Епанчинцева О.М. Технические измерения и приборы

Подождите немного. Документ загружается.

152

27.

Управление электро-

двигателем с двух

постов.

Комплект средств:

два кнопочных выклю-

чателя (КУ123-12) –

поз.4а и 4б,

переключатель (УП) –

поз.4в, магнитный

пускатель (ПМЕ-122) –

поз.4г.

Существуют самые разнообразные виды обработки

принимаемой информации. В простейшем случае это

преобразование сигналов к виду, пригодному для ввода в

устройства, принимаемого информацию. Это устройства

воспроизведения- показывающие приборы или хранения-

регистрирующие приборы.

M50

4б

4г

4в

Приборы

местные

Пульт

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

153

Технические характеристики УСО некоторых зарубежных фирм

Аппаратура предназначенная для ввода сигналов с датчиков в устройства

обработки (промышленный компьютер) и вывода сигналов для управления

исполнительными механизмами, а также техническими средствами показания,

сигнализации, записи измеренных и регулируемых параметров - все это

относится к устройствам связи с объектом- УСО.

На рис.10 приведена схема системы управления уваривания карамельной

массы с использованием модулей УСО.

Для получения карамельной массы широко используется двухступенчатая

технологическая схема, включающая стадии приготовления и уваривания

сиропа. (рис.10).

Рис.10. Схема системы управления производством карамельной массы

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

154

В схеме управления увариванием карамельной массы для приготовления

карамельного сиропа используют очищенный от ферропримесей сахар-песок,

который поступает через дозатор I в смеситель V. В этот же смеситель из

рецептурных сборников II, III, IV поступают патока, инвертный сироп;

водопроводная вода. Патока предварительно подогревается до температуры 70

°С. В смесителе V, снабженном паровой рубашкой, происходит перемешивание

компонентов и частичное растворение сахара-песка. Концентрация сухих

веществ в сиропе 84—88%. Для более интенсивного растворения компонентов

непосредственно в смеситель вводят пар при постоянном давлении. При

непрерывном перемешивании сироп доводят до температуры 130—150°С.

Приготовленный таким образом сироп поступает на дальнейшее уваривание в

змеевик вакуум-аппарата IX, откуда уваренный полуфабрикат подается в

вакуум-камеру VI, где заканчивается приготовление карамельной массы путем

подачи вакуум-насосом вторичного пара из конденсатора смешения VII.

Схема управления решает следующие основные задачи: обеспечение

заданного состава карамельной массы; приготовление сахарного сиропа в

количестве, достаточном для карамельного производства.

Система управления увариванием карамельной массы может быть

реализована с помощью АСУТП (супервизорный режим) по модулю в (см.

рис.10).

АСУТП производства карамельной массы представляет собой РСУ малого

масштаба, состоящую из подсистем сбора и отображения информации,

автоматического регулирования, дискретно-логического управления,

противоаварийных защит и блокировок.

Объект управления включает: дозатор 1, сборник патоки 2, сборник

инвертного сиропа 3, сборник воды 4, смеситель 5, вакуум-камеру 6,

конденсаторы смешения 7 и 8, вакуум-аппарат 9.

Основные компоненты системы: контроллеры КР-300 со 100%-м

резервированием — 3; АРМы оператора-технолога, начальника отделения и

лаборатории на базе ЭВМ (Pentium I промышленного исполнения) и 20"

мониторов с повышенной защитой от электромагнитных воздействий; сетевые

средства—10 Мбит Ethernet-технологии со 100%-м резервированием; станция

архивирования в комплекте со сменными магнитооптическими дисководами

(640 Мбайт); сервер БД, принтеры, пакеты программ Трейс Моуд,

конструктивы-19″; шкаф (RITTAL).

Информационная мощность АСУТП (см.рис.10: общее количество

входных и выходных сигналов-28/28, то есть 56. Из них контролируемых

аналоговых (уровень, давление, температура, расход)-17; контролируемых

дискретных ( с учетом запорной арматуры)-18; дискретный управляющих-6;

контуров регулирования-6; запорной арматуры-6 ; противоаварийных защит и

блокировок (100%-е резервирование)-45 ; аналоговых параметров-17; входных

дискретных -11; выходных дискретных -17; Система управления реализована с

«горячим резервированием» в трех комплектах.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

155

Далее приведены основные технические характеристики УСО

некоторых зарубежных фирм, получивших распространение в практике

отечественной автоматизации.

