Блок ручного управления(БРУ)

Рис.5.6. БРУ-5К1

Рис5.7. Блок ручного управления

 

Блок ручного управления(Рис 5.6)Предназначен для использования в системах промышленной автоматизации производственных процессов в качестве:
- Блока ручного задатчика импульсных сигналов "больше"-"меньше"
- Блока ручного управления импульсным исполнительным механизмом

Блоки БРУ-5К1 выполнены в корпусе с передней панелью 48х96.

Область применения:

- Блок управления для ручного переключения управляющих цепей регулятора с автоматического режима управления на ручное и обратно при

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

помощи клавиши на передней панели
- Блок управления для дистанционного переключения режима управления ручной/автомат, при помощи внешних сигналов, подаваемых на клеммно-блочный соединитель
- Цифровой индикатор технологического параметра, сигнала положения ИМ, в пределах от 0,0 до 100,0 %

Функциональные возможности:

- Цифровая калибровка измерительного канала
- Масштабирование шкал измеряемых параметров в произвольных технологических единицах
- Цифровая фильтрация
- Извлечение квадратного корня
- Линеаризация входного сигнала по 16 точкам
- Технологическая сигнализация на передней панели отклонения от установок минимум и максимум
- Коммутация цепей ручного управления кнопками ">" и "<" с самовозвратом и встроенной электрической блокировкой от одновременного включения
- Два светодиодных индикатора на передней панели для индикации состояния ключей ">" и "<"
- Светодиодная индикация режима управления ручной/автомат
- Сохранение параметров при отключении питания
- Защита от несанкционированного изменения параметров
- Гальванически разделенный интерфейс RS-485, протокол ModBus RTU (сбор информации, конфигурация)

Технические характеристики:

-

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

Входной аналоговый сигнал: 0-5мА (Rвх=400 Ом), 0(4)-20 мА (Rвх=100 Ом), 0-10В (Rвх=25кОм)
- Основная приведенная погрешность измерения: ±0,2%
- Количество разрядов цифрового индикатора: 4
- Высота цифр светодиодных индикаторов: 14 мм
- Коммутационная способность контактов реле с магнитной блокировкой:
- постоянный ток … <34 В, <0,25 А
- переменный ток … <220 В, <0,25 А
- Температура окружающей среды: от -40°С до +70°С
- Напряжение питания: 24(±4)В постоянного тока
- Ток потребления: не более 150 мА.
- Корпус (ВхШхГ): щитовой 48х96х170 мм DIN43700, IP30. Монтажная глубина: 170 мм.
- Масса блока: не более 0,33 кг.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

6.Выбор структуры регулятора

Из документации Р-130 выбран аналоговый стандартный регулятор. На рис.6.1 показан пример стандартного аналогового регулятора с ручным задатчиком и средствами оперативного ручного управления.

Для решения задач регулирования используется регулирующая модель контроллера. В каждом контроллере можно реализовать до четырех независимых или взаимосвязанных контуров регулирования. В каждом контуре регуляторы могут быть одного или разных типов, никаких ограничений на сочетание видов регулятора не накладывается.

 

Рис 6.1.Аналоговый стандартный регулятор

 

Сигнал задания поступает на вход алгоритма РАН, на второй вход этого алгоритма поступает сигнал от датчика (через алгоритм ВАА). Выходной сигнал алгоритма РАН через алгоритм РУЧ и алгоритм АВА поступает на аналоговый выход контроллера.

С помощью алгоритма ОКО организуется оперативное управление.

Функции, выполняемые при оперативном управлении, задаются путем

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

конфигурирования входов алгоритма ОКО. Вход “вх” подключается к сигналу, представляющему регулируемый параметр. В остальном алгоритм РАН не отличается от алгоритма РИМ.

При построении регуляторов чаще всего используются следующие алгоритмы:

РАН – регулирование аналоговое;

ЗДН – задание;

РУЧ - ручное управление;

ОКО – оперативный контроль контура регулирования;

ВАА, ВАБ – ввод аналоговый группы А и (или) Б;

АВА, АВБ – аналоговый вывод группы А и (или) Б;

РАН – это “ядро” аналогового регулятора, формирующее ПИД-закон

регулирования.

