2. Описание схемы автоматизации технологического процесса регулирования температуры купола воздухонагревателя

Схема автоматизации функциональная представлена в приложении Б.

Работа системы регулирования температуры протекает следующим образом. Сигнал от датчика температуры 1-5 через преобразователь 9 поступает на контроллера 10,затем на контроллер 11и сигнал от одного термодатчика на ПИД регулятор 8 .На вход контроллеров поступает сигнал от датчиков температуры 1-5 и с датчиков тока 6е и напряжения 6д. Программируемый контроллер выполняет необходимые вычисления и на выход выдает регулирующее воздействие, которое попадает на БУСТ 6в и далее, сигнал воздействует на регулирующий орган 7а.

3. Выбор технических средств автоматизации

3.1 Выбор датчиков тока и напряжения.

1.Типы амперметров

- магнитоэлектрические

- электромагнитные

- термоэлектрические

- электродинамические

- ферродинамические

- выпрямительные

2.Принцип действия и отличия амперметров:

Магнитоэлектрические амперметры служат для измерения силы тока малой величины в цепях постоянного тока. Они состоят из магнитоэлектрического измерительного механизма и шкалы с нанесенными делениями, соответствующими различным значениям измеряемого тока.

Принцип действия магнитоэлектрического прибора основан на создании крутящего момента, благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки. С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки пропорционален силе тока.

Электромагнитные амперметры предназначены для измерения силы протекающего тока в цепях постоянного и переменного тока. Чаще всего используются для измерения силы в цепях переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Состоят из измерительного механизма, шкала которого размечена в единицах силы тока, протекающего по катушке прибора. Для изготовления катушки можно использовать провод большого сечения и, следовательно, измерять ток большой величины (свыше 200 А).

Термоэлектрические амперметры используются для измерения в цепях переменного тока высокой частоты. Они состоят из магнитоэлектрического прибора с контактным или бесконтактным преобразователем, который представляет собой проводник (нагреватель), к которому приварена термопара (она может находиться на некотором расстоянии от нагревателя и не иметь с ним непосредственного контакта). Ток, проходя по нагревателю, вызывает его нагрев (за счет активных потерь), который регистрируется термопарой. Возникающее термическое излучение воздействует на рамку магнитоэлектрического измерителя тока, которая отклоняется на угол, пропорциональный силе тока в цепи.

Электродинамические амперметры служат для измерения силы тока в цепях постоянного и переменного токов повышенной (до 200 Гц) частот. Приборы очень чувствительны к перегрузкам и внешним магнитным полям. Применяются в качестве контрольных приборов для проверки рабочих измерителей силы тока. Состоят из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействия между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки. В электрическом контуре амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при высоком напряжении или больших токах — через трансформатор.

Ферродинамические амперметры прочны и надежны по конструкции, малочувствительны к воздействию внешних магнитных полей. Они состоят из ферродинамического измерительного аппарата и применяются главным образом в системах автоматических контроллеров в качестве самопишущих амперметров.

3.Типы вольтметров

Вольтметры это прбор для измерения эдс или напряжения в электрических цепях. Первым в мире вольтметром был «указатель электрической силы» русского физика Г. В. Рихмана (1745). Принцип действия «указателя» используется в современном электростатическом вольтметре.

Вольтметры всегда подключаются параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Вольтметры подразделяются на:

- электромагнитные

- магнитоэлектрические

- электронные

4. Принцип действия и отличия вольтметров

Электромагнитные вольтметры - наиболее просты в изготовлении, дёшевы и надёжны в эксплуатации. Они применяются главным образом как стационарные на распределительных щитах электростанций и промышленных предприятий и более редко в качестве лабораторных приборов. Недостатки таких Вольтметр — относительно большое собственное потребление энергии (3—7 вт) и большая индуктивность обмотки, приводящая к существенной зависимости показаний Вольтметр от частоты.

