Автоматическое регулирование

С ПОМОЩЬЮ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

В последнее время в локальных АСР стала применяться вычислительная техника. На ее основе выпускаются програм­мируемые микропроцессорные регуляторы «Ремиконт». Один такой регулятор может заменить несколько десятков обычных электрических регуляторов, таких, как РП2. Например, регуля­тор «Ремиконт» Р-100 заменяет 64 регулятора РП2. Он имеет 64 входа для присоединения измерительных устройств и столько же выходов для управления исполнительными механизмами. Вход­ным сигналом «Ремиконта» является постоянный ток, изменя­ющийся в диапазоне 0—5 мА (унифицированный сигнал ГСП). Поэтому измерительная цепь любого технологического параметра должна включать нормирующий преобразователь. Например, если регулируемый параметр — температура, то. измерительная цепь составляется из термометра сопротивления и преобразователя НП-CJI-1M (рис. 5.22, а) или из термопары и преобразователя НП-TJI-1M (рис. 5.22, б). При регулировании расхода измерительная цепь будет включать диафрагму и дифманометр с токовым выходом ДМ-Э (рис. 5.22, в) или ротаметр РЭД и преобразова­тель НП-ПЗ (рис. 5.22, г).

Применение «Ремиконта» не устраняет необходимости в при­борах для регистрации регулируемых параметров. По этим при­борам ведут настройку регуляторов и при необходимости ручное дистанционное управление процессом. Унификация входных сигналов «Ремиконта» позволяет применять однотипные одно- и многоточечные приборы типа КСУ для измерения постоянного тока в диапазоне 0—5 мА.

Регулятор «Ремиконт» состоит из двух частей: собственно регулятора Р и пульта оператора ПО (рис. 5.23). Все логические

операции в вычислительном устройстве ВУ регулятора выполня­ются в цифровой форме. Поэтому входные аналоговые сигналы регулятора предварительно преобразуются в цифровые сигналы. Для этого служит аналого-цифровой преобразователь АЦП.

Так как выходные сигналы вычислительного устройства также имеют цифровую форму, то для их преобразования в выходные аналоговые сигналы на выходе регулятора имеются преобразова­тели двух видов. Одни из них — цифроаналоговые ЦАП — преоб­разуют цифровой выходной сигнал вычислительного устройства в постоянный ток с диапазоном изменения 0—5 мА, другие — цифроимпульсные ЦИП — в электрические импульсы различной длительности.

Входные сигналы «Ремиконта» поступают на коммутатор К, который поочередно подключает их к аналого-цифровому преоб­разователю АЦП. Частота работы коммутатора и очередность опроса входных сигналов вводятся оператором в вычислительное устройство с пульта ПО. Коммутатор подключает входные сиг­налы на короткие промежутки времени (десятки микросекунд). За это время входной сигнал обрабатывается в вычислительном устройстве по заданному закону регулирования и выдается на соответствующий выход регулятора. Таким образом, каждый вход и соответствующий ему выход относятся к одному контуру регу­лирования, а весь многоканальный регулятор представляет собой совокупность отдельных простых регуляторов.

В «Ремиконте» предусмотрен универсальный закон регулиро­вания — ПИД-закон, из которого выбором коэффициентов при П-, И- и Д-составляющих можно получать любой требуемый" для данной АСР типовой закон регулирования. Это производит оператор путем задания с пульта ПО требуемых коэффициентов для каждого канала многоканального регулятора.

«Ремиконт» позволяет также производить нелинейные пре­образования сигналов (например, возведение в квадрат сигнала расходомера переменного перепада давления), сигнализировать превышение максимально допустимой величины рассогласования, организовывать связи между отдельными каналами для реализа­ции комбинированных АСР. Все эти возможности «Ремиконта» оператор может реализовать путем ввода с пульта определенных команд.

Для повышения надежности многоканального регулятора в нем предусмотрено «горячее» резервирование: при возникновении неисправности в одном из каналов регулирования автоматически включается в работу резервный канал. Неисправность выявляется самим регулятором без участия оператора.

Применение коммутатора К позволило использовать для всех каналов один АЦП. На выходе «Ремиконта» коммутация сигна­лов не предусмотрена, и общее число ЦАП и ЦИП равно числу выходных цепей. Это связано с тем, что при использовании од­ного ЦАП или одного ЦИП пришлось бы применить специаль­ные устройства для сохранения выходных сигналов на время, пока коммутатор подключается к другим выходам.

Цифроаналоговые выходные преобразователя ЦАП предна­значены для управления пневматическими исполнительными механизмами, которые подключают к выходу «Ремиконта» через электропневматический преобразователь ЭПП-63 и байпасную панель дистанционного управления БПДУ. Эта панель позволяет подавать на исполнительный механизм командное давление сжа­того воздуха р _к в диапазоне (0, 2-1) 10⁵ Па от ЭПП-63 в режиме автоматического управления (рис. 5.24, а) или от задатчика 1 в режиме ручного управления (рис. 5.24, б). Выбор режима управ­ления производится поворотом переключателя 3. В первом случае задатчиком 1 по манометру 2 устанавливается давление питания р_пит преобразователя ЭПП-63 — 1, 4—10⁵ Па. Во втором — опе­ратор устанавливает задатчиком давление р _к на исполнительной механизме таким образом, чтобы показания измерительного при­бора соответствовали заданной величине регулируемого параметра.

Цифроимпульсные преобразователи ЦИП предназначены для управления электрическими исполнительными механизмами (ЭИМ), которые подключают к выходу «Ремиконта» через тиристорные пускатели.

В регуляторе «Ремиконт» все операции с сигналами АСР (вычисление рассогласования, выработка регулирующего воздействия в соответствии с законом регулирования, выполнение математических операций и т. п.) производятся в цифровой форме. В этом случае говорят о непосредственном цифровом управлении процессом (НЦУ). Пульт оператора имеет клавиши с надписями, принятыми для регулирующих устройств. Это позволяет оператору общаться с регулятором, представляющим фактически микроЭВМ, на понятном ему языке.