Модули фирмы ANALOG DEVICES

Фирмой AD выпускается модули типа 5В, 3В, 6В, и 7В, отличающиеся лишь

некоторыми параметрами входа и выхода, а так же напряжением питания.

Наибольшее распространение получили модули типа 5В.

Модули серии 5В являются аналоговыми одноканальными устройствами и

могут применяться для развязки и нормирования как входных, так и выходных

сигналов. Напряжение питания составляет 5В+5% при токе потребления

30...200 мА.

Конструктивно модули выполнены в виде монолитных узлов

размерами 57x57x15 мм со штыревыми разъемами и монтируются на

специальную монтажную панель.

Входные модули этого типа выпускаются для работы с различными

типами сигналов: мВ; В; мА; А и др. Кроме того, существует ряд модулей,

предназначенных для работы с частотными сигналами, термопарами

(термоэлектрическими преобразователями температуры); терморезисторами

(термопреобразователями сопротивления) и тензодатчиками. Полоса

пропускания частотой составляет 4 Гц для узкополосных вариантов и 10 кГц

для широкополосных.

Полная таблица модулей типа 5В приведена в табл. 18.

Таблица 18.

Модули ввода

Тип

Технические характеристики

Входной сигнал

Выходной

сигнал

Линеа-

ризован-

ная

характе-

ристика

Полоса

прокрутки

10кГц

В 0…5В

5B30-01

10мВ + - - -

5B30-02

50мВ + - - -

5B30-03

100мВ + - - -

5B31-01

1В + - - -

5B31-02

5В + - - -

5B31-03

10В + - - -

5B30-04

10мВ - + - -

5B30-05

50мВ - + - -

5B30-06

100мВ - + - -

5B31-04

1В - + - -

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

156

5B31-05

5В - + - -

5B31-06

10В - + - -

5B40-01

10мВ + - - +

5B40-02

50мВ + - - +

5B40-03

100мВ + - - +

5B41-01

1В + - - +

5B41-02

5В + - - +

Тип Входной сигнал

Выходной

сигнал

Линеаризованная

характеристика

Полоса прокрутки

10кГц

В 0…5В

5B41-03

10В + - - +

5B40-04

10мВ - + - +

5B40-05

50мВ - + - +

5B40-06

100мВ - + - +

5B41-04

1В - + - +

5B41-05

5В - + - +

5B41-06

10В - + - +

5В32-01 0…20мА - + - -

5В32-02 4…20мА - + - -

5B37-J01 Термопара J (0…+760

C) - + - -

5B47-J01 Термопара J (0…+760

C) - + + -

5B47-J02 Термопара J (-100…+300

C) - + + -

5B47-J03 Термопара J (0…+500

C) - + + -

5B37-K02 Термопара K (-100…+1350

C) - + - -

5B47-K04 Термопара K (0…+1000

C) - + + -

5B47-K05 Термопара K (0…+500

C) - + + -

5B37-T03 Термопара K (-100…+400

C) - + - -

5B47-T06 Термопара K (-100…+400

C) - + + -

5B47-T07 Термопара K (0…+200

C) - + + -

5B37-E04 Термопара E (0…+900

C) - + - -

5B47-E08 Термопара E (0…+1000

C) - + + -

5B37-R05 Термопара R (0…+1750

C) - + - -

5B47-R09 Термопара R (0…+1750

C) - + + -

5B37-S06 Термопара S (0…+1750

C) - + - -

5B47-S10 Термопара S (0…+1750

C) - + + -

5B37-B06 Термопара B (0…+1750

C) - + - -

5B47-B11 Термопара B (0…+1750

C) - + + -

5B34-01

Терморезистор Pt 100 Ом

(-100…+100

- + - -

5B34-02

Терморезистор Pt 100 Ом

(0…+100

- + - -

5B34-03

Терморезистор Pt 100 Ом

(0…+200

- + - -

5B34-04

Терморезистор Pt 100 Ом

(0…+600

- + - -

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

157

5B34-С01 Терморезистор Cu (10 Ом @ 0

C) - + - -

5B34-С02 Терморезистор Cu (10 Ом @ 25

C) - + - -

5B34-N01

Терморезистор Ni 120 Ом

(0…+300

- + - -

5B38-02

Терморезистор (мост)