Магнитоэлектрические - наиболее чувствительны и точны, пригодные, однако, для измерений только в цепях постоянного тока. В комплекте с термоэлектрическими, полупроводниковыми или электронно-ламповыми преобразователями переменного тока в постоянный они применяются для измерения напряжения в цепях переменного тока. Такие Вольтметр, называются термоэлектрическими, выпрямительными и электронными, применяются главным образом в лабораторной практике. Выпрямительные Вольтметр используют для измерений в диапазоне звуковых частот, а термоэлектрические и электронные — на высоких частотах. Недостаток этих приборов — существенное влияние на правильность их показаний формы кривой измеряемого напряжения.

Электронные вольтметры - имеют сложные схемы с применением недостаточно стабильных элементов (электронных ламп, малогабаритных электрических сопротивлений и конденсаторов), что приводит к снижению их надёжности и точности. Однако они незаменимы при измерениях в маломощных радиотехнических цепях, так как имеют большое входное сопротивление и работают в широком диапазоне частот (от 50 гц до 100 Мгц) с погрешностями, не превышающими 3% от верхнего предела измерения. Изготовляются также электронные Вольтметр для измерения амплитуды импульсов напряжения длительностью от десятых долей мксек при скважности до 2500.

Существуют также вольтметры тепловой и индукционной систем, но в настоящее время они не применяются, из-за большой зависимости их показани от температуры окружающей среды, а так же от большого собственного потребления энергии.

Видовые наименования:

Микровольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)

Милливольтметр — вольтметр для измерения малых напряжений ( единицы — сотни милливольт)

Киловольтметр — вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)

Векторметр — фазочувствительный вольтметр

Обозначения

Электроизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия:

Дxx — электродинамические вольтметры

Мxx — магнитоэлектрические вольтметры

Сxx — электростатические вольтметры

Тxx — термоэлектрические вольтметры

Фxx, Щxx — электронные вольтметры

Цxx — вольтметры выпрямительного типа

Эxx — электромагнитные вольтметры

Радиоизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ 15094

В2-xx — вольтметры постоянного тока

В3-xx — вольтметры переменного тока

В4-xx — вольтметры импульсного тока

В5-xx — вольтметры фазочувствительные

В6-xx — вольтметры селективные

В7-xx — вольтметры универсальные

5. Определяющие параметры для выбора датчиков.

5.1 Основные параметры

Выбор датчика связан как с техническими, так и с экономическими параметрами. Поэтому должны быть приняты во внимание все аспекты его применения. Среди технических параметров особое внимание нужно уделить следующим:

-Электрические воздействия;

-Механические воздействия;

-Температурные воздействия;

-Условия эксплуатации.

На практике часто возникает комбинация нескольких факторов, которые должны быть оценены в своей совокупности для выбора наиболее подходящего варианта датчиков. Например, измеряемый ток не является номинальным, осуществляются магнитное, температурное и механическое воздействия, происходят временные перегрузки и т.д. Таким образом, вся совокупность параметров может влиять на точность преобразования датчика.

5.2Дополнительные критерии выбора

При более сложных условиях применения датчика необходимо учесть такие факторы, как:

-Внешние магнитные воздействия;

-Электромагнитные помехи;

-Крутизна фронтов импульсов;

- Механические воздействия (вибрация, удары и т.д.)

-Специальные требования по прочности электрической изоляции;

-Совместимость с существующими стандартами;

-Другие.

Для окончательного выбора датчика может понадобиться дополнительная информация.

В случае затруднений в выборе типа датчика необходимо изучить спецификацию.

ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИ ВЫБОРЕ ДАТЧИКА.

