Ніколаєнко А.М. Методичні вказівки до лабораторного практикуму
Подождите немного. Документ загружается.
61
ВЫДЕРЖКИ».
27. Натиснути кнопку для редагування параметра. Редаговане значення на ЦІ
почне мигати.
28. Кнопкою встановити 5 хвилин і занести в пам’ять, натиснувши .
29. Повторити ті сами дії для другого и третього кроку з такими параметрами:
2-й крок 3-й крок
«УСТАВКА» 250 град. 200 град.
«ВРЕМЯ РОСТА» 5 хв. 7 хв.
«ВРЕМЯ ВЫДЕРЖКИ» 10 хв. 5 хв.
30. Для виходу з режиму ЗАВДАННЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОГРАМИ
ТЕХНОЛОГА натиснути .
31. Вибрати номер програми технолога і номер початкового кроку:
- переконатися, що прилад в режимі СТОП (світлодіод «Робота» не світиться);
- натисненням кнопки «№» вибрати першу програму технолога, засвітиться
відповідний світлодіод групи «№ програми технолога»;
- натисненням відповідної кнопки групи «ШАГ» вибрати перший номер кроку
програми технолога, з якого почнеться виконання програми (початковий
крок). Засвітиться відповідний світлодіод групи «ШАГ».
32. Натиснути кнопку і утримувати її 3с. Прилад перейде в режим РОБОТА і
засвітиться світлодіод РОБОТА. Після запуску програми технолога
виконання її почнеться з вибраного початкового корку.
33. Відстежити весь процесс регулювання, фіксуючі на папері через певчий
проміжок часу значення регульованого параметру.
При виконанні програми технолога на цифровому індикаторі може
відображатися не тільки значення вимірюваного параметра, а і поточні параметри
кроку програми технолога: миттєва уставка, поточний час зростання
регульованого параметра, час витримки при заданій температурі. Для цього
необхідно натиснути відповідну кнопку («УСТАВКА», «ВРЕМЯ РОСТА» і
«ВРЕМЯ ВІДЕРЖКИ»), при повторному натисненні кнопки на ЦІ знову
відобразиться значення вимірюваного параметра.
Після завершення роботи програми на ЦІ буде по черзі відображатися End і
виміряне значення. Щоб перейти у режим СТОП необхідно натиснути кнопку .
При необхідності можна зробити примусову зупинку програми, яка
відбувається після тривалого натисненя кнопки . Прилад переходить у режим
СТОП, а світлодіод РОБОТА гасне.
При подальших запусках, виконання програми технолога починається з
початкового кроку останньої виконаної програми технолога.
34. Побудувати графіки перехідних процесів і зробити висновки по якості
регулювання.
Щоб здійснювати ручне керування вихідною потужністю приладу
необхідно:
1. Переконатися, що прилад в режимі СТОП.
62
2. Натиснути комбінацію кнопок + кнопку «№ програми технолога»
(порядок натиснення важливий!) для переходу в режим РУЧНОГО
УПРАВЛІННЯ ВИХІДНОЮ ПОТУЖНІСТЮ. На ЦІ відобразиться «Р.» і
миготливо засвітиться значення вихідної потужності. Початкове значення
вихідної потужності дорівнює значенню параметра «вихідна потужність в режимі
СТОП» (P.StP). Світлодіод РОБОТА миготливо світиться.
3. Значення вихідної потужності можна змінювати в діапазоні 0…100 % (з
точністю 1 %) кнопками , .
4. Для виходу з режиму РУЧНОГО УПРАВЛІННЯ ВИХІДНОЮ
ПОТУЖНІСТЮ натиснути кнопку . Прилад перейде в режим СТОП. Вихідна
потужність з часом (враховується параметр P.rES) досягає значення, яке задане в
параметрі «вихідна потужність в режимі СТОП» (P.StP).
У режимі РУЧНОГО УПРАВЛІННЯ ВИХІДНОЮ ПОТУЖНІСТЮ для
перегляду значення вимірюваного параметра необхідно натиснути і утримувати
кнопку «УСТАВКА».