ЗДН – алгоритм, формирующий сигнал задания. Этот алгоритм снабжен также переключателем вида задания, с помощью которого можно выбирать один из трех видов задания: ручное, программное или внешнее. При ручном задании сигнал задания устанавливается оператором вручную; при программном задании изменяется во времени по заданной программе (при этом дополнительно используются алгоритмы программного задания ПРЗ); при внешнем задании сигнал задания либо формируется внутри контроллера с помощью других алгоритмов, либо поступает извне через цепи аналогового входа, либо поступает, извне по сети Транзит.

РУЧ – алгоритм, с помощью которого регулятор из автоматического режима

можно перевести на режим ручного или дистанционного управления. В ручном режиме алгоритм РУЧ позволяет управлять исполнительным механизмом вручную, при дистанционном управлении сигнал, управляющий исполнительным механизмом, может либо формироваться какими-либо алгоритмами (помимо основного ПИД) внутри контроллера, либо поступать

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

извне через аналоговые входы контроллера, либо поступать извне по сети Транзит.

Для того чтобы алгоритмы оперативного управления – ЗДН, РУЧ –

выполняли свои функции, в комплекте с ними необходимо задействовать еще

один алгоритм – ОКО. Алгоритм ОКО выполняет двойную функцию. С одной стороны, он позволяет всю оперативную информацию вывести на индикаторы, расположенные, на лицевой панели контроллера, и, с другой,– передать команды, поступающие от клавиш лицевой панели, алгоритмам оперативного управления.

С помощью специальной группы алгоритмов ввода-вывода организуется связь регулятора с внешними цепями контроллера – датчиками и исполнительными механизмами.

Аналоговые сигналы вводятся в контроллер с помощью АЦП, однако, для того, чтобы “подключиться” к этим сигналам, необходимо задействовать алгоритмы ввода аналогового: ВАА для группы А и (или) ВАБ для группы Б. В этих алгоритмах аналоговый сигнал калибруется. При калибровке путем смещения корректируется “нуль”, а путем масштабирования – диапазон изменения входного сигнала. Выходные сигналы алгоритма ВАА (ВАВ) “представляют” аналоговые сигналы, поступающие на вход контроллера.

Аналогично формируются сигналы на аналоговом выходе контроллера. Для

этого используются алгоритмы аналогового вывода АВА (группа А) и (или) АВБ (группа Б). В этих алгоритмах также корректируется “нуль” и диапазон

изменения выходного сигнала.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

7.Разработка функциональной схемы регулятора

Функциональная схема представлена на стр.36

При построении регулятора использовались следующие алгоритмы:

ОГР (ограничение), предназначенный для установки пределов вводимого задания. При вводе запредельного значения алгоритм устанавливает предельное;

ЗДН (задание), формирующий сигнал задания. Этот алгоритм снабжён также переключателем вида задания, с помощью которого можно выбирать один из трёх видов задания: ручное, программное или внешнее. При ручном задании сигнал задания устанавливается оператором вручную; при программном задании – изменяется во времени по заданной программе (дополнительно используются алгоритмы программного задания ПРЗ); при внешнем задании сигнал задания либо формируется внутри контроллера с помощью других алгоритмов, либо поступает извне через цепи аналогового входа, либо поступает, извне по сети "Транзит".

РАН (регулирование аналоговое) – это “ядро” аналогового регулятора, используемое при построении ПИД регулятора. Помимо формирования закона регулирования, в алгоритме вычисляется сигнал рассогласования, который фильтруется, вводится зона нечувствительности. Алгоритм, как правило, применяется в сочетании с алгоритмом аналогового вывода АВА (АВБ), который преобразует выходной аналоговый сигнал алгоритма РАН в последовательность импульсов; управляющих исполнительным механизмом. Алгоритм содержит узел настройки, позволяющий автоматизировать процесс настройки регулятора.

РУЧ (ручное управление), позволяющий перевести регулятор из автоматического режима управления в ручной или дистанционный. В ручном режиме алгоритм РУЧ позволяет управлять исполнительным механизмом вручную, при дистанционном управлении сигнал, управляющий

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

исполнительным механизмом, может либо формироваться внутри контроллера с помощью других алгоритмов, либо поступать извне через аналоговые входы контроллера, либо поступать извне по сети Транзит.

ОКО (оперативный контроль контура регулирования), предназначенный для вывода оперативной информации на индикаторы, расположенные на лицевой панели контроллера, и передачи команд от клавиш лицевой панели алгоритмам оперативного управления. Его необходимо задействовать для функционирования алгоритмов оперативного управления – ЗДН и РУЧ.

