Микропроцессорный двухканальный ПИД-регулятор МИК-22

3

Министерство науки и образования Украины

Славянский колледж Национального Авиационного Университета

РЕФЕРАТ

На тему:

Микропроцессорный двухканальный ПИД-регулятор МИК-22

Выполнила:

студентка гр. 1К04БП

Богомазова Н.А.

2008

Назначение

Регулятор МИК-22 представляет собой новый класс современных универсальных двухканальных цифровых регуляторов с аналоговым или импульсным (дискретным) выходом. В своей структуре регулятор МИК-22 содержит два независимых канала измерения и два независимых регулятора (аналоговый, ПИД-регулятор, импульсный ПИД-регулятор, 3-х, 2-х позиционный).

Регуляторы предназначены как для автономного, так и для комплексного использования в АСУТП в энергетике, металлургии, химической, пищевой и других отраслях промышленности и народном хозяйстве.

Регулятор МИК-22 предназначен:

? для измерения двух контролируемых входных физических параметров (температура, давление, расход, уровень и т. п.), обработки, преобразования и отображения их текущих значений на встроенных четырехразрядных цифровых индикаторах;

? регулятор формирует выходной аналоговый (канал 1) и (или) импульсный (каналы 1,2) сигнал управления двумя внешними исполнительными механизмами, обеспечивая аналоговое, импульсное, 2-3-х позиционное, или регулирование в режиме override входного параметра по П, ПИ, ПД или ПИД закону в соответствии с заданной пользователем логикой работы и параметрами регулирования;

? регулятор формирует сигналы технологической сигнализации, на передней панели имеются индикаторы для сигнализации технологически опасных зон, сигналы превышения (занижения) регулируемых или измеряемых параметров.

Структура регулятора МИК-22 посредством конфигурации может быть изменена таким образом, что могут быть решены следующие задачи регулирования:

Двухпозиционного (до четырех каналов - при использовании функции свободно - программируемых дискретных выходов прибора) или двух, трехпозиционных регуляторов;

Двух независимых регуляторов (ПИД-регулятора с аналоговым выходом и ПИД-регулятора с импульсным выходом или ПИД-ШИМ-регулятора с импульсным выходом) или двух регуляторов в режиме override.

Стабилизирующего регулятора;

Двухпозиционного регулятора;

Трехпозиционного регулятора;

Контуров автоматического регулирования с управлением от ЭВМ;

Прибора ручного управления импульсным исполнительным механизмом, двухпозиционной или трехпозиционной нагрузкой, с индикацией задающих воздействий;

Индикатора двух физических величин;

Задатчика функций.

Внутренняя программная память регулятора МИК-22 содержит большое количество стандартных функций необходимых для управления технологическими процессами большинства инженерных прикладных задач, например, таких как:

? возможность подключения различных типов датчиков,

? сравнение результата преобразования с уставками минимум и максимум, а также сигнализацию отклонений (технологически опасных зон), выбор типа технологической сигнализации - абсолютная или девиационная (зависящая от заданной точки),

- программная калибровка каналов по внешнему образцовому источнику аналогового сигнала,

- цифровая фильтрация,

- произвольное масштабирование шкал измеряемых параметров, линеаризация входных сигналов,

- извлечение квадратного корня,

- режимы статической и динамической балансировки,

- мониторинг исправности датчиков (их линий связи или измерительного канала) с системой безопасного управления исполнительными механизмами.

- индикация на передней панели значений параметра, заданной точки и выхода выбранного контура регулирования

- программируемые выходные устройства (до 4-х каналов)

- линеаризация входных аналоговых сигналов по 20 точкам

- работа с унифицированными сигналами и термопреобразователями сопротивления ТСП 50П, 100П, гр.21, ТСМ 50М, 100М, гр.23, диапазон измеряемых температур от -50°С до +650°С

- выбор и конфигурирование структуры для каждого из каналов регулятора: 2-х позиционный, 3-х позиционный или П, ПИ, ПД, ПИД- регулирование с аналоговым и импульсным выходом

- прямое, обратное регулирование, все регуляторы имеют режим ручного управления

- технология оптической изоляции обеспечивает трехуровневую (по входу, выходу и питанию) гальваническую развязку с напряжением изоляции до 1000В. Гальваническая изоляция обеспечивает высокую точность и стабильность операций ввода-вывода, обеспечивает высокое соотношение сигнал/шум и защиту от помех в промышленных условиях

- конфигурирование параметров интегральных исполнительных механизмов постоянной скорости: время механизма Тм, минимальная длительность импульса Т мин

- сохранение параметров при отключении питания

- защита от несанкционированного изменения параметров

- гальванически разделенный интерфейс RS-485, протокол ModBus (сбор информации, конфигурация)

Регулятор представляет собой свободно программируемый компактный прибор. Пользователь, не имеющий знаний и навыков программирования, может просто вызывать и исполнять эти функции путем конфигурации регулятора МИК-22. Регуляторы МИК-22 очень гибкие в использовании и могут быстро и легко, изменив конфигурацию, выполнить большинство встречаемых требований и задач управления технологическими процессами.