Якщо ТРМ251 почав працювати некорректно у будь-якому режимі роботи,
можна здійснити його перезавантаження, натиснувши одночасно кнопки +
+ , і прилад відновить працездатність.
Короткочасне вимкнення приладу від мережі живлення не приведе до
перезавантаження, оскільки інформація про стан приладу зберігається в його
пам'яті протягом 15 хв.
Зміст звіту
Звіт по проведеній роботі повинен містити:
- короткі теоретичні відомості про досліджуваний прилад ТРМ 251;
- результати досліджування покрокового алгоритму регулювання (графіки
перехідних процесів);
- висновки про якість регулювання і пропозиції щодо поліпшення її.
Контрольні запитання
1. Для чого призначений регулятор ТРМ 251 і, як він працює?
2. Який вигляд має структурна схема приладу?
3. Якими параметрами характеризується крок програми технолога і, як
здійснюється покроковий режим роботи регулятора?
4. Як відбувається програмування регулятора?
5. Як працювати з лицевою панеллю регулятора?
63
Лабораторна робота №5
Конфігурування і дослідження роботи цифрового регулятора Метакон-514-Т
Регулятор МЕТАКОН - 514 – Т
Регулятори серії МЕТАКОН – 514-Т, виробництва КОНТРАВТ м. Нижній
Новгород, призначені для побудови автоматичних систем виміру, контролю і
регулювання технологічних параметрів. Вони вимірюють сигнали первинних
термоелектричних перетворювачів або уніфіковані вхідні сигнали струму і
напруги, виконують функції пропорційно-інтегрально-диференційного (ПІД), а
також (П, ПІ, ПД) регулювання (разом з інтегруючим виконавчим механізмом) з
широтно-імпульсною модуляцією вихідного сигналу, функції аварійної
сигналізації на двох незалежних рівнях, передачу вимірюваних значень вхідних
сигналів, а також значень параметрів, що характеризують роботу приладу на
зовнішні пристрої керування і/або збору даних за інтерфейсом RS-485 та ін.
Всі елементи регулятора МЕТАКОН - 514-Т розташовані на трьох платах.
Корпус розрахований на щитовий утоплений монтаж на вертикальній площині.
На передній панелі приладу розміщені органи індикації і керування, на задній
розміщені клемники для підключення зовнішніх кіл.
Регулятор містить:
- пристрій вводу інформації (аналого-цифровий перетворювач з комутатором
каналів);
- керуючий пристрій (мікроконтролер, ПЗУ із програмою, енергонезалежний
запам'ятовувальний пристрій, в якому зберігаються параметри регулятора при
вимкненій напрузі живлення);
- пристрій формування вихідних сигналів;
- панель керування з індикаторами режимів роботи регулятора і стану
вихідних сигналів;
- формувач сигналів інтерфейсу RS-485;
- блок живлення.
Функціональна схема регулятора приведена на рис.5.1.
Рис. 5.1 Функціональна схема регулятора Метакон-514-Т
64
Вимірювальний канал приладу містить:
- один вимірювальний ВХІД;
- ПДД - регулятор;
- ШІМ - модулятор з ВИХОДАМИ ▲,▼;
- два компаратори H й L з ВИХОДАМИ H і L.
Вхід регулятора призначений для виміру струмових сигналів датчика
0…5мА. За допомогою АЦП вхідний сигнал перетворюється у цифровий код.
Мікроконтролер, працюючи за заданою програмою управляє станом виходів,
обміном інформацією по інтерфейсу, і т.д.
Аварійний вихід регулятора сигналізує про аварійні ситуації, що виникли в
процесі роботи приладу.
ПДД-регулятор виконує порівняння вимірюваного значення вхідного
сигналу із заданою величиною (уставкою), обробляє сигнал неузгодженості між
ними і видає сигнал керування на широтно-імпульсний модулятор.
ПДД-регулятор призначений для керування виконавчим механізмом
інтегруючого типу. Разом з таким механізмом ПДД-регулятор реалізує алгоритм
ПІД-регулювання.
Регулятор підтримує інтерфейс RS-485, гальванічно ізольований від інших
частин приладу.
Лицева панель регулятора містить дев'ять індикаторів і чотири кнопки.