Датчики тока

Электрические параметры	Критерии выбора
Преобразуемый ток: переменный, постоянный, комплексной формы	Определение амплитудного или эффективного значения преобразуемого тока
Диапазон преобразования тока	Определение пикового преобразуемого значения тока: IP Измеряемые временные перегрузки - пиковое значение - продолжительность
Требуемый выходной сигнал	Тип: ток, напряжение. Значение при IPN , IPK MAX : определение необходимого нагрузочного резистора ( для токового выхода )
Точность преобразования	Требуемая точность при 25 °С Принять во внимание начальное смещение тока или напряжения (при преобразовании на постоянном токе) + нелинейность Общая точность в пределах рабочего температурного диапазона Принять во внимание точность при 25 °С + начальное смещение выходного сигнала + температурный дрейф выходного сигнала.
Имеющийся источник тока	Напряжение источника питания Максимально допустимое потребление тока
Электрическая прочность изоляции	Номинальное рабочее напряжение Необходимое испытательное напряжение при проверке электрической прочности изоляции

Динамические характеристики	Критерии выбора
Частотный диапазон	Определение рабочего частотного диапазона - Основная рабочая частота - Частоты регистрируемых помех (при необходимости) Выбор подходящей технологии производства датчиков
Скорость нарастания тока	Определение времени отклика и времени задержки выходного сигнала Определение скорости нарастания тока при не измеряемой перегрузке, которую датчик должен выдержать. Выбор подходящей технологии по производству датчиков.

Параметры окружающей среды	Критерии выбора
Рабочая температура и температура хранения	Определение температурного режима, при котором будет работать датчик Выбор температурного режима хранения

Механические параметры	Критерии выбора
Электрическое подключение первичной цепи	Через входное отверстие: определение его размера в зависимости от размеров проводника Размеры шино-провода Другие присоединения (винтовые крепления, и т.д.)
Электрическое подключение вторичной цепи	Тип присоединения вторичной цепи
Внешние размеры	Определение максимально допустимых размеров
Способ установки	Тип крепления (печатная плата, непосредственно на шасси или панелях конструктива)

Датчики напряжения

Датчики, использующие эффект Холла со 100% обратной связью.

Критерии выбора датчиков напряжения в основном идентичны критериям выбора датчиков тока. Используются два типа дизайна:

Без встроенного первичного резистора

Это модели выбираются тогда, когда определяющим критерием является время отклика. Для этого первичная обмотка должна быть выполнена с минимальным количеством витков для уменьшения первичной индуктивности. С другой стороны, с целью обеспечить оптимальную точность, первичный ток будет больше, обеспечивая номинальное количество первичных ампер-витков (IP∗NP), точно установленное для конкретной модели. Например, модель LV 100 имеет 100 ампер-витков, а модель LV 200 - 200 ампер-витков.

Регулирование значения выходного сигнала:

Калибрование значения выходного сигнала может выполняться через внешний первичный резистор или посредством изменения нагрузочного резистора выходной (вторичной) цепи.

Со встроенным первичным резистором

Датчик оснащен встроенным первичным резистором. Выбор делается в соответствии с номинальным преобразуемым напряжением и диапазоном преобразования, который для этих приборов составляет обычно 1.5 от установленного номинального напряжения.

Электрические параметры	Критерии выбора
Точность преобразования	Определение сопротивления первичной цепи, его температурного дрейфа, связанного со значением со- противления первичного резистора (внешнего или встроенного).
Максимальное значение рассеиваемой на первичном резисторе мощности	Относится к первичному резистору и току первичной цепи.

Динамические характеристики	Критерий выбора
Частотный диапазон или время отклика	Зависит от постоянной времени L/R первичной цепи (первичная обмотка LP и первичное сопротивление R1)

6.1 Выбор датчика напряжения:

Датчик напряжения LV 25-P Цена 2999 р

Датчик напряжения SV025-5 Цена 3499 р

Датчик напряжения LV 100 цена 4 488 р

Сравнительная таблица

Название	Iвх ном мА	Uвх ном B	Точ- ность в % к Iвх	Диапазон преобр., мА	Вых. сигнал МА	Время задерж. мкс	Раб. частота, кГц	Напр. питания В	Раб.. темп.гр.С	Наружные размеры, мм	Цена
LV 25-P	10	2-500	0.6	0-14	25	40	0.25	±15	0...+70°C	29x26x16	2999
SV025-5	5	5-1700	0.6	0-7	25	60	0.25	±15	-40...+85°C	29x26x16	3 449
LV 100	10	100-2500	0.7	0-20	50	20	0.3	±15	0...+70°C	138x62x45	4 488

Нам предпочтительнее выбрать датчик LV 25-p,его характеристики и цена наиболее подходят нам.