Регуляторы МИК-22 конфигурируются через переднюю панель прибора или через гальванически разделенный интерфейс RS-485 (протокол ModBus), что также позволяет использовать прибор в качестве удаленного контроллера при работе в современных сетях управления и сбора информации.

Параметры конфигурации регулятора МИК-22 сохраняются в энергонезависимой памяти и прибор способен возобновить выполнение задач управления после прерывания напряжения питания. Батарея резервного питания не используется.

Регуляторы могут изготавливаться по индивидуальному техническому заданию для выполнения конкретной технологической задачи.

Конфигурирование прибора, коммуникационные функции и возможности

- Конфигурирование прибора, изменение его настроек и параметров, осуществляется с помощью клавиш передней панели или по интерфейсу RS-485 с помощью программного пакета-конфигуратора "МИК-Интеллект"

- Использование программного пакета "МИК-Регистратор" предоставляет возможность построения системы сбора и архивирования информации на ПЭВМ

- Использование программного пакета ModBus OPC Server обеспечивает возможность автоматизации обмена информацией между приборами и приложениями-клиентами на ПЭВМ.

В качестве приложения-клиента, например, может использоваться SCADA-система, поддерживающая стандартный интерфейс доступа к данным ОРС Data Access 2.0.

Область применения

Регуляторы применяются для управления технологическими процессами в промышленности. Он позволяет обеспечить высокую точность поддержания значения измеряемого параметра.

Отличительной особенностью регулятора МИК-22 является наличие трехуровневой гальванической изоляции между входами, выходами и цепью питания.

Также применяются в:

- системах автоматического регулирования различных технологических параметров

- удаленных устройствах связи с обьектом, с индикацией

- территориально распределенных и локальных системах управления

-удаленных сборах данных, диспетчерском контроле, управлении производством.

Устройство и принцип работы

Регулятор МИК-22 представляет собой устройство измерения значения двух входных параметров, обработки и преобразования входных сигналов и выдачи управляющих воздействий по двум независимым каналам.

МИК-22 работает под управлением современного, высокоинтегрированного микроконтроллера RISC архитектуры, изготовленного по высокоскоростной КМОП технологии с низким энергопотреблением. В ПЗУ располагается большое количество функций для решения задач контроля и регулирования. Посредством конфигурирования пользователь может самостоятельно настраивать регулятор на решение определённых задач. Регулятор оснащён АЦП, узлами дискретно-цифрового вводо и цифро-дискретного вывода, сторожевыми схемами для контроля циклов работы программы, энергонезависимой памятью EEPROM, NVRAM для сохранения пользовательских параметров конфигурации и данных.

Внутренняя программарегулятора МИК-22 функционирует с постоянным временным циклом. В начале каждого цикла внутренней рабочей программы считываются значения аналоговых и дискретных входов, производится считывание и обработка клавиатуры, приём команд и данных из последовательного интерфейса. При помощи этих входных сигналов осуществляются. После этого осуществляется вывод информации на импульсные и дискретные выходы, на индикационные элементы, а также фиксация вычисленных величин для режима передачи последовательного интерфейса.

Регулятор МИК-22 сконструирован по блочному принципу и включает:

? пластмассовый корпус,

? фронтальный блок передней панели с элементами обслуживания (клавиатурой) и индикации,

? блок задней части с сетевым разъемом и разъемом для подключения клеммно-блочного соединителя, предназначенных для подключения внешних входных и выходных цепей.

Передняя панель прибора.

Для лучшего наблюдения и управления технологическим процессом регулятор МИК-22 оборудован активной четырехразрядной цифровой индикацией для отображения измеряемой величины - дисплей КАНАЛ1, дисплей КАНАЛ2, необходимым количеством клавиш обслуживания и сигнализационных светодиодных индикаторов для различных статусных режимов и сигналов.

? Дисплей ПАРАМЕТР. В режиме РАБОТА индицирует значение выбранной измеряемой величины (l или ll, где l - значение первого аналогового входа, ll - значение второго аналогового входа).

В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ индицирует значение выбранного параметра.

