно программирования, в которых задаются все программируемые параметры контроллера, определяющие его алгоритмическую структуру. Эти параметры задаются «трехступенчатым» методом: вначале выбирается та или иная процедура, в ней выбирается нужная операция и в пределах этой операции устанавливаются нужные параметры.

В контроллере имеется 7 процедур программирования:

1.Приборные параметры, в которой производится обнуление или ввод стандартной конфигурации, устанавливается комплектность, разрешение или запрет на изменение алгоритмической структуры, временный диапазон, время цикла, контролируется ресурс ОЗУ и номер библиотеки алгоритмов, зашитой ПЗУ.

2.Системные параметры, в которой устанавливается логический номер контроллера в локальной сети и режим работы интерфейса.

3. Алгоритмы, в которой алгоблоки заполняются алгоритмами с указанием модификатора и масштаба времени.

4. Конфигурирование, в которой для входов алгоблоков – приемников определяются источники сигналов.

5.Параметры настройки, в которой устанавливаются значения параметров настройки на свободных входов алгоблоков.

6.Начальные условия, в которой устанавливаются начальные значения сигналов на выходах алгоблоков.

7.Работа с ППЗУ, в которой выполняется запись в ППЗУ, восстановление информации из ППЗУ в ОЗУ, регенерация ОЗУ, ППЗУ.

Второй тип операций – оперативное управление осуществляется на лицевой панели блока контроллера БК-1. Для того, чтобы вести оперативное управление пульт настройки ПН-1 должен быть отключен. Предварительно с помощью ПН-1 контроллер должен быть переведен в режим «Работа». В контроллере можно организовать до 4 – х контуров регулирования. Оперативное управление ведется по избирательному принципу: выбирается номер контура и для него контролируются и изменяются режимы, параметры и сигналы. Контроль ошибок ведется для всего контроллера в целом.

В процессе оперативного управления обеспечивается:

1)Выбор режимов управления и ручное управление исполнительным механизмом;

2)Выбор вида задания и ручное изменение задания;

3)Управление программным задатчиком;

4)Контроль сигналов, характеризующих работу контура, а также контроль выполнения программы при программном регулировании;

5)Контроль ошибок работы контура.

Кроме того для контроллера в целом контролируется исправность контроллера.

Последовательность операций при работе с лицевой панелью следующая:

1)Выбор контура. На индикатор выводятся лишь номера реально запрограммированных контуров, в состав которых входит алгоритм оперативного контроля ОКО.

2)Контроль параметров. По верхнему цифровому индикатору (ЦИ) всегда контролируется текущий сигнал задания. На нижний ЦИ можно вызвать один из семи различных параметров, относящихся к выбранному контуру.

Для контроля выходного сигнала помимо нижнего ЦИ (параметр «вых») используется шкальный индикатор . точность этого индикатора существенно ниже, чем ЦИ. Кроме того для импульсного регулятора с помощью двух индикаторных ламп «Δ» и «▼» дополнительно контролируется срабатывания регулятора в направлении «больше», «меньше» - соответственно.

3)Выбор режима управления и ручное изменение задания

Возможны 4 режима управления: каскадное (КУ), локальное (ЛУ), дистанционное (ДУ) и ручное (РУ).

Выбирать каскадный или локальный режим работы можно как при отсутствии, так и при наличии дистанционного режима работы. В каскадном и локальном режиме сигналы и параметры контура индицируются следующим образом:

Сигналы задания, входа и рассогласования в каскадном режиме относятся к ведущему, а в локальном режиме к ведомому регулятору.

Назначение остальных параметров на зависит от выбранного режима, а именно: выходной сигнал и признак ошибки контура относится к регулятору в целом, параметры программы N_н, τ_н – к ведущему регулятору.

4)Выбор вида задания. Возможны три вида задания: ручное (РЗ), программное (ПЗ) и внешнее (ВЗ). Все три вида задания могут быть запрограммированы как для каскадного, так и для обычного регулятора. Если каскадный регулятор переключается в локальный режим, то задание локальному (ведомому) регулятору изменяется только вручную. Однако ламповые индикаторы (ЛИ) в группе «режим задания» по-прежнему указывают на вид задания каскадного (ведущего) регулятора.

5)Управление программным задатчиком.

В одном контуре могут предусматриваться несколько программных задатчиков, однако к регулятору в каждый момент подключен лишь один из них. Все команды управления программным задатчиком действуют одновременно на все программные задатчики данного контура. Переход в режим ручного или внешнего задания на работу программных задатчиков не влияет.

При управлении программным задатчиком могут выполняться следующие операции:

1)выбор номера программы;

2)пуск программы;

3)останов программы;

4)сброс программы;

5)переход к следующему участку программы

Программный задатчик может находиться в одном из четырех состояний: «пуск», «стоп», «сброс», «конец программы»,которые исполняются нажатием определенного сочетания клавиш.

Контроль сигналов и параметров программного задатчика ведется по цифровым индикаторам, при этом верхний ЦИ всегда показывает текущее значение задания. По нижнему ЦИ в режим N_n контролируется ход выполнения программы.

6)Контроль ошибок

Для контроля ошибок на лицевой панели предусмотрено пять ламповых индикаторов (вверху): ЛИ «0» сигнализируют мигающим светом о неисправностях контроллера, ЛИ «1-4» сигнализирует ровным светом об ошибке в соответствующем (по номеру) контуре. Выбрав интересующий контур и установив режим контроля «ОК» (ошибка контура), по нижнему ЦИ можно определить номер сигнала, вышедшего за допустимые границы. При отсутствии ошибок в режиме «ОК» на нижнем ЦИ высвечивается нулевое значение.