300 Ом…10кОм; 3мВ/В

+ - - -

5B38-04

Терморезистор (полумост)

300 Ом…10кОм; 3мВ/В

+ - - -

5B38-05

Терморезистор (мост)

300 Ом…10кОм; 2мВ/В

+ - - -

Тип Входной сигнал

Выходной

сигнал

Линеа-

ризованная

характе-

ристика

Полоса

прокрутки

10кГц

В 0…5В

5B45-01 Частотный сигнал 0…500Гц - + - +

5B45-02 Частотный сигнал 0…1кГц - + - +

5B45-03 Частотный сигнал 0…2,5кГц - + - +

5B45-04 Частотный сигнал 0…5кГц - + - +

5B45-05 Частотный сигнал 0…10кГц - + - +

5B46-01 Частотный сигнал 0…25кГц - + - +

5B46-02 Частотный сигнал 0…50кГц - + - +

5B46-03 Частотный сигнал 0…100кГц - + - +

5B46-04 Частотный сигнал 0…250кГц - + - +

Модули вывода

Тип

Входной сигнал Выходной сигнал

В 0…5В 4…20 мА 0…20мА

5B39-01 - + + -

5B39-02 + - + -

5B39-03 - + - +

5B39-04 + - - +

Модули ввода 5В характеризуются следующими параметрами:

уровень входного и выходного сигнала - см. табл. 1; точность ± 0,05 % от

шкалы; измерительный резистор 20±0,02 Ом; температурная нестабильность ±

0,0025% / °С от шкалы; полоса пропускания 4 Гц; напряжение гальванической

развязки 240 В; подавление наводок 60 дБ; защита по входу 240 В; выходное

сопротивление 50 Ом; время выборки выходного сигнала 20 мс; напряжение

питания 5В±5%; ток потребления 30 мА; рабочий диапазон температур -

25...+85°С; влажность 0...95% при 60°С.

Выходные модули 5В выпускаются четырех типов. Диапазон

сопротивления нагрузки составляет 0...650 Ом, полоса пропускания - 400 Гц, а

время нарастания выходного сигнала при его измерении от 10 % до 90 % - 2 мс.

Модули 5В могут применяться с любыми типами АЦП, работающими

с входными сигналами 0...5В и -5...+5В, подключение производиться по

средствам применения штатных кабелей.

Модули типа 3В работают с теми же входными сигналами, что и 5В,

однако выходными Сигналами являются так же напряжение +10...-10 В и ток

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

158

4...20 и 0...20 мА. Неудобством является то, что для питания модулей в общем

случае необходимо три напряжения питания +15В; - 15 В и +24 В. Их

стоимость так же выше, чем модулей 5В.

Нормализующие модули типа 7В функционально аналогичны 5В и

имеют приблизительно такие же точностные и эксплуатационный

характеристики.

Основным отличием является напряжение питания +24В против +5В

модулей 5В. Кроме того, входные модули 7В работают с более широкой

номенклатурой термопар, а выходные, кроме токовых сигналов, формируют

также сигнал +10...-10В.

Модули серии 6В предназначены для систем распределенного сбора

данных, что определяет наличие в них микроконтроллера с интерфейсом,

предназначенных для передачи по запросу данных из буфера в устройство

обработки.

Модули фирмы GRAYHILL

Модули УСО фирмы Grayhill в зависимости от назначения

подразделяется на аналоговые и дискретные. Конструктивно они являются

устройствами, выполняющими функции гальванической развязки и

нормализации для одного или нескольких каналов. Модули, как правило,

устанавливаются на специализированные монтажные панели (платы), имеющие

клеммнные соединения для подвода внешних цепей.

