Двухканальный программный ПИД-регулятор ТРМ151

 

Универсальный программный ПИД-регулятор позволяет создавать системы программного регулирования различной сложности в различных отраслях производства.

ТРМ151 имеет возможность независимо управлять двумя объектами (например, двумя печами). Он имеет два встроенных универсальных входа и выхода. Однако, путем подключения модулей аналогового ввода и вывода МВА8 и МВУ8 по интерфейсу RS-485 существует возможность расширения входов и выходов.

В отличие от традиционно жесткой архитектуры программ, используемой в приборах компании «ОВЕН», в регуляторе ТРМ151 применен принцип свободного программирования архитектуры программы, что обычно свойственно контроллерам [29]. Все параметры ТРМ151, описывающие его структурные элементы – регуляторы, вычислители, входные и выходные модули и т.д. – объединены в автономные модули. Из модулей, как из кубиков, собирается конфигурация прибора. Для этого пользователю необходимо установить связи между этими модулями.

Также для простоты дальнейшей эксплуатации модули можно группировать и оперировать с этими обобщенными блоками, не вдаваясь в их детализацию. В ТРМ151 введено два таких уровня обобщения – канал регулирования и объект регулирования.

Для объекта регулирования» можно создать один или несколько каналов регулирования. Подобный подход позволяет обеспечить лучшую связь прибора с реальными объектами. Например, в случае поломки одного из датчиков в режим АВАРИЯ переводится весь объект, а не только выходной элемент, связанный с этим датчиком. И не произойдет «перекосов» в работе из-за того, что одни каналы объекта работают в обычном режиме, а другие - в аварийном. ТРМ151 позволяет организовать управление 2-мя независимыми объектами.

Канал регулирования включает в себя входное устройство, регулятор и выходное устройство (рис.2.15). Всего прибор позволяет создать внутри себя 8 каналов регулирования с различными параметрами.

 

Рис. 2.15. Организация канала регулирования в приборе ТРМ151

Существует множество технологических процессов, в которых требуется не постоянное поддержание величины регулируемого параметра, а изменение этой величины по заранее определенному закону. Приборы с такими функциями часто называют программными задатчиками. ТРМ151 так же относится к классу программных задатчиков. При этом закон или последовательность изменения регулируемых прибором параметров системы в данном приборе названа программой технолога.

Программа технолога состоит из набора конечного числа этапов - шагов программы. На каждом шаге пользователем задается уставка, длительность шага и условия перехода на следующий шаг: по времени, по достижении определенного значения - измеренного или вычисленного, а также по комбинации времени и достижения значения.

Всего в ТРМ151 для одного объекта регулирования можно задать до 12 независимых программ технолога по 10 шагов. При этом каждая из 12 программ может исполняться как вложенная подпрограмма на одном из шагов другой программы. Такая гибкая система перехода между программами позволяет описать технологический процесс, практически, любой сложности

ТРМ151 имеет два универсальных входа, к которым можно подключать датчики (в том числе разного типа):

· термопреобразователи сопротивления типа ТСМ/ТСП;

· термопары TХК(L), ТХА(К), ТЖК(J), ТНН(N), ТПП(R), ТПП(S), ТПР(В), TВР(А-1,2,3);

· датчики с унифицированным выходным сигналом тока 0(4)...20 мА или напряжения 0...1 В.

Кроме того, ТРМ151 может снимать показания с 8-ми датчиков, подключенных к внешним модулям измерения МВА8 компании ОВЕН, по сети RS-485.

В приборе в зависимости от заказа могут быть установлены два выходных элемента в любых сочетаниях:

· реле 4 А 220 В;

· транзисторные оптопары n–p–n-типа 200 мА 40 В;

· симисторные оптопары 50 мА 300 В;

· цифроаналоговый преобразователь «параметр–ток 4...20 мА».

Кроме того, ТРМ151 может использовать 8 выходных элементов внешних модулей вывода ОВЕН МВУ8 по сети RS-485.

Общая схема подключения датчиков и выходных устройств полностью идентична прибору ТРМ202 (рис.2.13).

ТРМ151 может осуществлять регулирование различных измеренных или вычисленных величин. По измеренным сигналам ТРМ151 может осуществлять вычисление:

· относительной влажности (психрометрический метод);

· квадратного корня из измеренной величины;

· разности измеренных величин;

· среднего арифметического измеренных величин;

· минимальной и максимальной среди измеренных величин;

· суммы и частного измеренных величин.

Для регулирования в ТРМ151 предусмотрено восемь программных модулей - регуляторов, каждый из которых может работать по двухпозиционному или по ПИД-закону регулирования. Одновременно в ТРМ151 могут работать два регулятора.

ТРМ151 имеет важную особенность, выгодно отличающую его от других приборов, - это возможность на разных шагах программы подключать разные регуляторы к одному и тому же выходному устройству. Такая особенность прибора позволяет решать множество задач, которые ранее были трудно реализуемыми. В качестве примера можно привести процесс обжига керамики.

Технологический процесс обжига керамики требует точного регулирования в широком диапазоне температур. При этом на первом этапе поддерживается температура близкая к комнатной, а на последующих этапах - равная нескольким сотням градусов. Нагрев осуществляется одним нагревательным элементом. На разных температурах и при большом разбросе мощности исполнительного механизма коэффициенты ПИД-регулятора будут разными, поэтому добиться точной настройки одного ПИД-регулятора для работы в широком диапазоне температур практически невозможно. В этом случае спасает возможность переключаться с регулятора на регулятор на разных шагах технологического цикла. Достаточно организовать несколько, например три, различных регулятора с различными коэффициентами настройки ПИД-алгоритма для разных уставок и присоединить всех их к одному исполнительному механизму (рис.2.16).

Рис. 2.16. Пример использования прибора ТРМ151

 

ТРМ151 имеет встроенный интерфейс RS-485, обмен данными ведется по стандартному сетевому протоколу ОВЕН. Наличие интерфейса RS-485 позволяет подключить прибор к компьютеру для регистрации измеряемых величин или к SCADA-системам. Помимо этого, посредством RS-485 ТРМ151 может обмениваться данными с внешними модулями ввода-вывода МВА8 и МВУ8.

Для конфигурирования ТРМ151 и модулей ОВЕН МВА8 и МВУ8 созданы специальные бесплатные программы - конфигураторы. Они облегчают этап настройки приборов и позволяют получить быстрый доступ к любому параметру прибора. Все конфигураторы имеют удобный пользовательский интерфейс и систему подсказок. Для работы с конфигуратором необходимо установить программу на компьютере и подключить к нему прибор или через сеть RS-485 или с помощью преобразователя интерфейсов ОВЕН АС3.