Назначение цифровых индикаторов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУВПО

“ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ”

 

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

 

КОНФИГУРИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО КОНТРОЛЛЕРА ТРМ151

Методические указания к лабораторной работе по курсам “Основы цифрового управления”, “Моделирование систем”

Для студентов, обучающихся по направлениям

Автоматизированные технологии

И производства” специальности 220301 - “Автоматизация технологических процессов и производств (в пищевой и химической промышленности)”; 220200 - “Автоматизация и управление” специальности 220201 - “Управление

И информация в технических системах”,

Дневной и заочной форм обучения

ВОРОНЕЖ

УДК 681.518 (076)

Конфигурирование микропроцессорного контроллера ТРМ151 [Текст]: метод. указания к лабораторной работе по курсам “Основы цифрового управления”, “Моделирование систем” / Воронеж. гос. технол. акад.; сост.: В. С. Кудряшов, М. В. Алексеев, С. В. Рязанцев, А. В. Иванов, И. А. Александров. Воронеж, 2008. 30 с.

 

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ООП подготовки инженеров по направлениям 220300 - “Автоматизированные технологии и производства” специальности 220301 - “Автоматизация технологических процессов и производств”; 220200 - “Автоматизация и управление” специальности 220201 - “Управление и информация в технических системах”. В методических указаниях описан микропроцессорный контроллер ТРМ151, используемый для управления учебно-исследовательской установкой. Приводится методика программирования прибора с помощью программы “Конфигуратор ТРМ151” с ПЭВМ. В работе ставится задача организации режимов контроля и регулирования технологических параметров на базе ТРМ151 при подключении к нему датчиков и исполнительных устройств.

Ил. 18. Библиогр.: 3 назв.

 

Составители: профессор В.С. КУДРЯШОВ,

доценты М.В. АЛЕКСЕЕВ, С.В. РЯЗАНЦЕВ,

ассистент А.В. ИВАНОВ, аспирант И.А. АЛЕКСАНДРОВ

 

Научный редактор профессор В.К. БИТЮКОВ

 

Рецензент профессор С.Л. ПОДВАЛЬНЫЙ

 

Печатается по решению

редакционно-издательского совета

Воронежской государственной технологической академии

 

© Кудряшов В.С., Алексеев М.В.,

Рязанцев С.В., Иванов А.В.,

Александров И.А., 2008

 

© ГОУВПО “Воронеж.

гос. технол.

акад.”, 2008

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежской государственной технологической академии, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия академии запрещается.

Цель работы: изучение принципов конфигурирования микропроцессорного контроллера ТРМ151 для реализации контроля и регулирования технологических параметров исследовательской установки.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Микропроцессорный контроллер ТРМ151 предназначен для построения автоматических систем контроля и управления технологическими процессами [1].

Прибор выполняет следующие основные функции:

- измерение физических параметров объекта, контролируемых входными первичными преобразователями;

- цифровую фильтрацию измеренных параметров от промышленных импульсных помех;

- коррекцию измеренных параметров для устранения погрешностей первичных преобразователей;

- вычисление значений параметров объекта по заданной формуле;

- отображение результатов измерений или вычислений на встроенном светодиодном четырехразрядном цифровом индикаторе;

- регулирование физической величины по ПИД- или двухпозиционному закону;

- формирование аварийного сигнала при обнаружении неисправности первичных преобразователей и исполнительного механизма;

- отображение заданных параметров регулирования на встроенном светодиодном цифровом индикаторе;

- формирование команды ручного управления исполнительными механизмами (ИМ) и устройствами с клавиатуры прибора;

- передачу в сеть RS-485 текущих значений измеренных или вычисленных величин, а также выходного сигнала регулятора и параметров состояния объекта;

Основные технические характеристики ТРМ151 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Общие характеристики

Наименование	Значение
Диапазон переменного напряжения питания частотой 47...63 Гц	90...245 В
Потребляемая мощность	не более 12 ВА
Количество каналов измерения
Время опроса одного канала	не более 1 с
Количество каналов регулирования
Количество выходных элементов
Интерфейс связи с компьютером	RS-485
Протокол передачи данных по RS-485	ОВЕН
Степень защиты корпуса	IP54
Габаритные размеры прибора	96х96х70 мм
Масса прибора	не более 1,0 кг

 

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТРМ151

Микропроцессорный контроллер ТРМ151 представляет собой двухканальный регулятор, который может работать в режиме ПИД или двухпозиционного (ON/OFF) регулирования.

