3)Устройство. Принцип действия.

Структурная схема прибора приведена на рисунке 1, где:

-БО - блок отображения;

-РВ - блок релейных выходов;

-ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;

-ЦО - блок цифрового обмена;

-ПР - процессорная плата;

-АЦНП - аналого – цифровой нормирующий преобразователь;

-ИП – интерфейсная плата.

Выходные сигналы первичных преобразователей поступают на аналого-цифровой

преобразователь АЦНП, который обеспечивает прием, нормирование и преобразование в цифровую

форму аналоговых сигналов. Вход блока АЦНП дифференциальный, коммутируемый.

С АЦНП информация в цифровом виде вводится в модуль процессора, где обрабатывается алгоритмически, обеспечивая запоминание данных с привязкой по времени, выдачу информации на дисплей и запись архивной информации Compact Flash карту. Процессорная плата ROCKY-318 управляет работой всех функциональных устройств прибора. В процессе работы прибор контролирует подключение датчиков (наличие обрыва или короткого замыкания).

Блок ЦО обеспечивает связь с дисплеем и клавиатурой (БО), и прием релейных и частотных сигналов. Блоки АЦНП и ЦО связаны с процессорной платой через ISA шину.

Блок РВ обеспечивает коммутацию выходных цепей для подключения сигнальных исполнительных устройств, работающих на переменном либо постоянном токе.

Блок питания обеспечивает питающими напряжениями блоки Ш932.9А.

В рабочем режиме прибора, называемом далее режимом измерений, прибор периодически поочередно опрашивает все запрограммированные измерительные каналы, после опроса каждого канала результат сравнивается с заданными уставками и формируются релейные сигналы. Период (цикл) опроса всех датчиков складывается из суммы времен, затрачиваемых на опрос каждого

датчика, и времен, затрачиваемого на калибровку и проверку АЦП, на запись результатов измерений в архив, и на измерение сопротивления третьего провода (при 3-х проводной схеме подключения терморезисторов).

При непрохождении калибровки АЦП и некоторых других, не зависящих от датчиков проверок, вместо результата измерений, признаков неисправности датчика НДАТ и неисправности компенсатора холодного спая НКХС, формируется признак неисправности прибора НПР. Обмен информацией

прибора с компьютером и диалог с оператором выполняются параллельно с указанными выше операциями и не влияют на период опроса.

Рисунок 1. Структурная схема прибора

Когда термопреобразователи сопротивления подключены к прибору по трехпроводной схеме, то при измерении сопротивления датчика прибор получает сумму сопротивления самого датчика и

сопротивления провода от соединенных между собой клемм Io и А кросс-платы до вывода датчика. Эта погрешность компенсируется тем, что прибор дополнительно измеряет сопротивление провода от

клеммы Общ кросс-платы до вывода датчика и вычитает его из результата измерения сопротивления датчика. Для точной компенсации сопротивление этих проводов должно быть одинаково.

Для вычисления температуры по сигналам с датчиков типа термопар прибор определяет температуру холодных спаев термопар с помощью внешнего одного или нескольких датчиков температуры холодных спаев, эти датчики могут быть только термопреобразователями сопротивления.

В кросс-плате прибора смонтирован датчик температуры холодных спаев, который подключается к одному из 16-ти каналов.

Если холодные спаи термопар образуются не на кросс-плате прибора, а на удаленном от прибора и установленном вблизи термопар соединительном блоке, имеющем свой датчик температуры холодных спаев (например, на поставляемом НПФ «СЕНСОРИКА» блоке соединительном), то все связи от этого блока до кросс-платы выполняются медным проводом. Тогда вместо имеющегося на кросс-плате датчика температуры нужно подключить датчик блока соединительного. При необходимости можно использовать несколько датчиков температуры холодных спаев, но тогда для них придется выделить обычные каналы прибора за счет уменьшения числа каналов для термопар.

В блоке АЦНП прибора применен интегрирующий аналого-цифровой преобразователь AD7714 фирмы Analog Device с программируемым временем интегрирования. Время, затрачиваемое на измерение одного канала, складывается из времени установления коммутатора каналов, времени

установления цифрового фильтра АЦП, времени интегрирования для замера показания датчика и времени, необходимого для обнаружения обрыва цепи датчика.

Контроль обрыва датчика выполняется сразу после каждого замера и выполняется путем подачи небольшого (1 мкА) тока в цепь датчика. Контроль обрыва цепи датчика с выходным сигналом в виде тока не делается, т.к. сопротивление цепи определяется не датчиком, а резистором прибора, преобразующим ток в напряжение. Обрыв датчика с выходным сигналом в виде напряжения также не проверяется, поскольку выходное сопротивление таких датчиков не всегда известно.

Кроме проверки на обрыв результат замера любого датчика контролируется на нахождение внутри диапазона показаний датчика. При непрохождении данной проверки или контроля обрыва датчика вместо результата замера формируется признак неисправности датчика НДАТ. Пользователь имеет возможность варьировать время, затрачиваемое прибором на опрос каждого датчика, путем

выбора времени интегрирования и признака необходимости контроля обрыва цепи датчика.

Минимально устанавливаемое время интегрирования обеспечивает достаточно эффективное подавление помех и наводок сети 50 Гц на сигналах с любых типов датчиков.

Увеличение времени интегрирования может понадобиться только для подавления больших помех при слабых сигналах с датчиков типа термопар. Необходимость этого определяется пользователем опытным путем.

Если на канале прибора запрограммирован датчик типа термопары и при измерении сигнала с этой термопары неисправность датчика не обнаружена, а на канале, измеряющем температуру холодного спая этой термопары зафиксирован НДАТ, то на канале термопары вместо результата измерения будет сформирован признак неисправности канала компенсации температуры

холодного спая НКХС.

Схемных регулировочных элементов в приборе нет, калибровка реализована программным путем.

Обмен информацией прибора с компьютером осуществляется по интерфейсу RS232 и RS485.

Программа прибора не чувствует физической реализации интерфейса (RS232 или RS485) и работает всегда одинаково - по протоколу MODBUS RTU. При обмене компьютер должен быть ведущим (master), а прибор - всегда только ведомым (slave).

Программа прибора позволяет компьютеру выполнять следующие действия:

- считывать текущие результаты измерений;

- считывать состояние всех релейных выходов прибора;

- переключать управление релейными выходами (индивидуально для каждого) на себя и управлять ими;

- программировать прибор, т.е. считывать из прибора и записывать в него все данные, заносимые в прибор при программировании с панели. Для программирования с помощью компьютера имеется компьютерная программа – конфигуратор, позволяющая программировать прибор с компьютера.

Кроме программирования эта программа демонстрирует все режимы обмена прибора с компьютером и при наладке системы позволяет видеть на мониторе результаты измерений, состояние релейных выходов и управлять выходами с компьютера.

Программное обеспечение прибора Ш932.9А дополняется и совершенствуется с учетом пожеланий потребителей. Обновление версий программного обеспечения может осуществляться заказчиком самостоятельно. Соответствующая инструкция приведена в приложении Н.