Изучение программно-технического комплекса «ОВЕН»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Березниковский филиал

Кафедра автоматизации технологических процессов

Изучение программно-технического комплекса «ОВЕН»

Методические указания к практическим работам

Березниковский филиал Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2012

Практическая работа №1.

Изучение работы и программирования измерителя-регулятора ТРМ210

вкомплекте с преобразователем интерфейсов АС3-М

ипервичным преобразователем температуры ТСП(46П)

1.1.Теоретическая информация

1.1.1.Назначение ТРМ210

ТРМ210 в комплекте с первичным преобразователем предназначен для измерения и автоматического регулирования температуры (при использовании в качестве первичного преобразователя термопреобразователя сопротивления или термоэлектрических преобразователей), а также других физических параметров, значение которых первичными преобразователями может быть преобразовано в унифицированный сигнал постоянного тока или напряжения.

Прибор позволяет осуществлять следующие функции:

−измерение температуры или другой физической величины;

−регулирование измеряемой величины по ПИД-закону путем импульсного или аналогового управления или по двухпозиционному закону;

−автонастройка ПИД-регулятора на установленном объекте;

−ручное управление выходной мощностью ПИД-регулятора;

−обнаружение ошибок работы и определение причины неисправ-

ности;

−работа в сети, организованной по стандарту RS485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и осуществлять контроль;

−дистанционное управление запуском и остановкой регулирования.

1.1.2.Устройство прибора

На рис. 1 приведен внешний вид лицевой панели прибора ТРМ210. На лицевой панели расположены следующие элементы управления и индикации:

4

Верхний цифровой индикатор красного цвета отображает:

−текущие значения измеряемых величин;

−при программировании – название параметра

−в МЕНЮ – надпись «».

Рис. 1. Внешний вид лицевой панели прибора

Нижний цифровой индикатор зеленого цвета отображает:

−значения уставок;

−при программировании – значение параметра;

−в МЕНЮ – название группы параметров. Свечение светодиодов означает:

−AL – мигает при выходе регулируемой величины за заданные пре-

делы;

−LBA – мигает, если обнаружен обрыв в цепи регулирования;

−К1 – включено выходное устройство 1;

−К2 – включено выходное устройство 2;

−СТОП – постоянное свечение, если регулятор остановлен; мигает,

если остановка регулятора произошла из-за аварии LBA или аппаратной ошибки;

− АН – постоянное свечение при выполнении автонастройки; гаснет при удачном завершении автонастройки; мигает, если автонастройка закончена неудачно;

5

−RS – засвечивается на 1 с в момент передачи данных компьютеру;

−РУЧ – светится в режиме ручного управления выходным сигналом ПИД-регулятора.

Кнопки, находящиеся на передней панели прибора, имеют следующие на-

значения:

− – для увеличения значения программируемого параметра;

− – для уменьшения значения программируемого параметра;

− – для входа в меню программирования или для перехода к следующему параметру.

1.1.3.Описание работы прибора ТРМ210

Впроцессе работы ТРМ210 производит опрос входных датчиков, вычис-

ляя по полученным данным текущие значения измеряемых величин, отображает их на цифровом индикаторе и выдает соответствующие сигналы на выходные устройства. Структурная схема прибора приведена на рис. 2. Прибор включает в себя:

− универсальный вход для подключения первичных преобразовате-

лей;

Рис. 2. Структурная схема ТРМ210

6

−дополнительный вход для дистанционного управления процессом регулирования;

−блок обработки данных, предназначенный для цифровой фильтрации, коррекции, регистрации и регулирования входной величины и включающий в себя устройства сигнализации;

−два выходных устройства (ВУ), которые в зависимости от модификации прибора могут быть ключевого или аналогового типа;

−два цифровых индикатора для отображения регулируемой величины и ее уставки.

Кизмерительному входу можно подключать любой из датчиков, которые поддерживает данный тип прибора, поэтому он называется универсальным.

1.1.4.Организация меню прибора ТРМ210

ТРМ210 можно программировать как с персонального компьютера при помощи специальной программы-конфигуратора, так и непосредственно c лицевой панели прибора. Программируемые параметры задаются пользователем при программировании и сохраняются при отключении питания в энергонезависимой памяти.