? Дисплей ЗАВДАННЯ. В режиме РАБОТА индицирует значение заданной точки или значение второго аналогового входа (когда светятся индикаторы l и ll).

В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ индицирует номер параметра конфигурации.

? Дисплей ВИХІД. В режиме РАБОТА индицирует значение управляющего воздействия, подаваемого на аналоговый или импульсный выход устройства или состояние дискретных входов/выходов .

В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ индицируются символы «ПР», указывающие пользователю о том, что прибор находится в режиме конфигурации (программирования).

? Индикатор ALM1. Светится, если значение измеряемой величины Канала 1 меньше значения уставки сигнализации отклонения MIN или превышает значение уставки технологической сигнализации отклонения MAX.

? Индикатор ALM2. Светится, если значение измеряемой величины Канала 2 меньше значения уставки сигнализации отклонения MIN или превышает значение уставки технологической сигнализации отклонения MAX.

? Индикатор F. Светится, если регулятор управляется с помощью логики дискретных входов

? Индикатор РУ1. Светится, если регулятор Канала 1 находится в ручном режиме управления, и не светится, если регулятор находится в автоматическом режиме управления.

? Индикатор РУ2. Светится, если регулятор Канала 2 находится в ручном режиме управления, и не светится, если регулятор находится в автоматическом режиме управления.

? Индикатор ІНТ. Мигает, если происходит передача данных по интерфейсному каналу связи.

? Индикатор І. Светится, если индицируются параметры регулятора 1-го канала (вход, задание, выход) на соответственных дисплеях передней панели.

? Индикатор ІІ. Светится, если индицируются параметры регулятора 2-го канала (вход, задание, выход) на соответственных дисплеях передней панели.

? Индикаторы І и ІІ. Светятся, если выбран дополнительный режим индикации регулятора

? Индикатор ^. Светодиодный индикатор состояния ключа БОЛЬШЕ импульсного или трехпозиционного регулятора соответствующего канала. Светится при включенном ключе БОЛЬШЕ.

? Индикатор Ў. Светодиодный индикатор состояния ключа МЕНЬШЕ импульсного или трехпозиционного регулятора соответствующего канала. Светится при включенном ключе МЕНЬШЕ.

Технические характеристики

Обозначение при заказе

МИК-22-АА-ВВ-C-DD

Где: АА и ВВ, соответственно код калибровки входа 1-го и 2-го каналов

01 - унифицированный 0-5 мА

02 - унифицированный 0-20 мА

03 - унифицированный 4-20 мА

04 - унифицированный 0-10 В

05 - Напряжение 0 … 75 мВ

06 - Напряжение 0 … 200 мВ

07 - Напряжение 0 … 2В

08 - ТСМ 50М, W100=1,426, -50 … +200°С

09 - ТСМ 100М, W100=1,426, -50 … +200°С

10 - ТСМ гр.23, -50 … +180°С

11 - ТСП 50П, W100=1,391, -50 … +650°С

12 - ТСП 100П, W100=1,391, -50 … +650°С

13 - ТСП гр.21, -50 … +650°С

14 - Термопара ТХА, 0°…+1300°С

15 - Термопара ТХК, 0°…+800°С

16 - Термопара ТЖК (J), 0°...+1100°С

17 - Термопара ТХКн (E), 0°...+850°С

18 - Термопара ТПП10 (S), 0°...+1600°С

19 - Термопара ТПР (B), 0°...+1800°С

20 - Термопара ТВР-1 (А-1), 0°...+2500°С

C - код выходного аналогового сигнала: 1 - 0-5 мА, 2 - 0-20 мА, 3 - 4-20 мА, 4 - 0-10В

DD -- наличие, тип и длина клеммно-блочного соединителя входных и выходных сигналов:

Т 0 -- КБЗ отсутствует

Т 0,75 -- с транзисторным выходом КБЗ-25-11-0,75

Р 0,75 -- с релейным выходом КБЗ-28Р-11-0,75

С 0,75 -- с симисторными выходами КБЗ-28С-11-0,75

К 0,75 -- с твердотельными реле КБЗ-29К-11-0,75

Примечание.

1. Буква соответствует типу выходного сигнала и типу соединителя: Т - транзисторный, Р - релейный, С - симисторный, К - твердотельное реле

2. Цифра 0,75 соответствует стандартной длине соединителя в метрах.

Ссылки

1. http://www.microl.ua.

2. microl@microl.ua.support@microl.ua

3. Руководство по эксплуатации ПРМК. 421457.104 РЭ, Украина г. Ивано-Франковск, 2008.