Зовнішній вигляд лицевої панелі приведений на рис. 5.2.
Рис.5.2 Лицева панель Метакона-514-Т
1-індикатор вимірюваного каналу, 2- індикатор номера каналу і кодів параметрів, 3-
індикатори стану Виходу Н, 4- індикатори стану Виходу▲ , 5- індикатори стану Виходу▼
, 6-індикатори стану Виходу L, 7- індикатор режиму Автоматичне керування, 8- індикатор
режиму Ручне керування, 9- індикатор аварійного режиму (обрив), 10-кнопка збільшення
значень параметрів, 11- кнопка зменшення значень параметрів, 12- кнопка циклічного виклику
параметрів,13- кнопка запису на згадку нових значень параметрів.
Індикатори приладу призначені для відображення результатів виміру і
спостереження за параметрами (1), спостереження за режимами роботи (2),
визначення режиму роботи приладу - автоматичний, ручний, обрив (7-9).
65
Індикатори ▲,▼,H,L відображають стан вихідних кіл. Індикатор світиться
коли на виході регулятора є сигнал керування.
У режимі РОБОТА інформація про роботу приладу, відображається
індикаторами 1, 7, 8, 9. При цьому:
- вимірюване значення індицирується на табло 1;
- режим Автоматичне регулювання відображає індикатор 7;
- режим Ручне керування відображає індикатор 8;
- режим АВАРІЯ відображає індикатор 9 ОБРИВ;
- режим Автонастроювання визначається відсутністю індикації індикаторів
7, 8, 9.
Робота з регулятором відбувається за допомогою кнопок « »,« »
пид
ПАРАМЕТР
,ВВОД . Більшість кнопок у приладі виконують подвійні функції-
основні і додаткові. Додаткові функції позначаються малими або підрядковими
символами.
Основні функції кнопок виконуються в усіх режимах при їх короткочасному
натисканні, табл. 1.
Таблиця 1 Основні функції кнопок
Кнопка Призначення Дія
Збільшення значень числових параметрів;
перебір символьних параметрів в одному
напрямі. При утриманні кнопок швидкість
зміни параметра зростає
Змінює показання
індикатора 1
Зменшення значень числових параметрів;
перебір символьних параметрів у зворотному
напрямі. При утриманні кнопки швидкість
зміни параметра зростає
Змінює показання
індикатора 1
ПИД
параметр
Перебір параметрів у межах меню
Змінює показання
індикатора 2
ввод
Запис нового значення параметра в пам’ять
Підтверджується
короткочасним
миготінням
індикаторів
Додаткові функції, табл. 2, проявляються при виконанні наступних умов:
1. Натискання проводиться під час індикації вимірюваного значення в режимі
РОБОТА.
2. Утримання кнопки в натиснутому стані проводиться протягом 2 сек.
Таблиця 2 Додаткові функції кнопок
Кнопка Призначення Дія
Переводить канал у режим Автоматичне
регулювання
Загоряється
індикатор 7
Переводить канал у режим Ручне керування
Загоряється
індикатор 8
ПИД
параметр
Викликає меню ПАРАМЕТРИ ПДД
-РЕГУЛЯТОРА
ввод
Викликає мен
ю ВВОД ПАРОЛЯ для тимчасового зняття
захисту від несанкціонованого доступу
66
Настроювання роботи функціональних блоків регулятора виконується
шляхом встановлення користувачем відповідних параметрів.
Параметри регулятора поділяються на оперативні і конфігураційні.
Конфігураційні параметри задаються при проведенні
пусконалагоджувальних робіт у режимі КОНФІГУРУВАННЯ. Ці параметри
вибираються з урахуванням конкретних особливостей застосування приладу.
Оперативні параметри задаються оператором у режимі РОБОТА.
У модифікаціях приладів 0/5 вхідний сигнал Х перетворюється в значення
L, яке відображається на індикаторі, за лінійним законом, що задається
параметрами L.b, L.E відповідно до формули:
L= L.b + (L.E - L.b) · X / Xm, (1)
де: X - значення струму або напруги на вході приладу;
L - показання приладу;
Xm – верхня границя діапазону вимірювання приладу(5mA).