С помощью специальной группы алгоритмов ввода / вывода организуется связь регулятора с внешними цепями контроллера – датчиками и исполнительными механизмами.

Аналоговые сигналы вводятся в контроллер с помощью АЦП, однако, для того, чтобы “подключиться” к этим сигналам, необходимо задействовать алгоритмы ввода аналогового сигнала: ВАА для группы А и / или ВАБ для группы Б. В этих алгоритмах производиться калибровка аналогового сигнала, при которой, путём смещения корректируется “нуль”, а путём масштабирования – диапазон изменения входного сигнала. Выходные сигналы алгоритма ВАА представляют собой аналоговые сигналы, поступающие на вход контроллера.

Сигналы на аналоговом выходе контроллера формируются аналогично. Для этого используются алгоритмы аналогового вывода АВА (группа А) и / или АВБ (Б). В этих алгоритмах также корректируется “нуль” и диапазон изменения выходного сигнала.

Сигнал задания поступает на вход алгоритма РАН, на второй вход этого алгоритма поступает сигнал от датчика (через алгоритм ВАА). Выходной сигнал алгоритма РАН, через алгоритмы РУЧ и ABA, поступает на аналоговый выход контроллера.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

С помощью алгоритма ОКО организуется оперативное управление. Функции, выпол­няемые при оперативном управлении, задаются путём конфигурирования входов алгоритма ОКО.

Сигнал, поступающий на вход "здн" этого алгоритма, всегда выводится на верхний цифровой индикатор "задание" лицевой панели контроллера независимо от того, к выходу какого алгоблока подключается вход "здн". Однако, если сигнал задания нужно не только контролировать, но и изменять вручную, вход "здн" должен обязательно подключаться к первому выходу алгоритма ЗДН.

На нижний цифровой индикатор избирательного контроля в положении "вх", "е", и "вых" поступают сигналы, приходящие на входы соответственно "вх", "е" и "вр" алгоритма ОКО. Вход "вх" подключается к сигналу, представляющему регулируемый параметр. Вход "е" обычно связывается с выходом "У_е" алгоритма РАН, на котором формируется сигнал рассогласования. Вход "вр" (выход регулятора) подключается к выходу алгоблока, характери­зующего выходной сигнал регулятора. Сигнал на этом входе поступает не только на нижний цифровой индикатор в положении "вых", но также на шкальный индикатор. По шкальному индикатору ориентировочно (с разрешающей способностью 5%) контролируется выходной сигнал регулятора независимо от того, какой сигнал в данный момент выводится на цифро­вой индикатор избирательного контроля. Для регулятора выход­ным сигналом считается сигнал на выходе датчика положения исполнительного механизма, который заведён на второй вход алгоритма ВАА, однако, это может быть какой-либо другой сигнал.

Если вход "вр" алгоритма ОКО может подключаться к выходу разных алгоблоков (в зависимости от того, какой сигнал считается выходным), то вход "руч" алгоритма ОКО обя­зательно должен подключаться к первому выходу алгоритма РУЧ. Только в этом случае с помощью клавиш лицевой

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

АТПиП КП-12. 09-5030.ТСА

панели можно менять режим управления и управлять исполни­тельным механизмом вручную.

Алгоритм ОКО имеет два настроечных входа W₀ и W₁₀₀. На этих входах обычно за­даются константы, определяющие технические единицы, в которых контролируются сигна­лы задания, входа и рассогласования (для всех трёх сигналов технические единицы одина­ковы). Каждая из констант на входах W₀ и W₁₀₀ может задаваться в диапазоне от -1999 до 9999 с шагом 1, Константа на входе W₀ определяет число, соответствующее 0 % сигнала за­дания, входа и рассогласования, а константа на входе W₁₀₀ число, соответствующее 100 % этих сигналов.

На выходе алгоритма РАН формируется сигнал рассогласования У_е = Х_здн - Х_вх. Если регулируемый параметр Х_вх меньше сигнала задания Х_здн, то сигнал У_е – положителен, в противном случае – отрицателен. При контроле сигнала рассогласования, обычно, принято знаку этого сигнала приписывать противоположный смысл. Поэтому сигнал на входе "е" алгоритма ОКО инвертируется.