ТРМ151 позволяет управлять различными технологическими параметрами. При этом обеспечивается поддержание нескольких режимов (этапов, шагов) управления. Например, при регулировании температуры можно выделить два режима:

- нагрев или охлаждение до заданного значения температуры в течении заданного времени;

- поддержание заданного значения температуры.

Последовательность этапов технологического процесса называется Программой технолога, а каждый этап – Шагом Программы технолога.

Регулирование может быть реализовано по Программе технолога одновременно по двум Каналам (рис. 1). Канал предназначен для регулирования одной физической величины (температуры, давления и т. д.) по результатам измерения датчиком.

Рис. 1. Структурная схема ТРМ151:

Канал регулирования включает следующие программные модули: Вычислитель, Регулятор и Выходное устройство.

Вычислитель – программный модуль прибора, производящий вычисление физической величины по одному или нескольким входным значениям. Источниками данных Вычислителя являются собственные входы прибора или его сетевые входы.

Регулятор – программный модуль, отвечающий за поддержание контролируемой величины на заданном уровне. На вход Регулятора подается значение с Вычислителя того же Канала (контролируемая величина) и Уставка (задающее воздействие). На выходе Регулятор вырабатывает сигнал, направленный на уменьшение отклонения контролируемой величины от задания (Уставки).

Выходной сигнал Регулятора поступает на Выходное устройство, с помощью которого осуществляется управление одним или несколькими ИМ (задвижками, устройствами с аналоговым управлением и т. д.).

В состав Выходного устройства входят следующие программные блоки: Преобразователь выходного сигнала (ПВС), Блок управления исполнительными механизмами (БУИМ) и Выходной элемент (ВЭ).

ПВС выполняет две основные функции: преобразованиевыходного сигнала Регулятора и его распределениепо зоне ИМ.

ПВС осуществляет два основных преобразования выходного сигнала: ограничение выходного сигнала и ограничение роста выходного сигнала. Ограничение выходного сигнала определяется рабочим диапазоном ИМ. Ограничение роста выходного сигнала необходимо для безударного включения ИМ.

ПВС может работать в двух режимах: аналоговом и дискретном.

Зона ИМ – это программный модуль, описывающий характеристики ИМ, которым управляет ТРМ151.

Для каждого ИМ создается своя Зона. Для Зоны ИМ задаются следующие основные параметры:

– тип ИМ;

– номер ВЭ для подключения ИМ;

– диапазон сигнала, поступающего с ПВС;

ИМ по характеру управляющего воздействия на объект могут быть двух типов:

«Нагреватели » – ИМ, которые увеличивают значение регулируемой величины (например, ТЭН). Для управления «нагревателями» используется положительный диапазон выходного сигнала Регулятора (от 0 до +1);

«Холодильники » – ИМ, которые уменьшают значение регулируемой величины. Для управления «холодильниками» применяется отрицательный диапазон выходного сигнала Регулятора (от -1 до 0).

БУИМ –это программный модуль прибора, который определяет тип исполнительного механизма и определяет основные параметры его работы (наличие датчика положения задвижки, минимальное время остановки задвижки, полное время хода задвижки и др – из характеристик исполнительного механизма).

ВЭ – программный модуль прибора, формирующий аналоговый или дискретный выходной сигнал, поступающий на подключенный ИМ.