Задаючи параметри L.b, L.E користувач має можливість відображати
контрольовані фізичні параметри безпосередньо в одиницях їх виміру.
Параметри L.b, L.E і положення десяткової точки задаються в режимі
КОНФІГУРУВАННЯ.
При виборі параметрів L.b і L.E варто керуватися наступними
міркуваннями:
- параметр L.b відповідає показанням приладу при нульовому вхідному
сигналі;
- параметр L.E відповідає показанням приладу при максимальному значенні
вхідного сигналу.
Розрахунок параметрів L.b, L.E відбувається за формулами:
L.b = Ymin - Xmin · ((Ymax - Ymin) / (Xmax - Xmin)),
L.E = Ymax + (Xm - Xmax) · ((Ymax - Ymin) / (Xmax - Xmin)),
де:
Ymin - нижня границя діапазону вимірювання датчика;
Ymax - верхня границя діапазону вимірювання датчика;
Xmin - нижня границя діапазону вихідного сигналу датчика, що відповідає
фізичній величині Ymin;
Xmax - верхня границя діапазону вихідного сигналу датчика, що відповідає
фізичній величині Ymax.
Робота ПДД-регулятора
Регулятор обробляє сигнал неузгодження ε = Х – Р і формує сигнал U:
де
Х – вимірюваний сигнал;
Р – значення уставки регулятора;
Pb - зона пропорційності (задається при конфігуруванні);
ti – постійна часу інтегрування (задається при конфігуруванні);
td – постійна часу диференціювання (задається при конфігуруванні).
67
Напруга U після обмеження її параметрами EL і EH (100%<EL<0,
0<EH<100%) перетворюється у сигнал керування E, рис.5.3.
Рис. 5.3 Графік залежності сигналу керування Е від U
Параметри EL і EH задаються при КОНФІГУРУВАННІ з метою
обмеження впливу на об'єкт регулювання в часі.
Обмежений сигнал керування E надходить на широтно-імпульсні
модулятори, де позитивне значення перетворюється модулятором ШІМ , а
негативне - модулятором ШІМ в послідовність імпульсів з періодом РР,
рис5.4. Тривалість імпульсів пропорційна величині сигналу керування. Період
послідовності встановлюється в режимі КОНФІГУРУВАННЯ.
Рис. 5.4 Крива розгону широтно-імпульсного модулятора
ВИХІД▲ призначений для керування виконавчим механізмом у бік
збільшення регульованої величини, а ВИХІД ▼ - у бік зменшення регульованої
величини.
Для того, щоб уникнути короткочасні спрацьовування виконавчого
механізму, у приладі передбачене обмеження мінімальної тривалості імпульсу.
Мінімально допустима тривалість імпульсів tР установлюється при
КОНФІГУРУВАННІ.
Тривалість імпульсу – це інтервал часу, протягом якого виходи регулятора
видають сигнал керування.
Меню встановлюваних параметрів
Кожен параметр приладу має значення і мнемонічний код.
Параметр, ідентифікований своїм кодом, впливає на певну характеристику
роботи приладу. Керування роботою приладу полягає у встановленні необхідних
значень параметрів з числа припустимих для даного параметра.
Всі параметри функціонально і логічно поділені на групи – меню. У
кожному режимі роботи приладу є одне або декілька меню. У кожному меню
присутні один або кілька параметрів, значення яких можна переглядати і
встановлювати.
68
В режимі РОБОТА діє меню РОБОТА, що складається з параметрів
компараторів. Ці параметри визначають функціонування компараторів і
називаються оперативними. Крім цього, доступно меню ВВІД ПАРОЛЯ.
У режимі КОНФІГУРУВАННЯ діє декілька логічно згрупованих в меню
груп параметрів. Ці параметри визначають загальне функціонування приладу,
параметри інтерфейсу і називаються конфігураційними. Серед меню параметрів
режиму конфігурування особливо виділяється меню ПОВІРКА.
При знаходженні приладу в будь-якому з меню параметрів:
- індикатор 1 відображає поточне значення обраного параметру;
- індикатор 2 відображає мнемонічний код обраного параметру.