Конструктивно модули выполняются в виде монолитных узлов трех

различных типоразмеров:

1. G5-48,3x55,9x11,7 мм;

2. Стандарт-43,2x31,8x15,2 мм;

3. Мини- 13,2x25,1x10,2мм.

Наиболее широко распространенным является типоразмер G5.

Конструктивные особенности моделей и монтажных панелей дают

возможность быстро производить диагностику и замену вышедших из строя

модулей, что упрощает обслуживание действующих АСУТП. Модули G5

содержат светодиодный индикатор состояния и содержат встроенный

предохранитель для выходных модулей.

Дискретные модули G5

В табл. 1 и 2 приведены основные электрические параметры входных

и выходных дискретных модулей G5. Некоторые общие технические

характеристики модулей следующие:

• диапазон рабочих температур -40...+100°С;

• ток нагрузки 3,5 А;

• ускорение вибрации 20 g;

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

159

• ударные воздействия до 1500 g;

• время переключения для выходных модулей 750 мкс.

Модули G5 отвечают строгим требованиям европейских

стандартов по безопасности и электромагнитной совместимости.

Таблица 19. Основные электрические параметры входных дискретных модулей

Таблица 19

Тип

Технические характеристики

Выходное

напряже-

ние, В

Входное

сопротивле-

ние, кОм

Выходной

логический

уровень, В

Выходно

й ток, мА

Напряжени

изоляции,

кВ

Макс, время

вкл./выкл., мс

Модули дискретных ввода (переменного ток)

70G-JAC

90-140 22 4,5...6 10 4 20/120

70G-

JAC5A

180-280 60 4,5...6 10 4 20/120

70G-

JAC15

90-140 22 10...18 10 4 20/120

70G-

JAC15A

180-280 60 10....18 10 4 20/120

70G-

JAC24

90-140 22 17...30 10 4 20/120

70G-

JAC24A

180-280 60 17....30 10 4 20/120

Модули дискретного ввода (постоянный ток)

70G-

JDC5

3....32 1,8 4,5...6 10 4

0,2/0,

70G-

JDC5B

3....32 1,8 4,5...6 10 4

0,05/0

,075

70G-

JDC5D

2,5...28 1,2 4,5....6 10 4

0,05/0

,075

70G-

JDC15

3.....32 1,8 10....18 10 4

0,2/0,

70G-

JDC5G

35.....60 10 3 ...... 6 10 4 10/10

70G-

JDC5NP

15.....32 1,8 3 ...... 6 10 4 5/5

70G-

JDC15NP

15....32 1,8 10.....18 10 4 5/5

70G-

JDC24NP

15....32 1,8 15.....30 10 4 5/5

Дискретные модули ввода для работы с "сухим контактом"

70G-

JDC5S

- - 4,5....6 41 2,5 3/3

70G-

JDC24S

- - 15....30 41 2,5 3/3

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

160

Основные электрические параметры выходных дискретных модулей G5

приведены в табл.20.

Таблица 20

Тип

Технические характеристики

Коммутиру

е-мое

напряжение

, В

Коммути

ру-емый

ток, А

Входной

логическ

ий

уровень,

Входной

ток, мА

Нап

ряж

ение

изол

яци

и,

кВ

Макс, время

вкл./выкл., мс

Модули диск ретного вывода (переменный ток)

70G-OAC5 24 ..... 140 3,5 2,5.... 10 20 4 10 (50 Гц)

70G-OAC5A 24 ..... 280 3,5 2,5...10 20 4 10 (50 Гц)

70G-OAC15 24 ..... 140 3,5 10...18 12 4 10 (50 Гц)

70G-OAC15A 24 ..... 280 3,5 10...18 12 4 10 (50 Гц)

70G-OAC24 24 ..... 140 3,5 15...30 8 4 10 (50 Гц)

70G-OAC24A 24 ..... 280 3,5 15...30 8 4 10 (50 Гц)

Модули дискретного вывода (постоянный ток)