На лицевой панели прибора имеются следующие элементы управления и индикации (рис. 2): 6 кнопок, 10 светодиодов, четыре цифровых светодиодных индикатора (ЦИ1 – ЦИ4).

 

Рис. 2. Лицевая панель прибора

Цифровые индикаторы ЦИ1... ЦИ3 в рабочем режиме отображают символьную информацию об одном канале регулирования. При индикации Канала 1 светится светодиод “ВХОД 1”, при индикации Канала 2 - светодиод “ВХОД 2”.

Переключение индицируемого канала осуществляется кнопками и . При включении прибора на ЦИ1... ЦИ3 отображается информация о первом канале.

Назначение цифровых индикаторов, светодиодов и кнопок представлено в таблицах 2÷4.

В качестве входных информационных сигналов ТРМ151 используются сигналы от термопар, термометров сопротивления и активных датчиков с унифицированными сигналами (0 ÷ 5 мА, 0 ÷ 20 мА, 4 ÷ 20 мА -50 ÷ +50 мВ, 0 ÷ 1 В).

Выходными сигналами являются унифицированные сигналы 4 ÷ 20 мА и 0 ÷ 10 В.

 

Таблица 2

Назначение кнопок

Кнопка	Назначение
(удерживать 3 с)	Запуск/остановка Программы. Переход из состояния СТОП (STOP) в состояние РАБОТА (RUN) и обратно
,	Смена индицируемого Канала
+	Выбор параметра, индицируемого на ЦИ2
	Сдвиг окна отображения для просмотра информации, не поместившейся на цифровых индикаторах; при аварии - отображение на ЦИ2 кода аварии
+	Переход в режим Программирования
	Выход из вспомогательных режимов; отключение аварийной сигнализации; переход из режима АВАРИЯ в СТОП
+	Переход в состояние ПАУЗА (из состояния РАБОТА) и обратно
+ +	Переход в режим Ручного управления Уставкойи обратно
+ +	Переход в режим Ручного управления выходным сигналом регулятора (мощностью) и обратно
+ (+ )	Изменение значения параметра (выходного сигнала или уставки) в режиме Ручного управления
+ +	Принудительная перезагрузка прибора
Примечание. Сочетание + означает, что нужно нажать кнопку и, не отпуская её, нажать кнопку

Таблица 3

Назначение светодиодов

Светодиод	Назначение
“АВАРИЯ”	Светится в состоянии критичной АВАРИИ (обрыв датчика, перегрев и т. п.). Мигает в состоянии некритичной АВАРИИ
“НАСТР.ПИД”	Светится при автонастройке ПИД регулятора
“ВХОД 1”	Светится при выводе на индикацию Канала 1
“ВХОД 2”	Светится при выводе на индикацию Канала 2
“УСТАВКА”	Светится при отображении на ЦИ2 Уставки
“ВРЕМЯ ШАГА”	Светится при отображении на ЦИ2 времени, прошедшего от начала текущего Шага
“РУ1”	Показывает, что Канал 1 находится в режиме Ручного управления (мигает при ручном управлении (выходом на клапан) клапаном; и постоянно светится при ручном управлении Уставкой)
“РУ2”	Тоже, для Канала2
“К1”	Светится, если ВЭ 1 ключевого типа (с маркировкой “Р”, “К”, “С”) находится состоянии “замкнуто”. Для ВЭ1 типа ЦАП 4÷20 мА (с маркировкой “И”) светодиод “К1”не задействован
“К2”	То же, для ВЭ 2

Таблица 4

Назначение цифровых индикаторов

Цифровой индикатор	Назначение
ЦИ1	Отображает текущее значение измеренной величины для выбранного Входа (Канала)
ЦИ2	Отображает текущее значение Уставки регулируемой величины, отображаемой на ЦИ1. При этом светится светодиод “УСТАВКА”
ЦИ3	Отображает значение выходной мощности, подаваемой на ИМ, в процентах
ЦИ4	Отображает номер текущей Программы и через точку номер Шага