Правила установлення параметрів
Установлення параметрів в усіх меню проводиться однаковим чином,
рис.5.5:
Рис.5.5 Установлення параметрів
- вибрати шляхом повторного натискання кнопки
пид
ПАРАМЕТР
- параметр,
значення якого необхідно змінити;
- кнопками « » і « » установити потрібне значення параметра;
- кнопкою ВВОД ввести у пам’ять приладу встановлене значення
параметра; успішне введення нового значення підтверджується короткочасним
миготінням індикатора.
Увага! Запам'ятовуються тільки ті значення параметрів, які підтверджені
натисканням кнопки ВВОД
- При натисканні кнопки « » або « » відбувається збільшення або
зменшення значення параметра на індикаторі 1.
- При утриманні кнопок « » або « » в натиснутому стані швидкість
зміни параметра збільшується.
- Завдання символьних значень параметрів здійснюється шляхом вибору з
числа можливих варіантів. Перебір варіантів здійснюється кнопками « » або
« ».
69
Установлення режимів і виклик меню
Режим РОБОТА
Режим РОБОТА – це основний робочий режим. У режимі РОБОТА
оператор контролює вимірюваний параметр (температуру, тиск, вологість) роботу
компараторів, контролює значення сигналів керування, установлює значення
уставок ПДД-регулятора і аварійних компараторів, має можливість тимчасово
зняти і знову встановити захист від несанкціонованого доступу.
У режимі РОБОТА користувач має можливість увійти в меню ПАРАМЕТРИ
ПДД-РЕГУЛЯТОРА. Режим РОБОТА встановлюється автоматично при увімкнені
живлення.
Параметри меню РОБОТА приведені у табл.3.
Таблиця 3 Параметри меню Робота
Код Найменування параметра Довідка
Вимірюване значення N - номер каналу
NE
Значення величини останнього
збільшення впливу на об'єкт
регулювання в каналі N. Дорівнює
тривалості останнього виданого
імпульсу у відсотках від часу повног
о
ходу PP.
Може
задаватися вручну тільки
в режимах Ручне керування і
Аварія. При цьому після
натискання кнопки
ВВОД на
виході або з'являється
імпульс із заданою тривалістю
EL<=NE<=0 або 0<=NE<=EH
NP Уставка ПДД-регулятора
NH Уставка компаратора Н
NL Уставка компаратора L
Меню РОБОТА циклічне. Після перегляду останнього параметра
відбувається повернення до індикації вимірюваного значення.
При відсутності протягом 20с натискань будь-яких кнопок у меню РОБОТА
відбувається автоматичне повернення до індикації вимірюваного значення.
Режим РОБОТА встановлюється автоматично при увімкнені живлення
приладу. Шляхом натискання кнопки
пид
ПАРАМЕТР
здійснюється вибір параметрів
приладу, рис.5.6. У режимі РОБОТА задаються уставки ПДД-регулятора і
компараторів, а також параметр, що характеризує рівень сигналу керування:
Рис.5.6 Вибір параметрів приладу
70
Перегляд параметрів проводиться циклічно в межах одного меню шляхом
повторного натискання кнопки
пид
ПАРАМЕТР
.
Режим КОНФІГУРУВАННЯ
Режим КОНФІГУРУВАННЯ встановлюються з режиму РОБОТА шляхом
одночасного натискання кнопок « » і « » під час індикації вимірюваного
значення.
Режим КОНФІГУРУВАННЯ має декілька меню параметрів:
CH1 - меню параметрів каналу;
Addt - меню додаткових (загальних) параметрів;
Srl - меню параметрів інтерфейсу;
Prob - меню ПЕРЕВІРКА;
End - вихід у режим РОБОТА.
Вибір меню в режимі КОНФІГУРУВАННЯ, рис. 5.7 здійснюється
циклічно за допомогою кнопок« »або/і « » і супроводжується символом (-
-) на індикаторі 2.
Для входу в меню натискається кнопка ВВОД .
Рис.5.7 Режим конфігурування
Опис параметрів та їх діапазони представлені у таблиці 4.
Параметри вибираються після здійснення розрахунків, які описані в пункті 2.