Основные параметры прибора ТРМ210 объединены в 5 групп:

1. – LvoP. В эту группу включены параметры, управляющие запуском регулирования, включением автонастройки, а также уставка;

2. – Init. В эту группу включены параметры настройки входа прибора, выходных устройств, устройств сигнализации;

3. – Adv. В эту группу включены параметры дополнительных настроек регулятора;

4. – Comm. В эту группу включены параметры настройки интерфейса

RS485;

5. – LmAn. В эту группу включены параметры ручного управления ПИД-регулятором.

7

Эти 5 групп составляют меню прибора (рис. 3). Полный список программируемых параметров приведен в таблице 1.

Переход между заголовками групп меню осуществляется кнопками (к следующему) и (к предыдущему). Переход к первому параметру каждой группы осуществляется кратким нажатием кнопки , а возврат в заголовок группы (из любого параметра группы) – длительным (≥ 3 с) нажатием кноп-

ки .

Рис. 3. Меню прибора ТРМ210

Для входа в специальные режимы работы прибора используются комбинации кнопок:

В режиме «программирование» используются следующие комбинации кнопок:

+ – для отображения и редактирования дробной части значения программируемого параметра;

+ – для возврата в режим отображения и редактирования целой части значения программируемого параметра.

1.1.5.Назначение преобразователя интерфейсов АС3-М

Прибор предназначен для взаимного электрического преобразования сигналов интерфейсов RS232 и RS485, обеспечивает гальваническую изоляцию входов между собой и от питающей сети (рис. 4). Прибор автоматически определяет направление передачи данных, что позволяет исключить необходимость в дополнительном аппаратном управлении обменом данными по линии RTS

8

и значительно снизить временные интервалы (тайм-ауты) между кадрами данных. При этом в качестве ведущего (мастера) может выступать устройство как с интерфейсом RS232, так и с интерфейсом RS485. Прибор поддерживает любые протоколы данных, физическая реализация которых основана на интерфейсах RS232 и RS485. Прибор позволяет подключать к промышленной информационной сети RS485 устройство с интерфейсом RS232, такое как персональный компьютер, считыватель штрихкодов, электронные весы и т. д.

Рис. 4. Внешний вид прибора АС3-М220

1.1.6.Интерфейсы связи

1.1.6.1.Интерфейс связи RS-232

Интерфейс стандарта EIA RS-232C предназначен для последовательной связи двух устройств. Он является общепринятым и широко используется в аппаратных комплексах с подсоединением внешнего оборудования к персональному компьютеру (ПК). Интерфейс RS232C предусматривает использование «несимметричных» передатчиков и приемников, при этом передача данных осуществляется с помощью «несимметричного» сигнала по двум линиям – ТхD и RxD, а амплитуда сигнала измеряется относительно линии GND («нуля»)

9

(рис. 5). Логической единице соответствует диапазон значений амплитуды сигнала (напряжения) от –12 до – 3 В, логическому нулю – от +3 до +12 В. Диапазон от –3 до +3 В соответствует зоне нечувствительности, определяющей гистерезис приемника. Несимметричность сигнала обуславливает низкую помехозащищенность данного интерфейса, особенно при промышленных помехах. Наличие линий приема (RxD) и передачи (TxD) данных позволяет поддерживать полнодуплексную передачу информации, т.е. одновременно информация может, как передаваться, так и приниматься.

На рис. 5 показана типовая схема объединения интерфейсов RS232 и RS485 при организации промышленной сети.

Рис. 5. Типовая схема промышленной сети RS485

Для управления потоком данных наиболее широко используется аппаратный способ управления. Для корректной передачи данных необходимо, чтобы приемник находился в состоянии готовности к приему информации. При аппаратном способе управления используется сигнал RTS/CTS, который позволяет остановить передачу данных, если приемник не готов к их приему. Аппаратное управление потоком данных обеспечивает самую быструю реакцию передатчика на состояние приемника.

1.1.6.2. Интерфейс связи RS-485

При проектировании промышленных систем автоматизации наибольшее распространение получили информационные сети, основанные на интерфейсе стандарта EIA RS485. В отличие от RS232, этот интерфейс предусматривает передачу данных с помощью «симметричного» (дифференциального) сигнала по двум линиям (А и В) (см. рис. 5) и использование дополнительной линии для выравнивания потенциалов заземления устройств, объединенных в сеть стан-

10