70G-ODC5 3 ..... 60 3,5 4.... 10 13 4 0,02/0,05

70G-ODC5A 4.. ..200 3,5 4.... 10 13 4 0,075/0,75

70G-ODC5B 3 ..... 60 3,5 4....10 14 4 0,075/0,5

70G-ODC15 3 ..... 60 3,5 10 ..... 20

9 4 0,02/0,05

70G-ODC15B 3 ..... 60 3,5 10 ..... 20

9 4 0,075/0,5

70G-ODC24 3 ..... 60 3,5 18 ..... 32

9 4 0,02/0,05

70G-ODC24B 3 ..... 60 3,5 18 ..... 32

9 4 0,075/0,05

Аналоговые модули G5

Аналоговые модули УСО предназначены для обеспечения ввода

сигналов с датчиков в устройство обработки и вывода сигналов для управления

исполнительными механизмами. Аналоговые модули УСО серии G5 содержат

встроенные ЦАП или АЦП и взаимодействуют непосредственно с дискретными

устройствами обработки информации (УМВ, компьютеры и т.п.).

В табл. 3 и 4 приведены основные электрические параметры входных

и выходных аналоговых модулей G5. Некоторые общие технические

характеристики модулей следующие:

диапазон рабочих температур 0.....60°С; напряжение питания 4,5....5,5

В; потребляемый ток 120....150 мА; входное сопротивление 1 мОм для модулей,

преобразующих напряжение, и 133 Ом для модулей, преобразующих ток;

точность преобразования не хуже 0,1 % для входных модулей и 0,3 % для

выходных; напряжение изоляции 2500 В. Входной сигнал - амплитуда около 5

В со скважностью 0,4....0,6, вид выходного сигнала - прямоугольные импульсы,

частота которых зависит линейно от значения входного сигнала и меняется в

диапазоне от 14,4 до 72 кГц.

Модули являются одноканальными и легко монтируются на

специализированные монтажные панели.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

161

Основные электрические параметры аналоговых входных модулей

G5.приведены в табл. 21

Таблица 21

Тип

Технические характеристики

Входной сигнал Диапазон Разрешение

73G-JV50M Напряжение 0…50 мВ dc* 12,2мкВ

73G-JV100M Напряжение 0…10 мВ dc 24,4 мкВ

73G-JV1 Напряжение 0…1 В dc 244,1 мкВ

73G-JVS Напряжение 0…5 В dc 1,22мВ

73G-JV10 Напряжение 0…10 В dc 2,44 мВ

73G-JV5B Напряжение -5…5 В dc 2,44 мВ

73G-JV10B Напряжение -10…10 В dc 4,88 мВ

73G-JVAC120 Напряжение 28…140 В ac 27,34 мВ

73G-JVAC240 Напряжение 28…280 В ac 65,52 мВ

73G-11420 Ток 4…20 мА 3,91 мкА

73 G- 11 5000 Ток 0…5 мА 1,22мА

73G-JTCY J-термопара 0…700 °С 0,18 °С

73G-JTCK К-термопара -100…942 °С 0,25 °С

73G-JTCR R-термопара 0…960 °С 0,23 °С

73G-JTCT Т-термопара -200…224 °С 0,10 °С

73G-JTP590 Пробник AD590 -188…150 °С 0,08 °С

73G-JTR100 Термосопротивление

-50…350 °С 0,10 °С

Примечание: *dc - напряжение постоянного тока; ас - напряжение переменного тока

Таблица 22.Основные электрические параметры аналоговых

выходных модулей G5

Таблица 22

Тип

Технические характеристики

Выходной сигнал Диапазон

Разрешение на

один бит

73G-OV5 Напряжение 0 ...... 5 В dc 1,22 мВ

73G-OV5B Напряжение -5 ...... 5 В dc 2,44 мВ

73G-OV10 Напряжение 0 ...... l0 B dc 2,44 мВ

73G-OV10B Напряжение -10 ...... l0 B dc 4,88 мВ

73G-O1420 Ток 4 ...... 20 мА 3,9 мВ

73G-O1020 Ток 0 ...... 20 мА 4,9 мВ

Время задержки от входа до выхода составляет 500 мкс.

Модули фирмы ADVANTECH

Модули серии ADAM-3000 являются аналоговыми одноканальными

устройствами и могут применяться для нормализации и развязки как входных,

так и выходных сигналов. Представляют собой функционально законченное

устройство, заключенное в пластмассовый корпус с винтовой фиксацией для

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com