Выбор датчика тока:

Датчик тока HY 05…25P цена 2 650 р

Датчик тока LTS 6-NP Цена 3 800 р

Датчик тока LTS 15-np 4 300 р

Сравнительная таблица

Название	Iвх ном Аэф	Точность в % к Iвх	Диапазон преобр.,А	Вых.сигнал	Раб.частота кГц	Напр. питания В	Потребл. ток, мА	Наружные размеры, мм	Цена
HY 05...25P	± 5-10-15-20-25	0.7	3 x Iн	± 4В	0 - 25	± 12...15	20	36x12x23	2650
LTS 6-NP	± 2-3-6	0.7	0 ± 19.2	± 4В	0 - 200	+ 5	23+Is	23x24x13	3800
LTS 15-NP	± 5-7.5-15	0.7	0 ± 48	± 4В	0 - 200	+ 5	23+Is	23x24x13	4300

Нам предпочтительнее выбрать датчик HY 05...25P ,его характеристики и цена наиболее подходят нам

3.2 Программируемый логический контроллер

Процесс разработки алгоритмов аналогового управления достаточно сложный и требует необходимой аппаратной и программной базы, а так же больших интеллектуальных и временных затрат.

В качестве контроллера можно использовать контроллер ОВЕН ПЛК 154.

Рассмотрим возможность применения данного контроллера.

ОВЕН ПЛК 154 подходит по всем техническим параметрам, он имеет в изначальной комплектации 4 аналоговых входа, 4 аналоговых выхода, 4 дискретных входа и 4 дискретных выхода, что более чем достаточно для построения системы регулирования температуры.

На рисунке 2.3 представлен внешний вид ОВЕН ПЛК154.

Рисунок 2.3 – Внешний вид контролера ОВЕН ПЛК 154

Так же в комплект ОВЕН ПЛК 154 входит бесплатное ПО CoDeSys и множество инструкций на русском языке.

Стоимость данного контроллера составляет 13 275,00 руб.

Контроллер ПЛК 154 выпускается в различных модификациях, отличающихся типом установленных в него дискретных выходных элементов, напряжением питания и различными лицензионными ограничениями размера памяти ввода вывода программы ПЛК.

Условное обозначение контроллера:

ОВЕН ПЛК 154-Х1.Х2-Х3

Х1 – Напряжение питания;

Х2 – Тип встроенного выходного элемента;

Х3 – Размер лицензионного ограничения на область ввода вывода.

Напряжение питания:

220 В переменного;

24 В постоянного тока.

Тип встроенных аналоговых выходных элементов:

И – 4 цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) «параметр – ток 0…20 мА»;

У – 4 ЦАП «параметр – напряжение 0…10 В»;

А – 4 ЦАП «параметр – 0…20 мА или напряжение 0…10 В».

Размер лицензионного ограничения на область ввода вывода:

L – ограничение до 360 байт;

М – без ограничения.

В наличии имеется ПЛК 154-220.А-М. Его параметры представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Основные технические характеристики ПЛК 154

Параметр	Значение
Общие сведения
Конструктивное исполнение	Унифицированный корпус для крепления на DIN-рейку (ширина 35 мм), длина 105 мм (6U), шаг клемм 7,5 мм
Степень защиты корпуса	IР20
Напряжение питания: ПЛК154-24 ПЛК154-220	18... 29 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В) 90... 264 В переменного тока (номинальное напряжение 220 В) частотой 47... 63 Гц
Потребляемая мощность	6 Вт
Индикация передней панели	1 индикатор питания 6 индикаторов состояний дискретных входов 4 индикатора состояний выходов 1 индикатор наличия связи с CoDeSys 1 индикатор работы программы пользователя
Ресурсы
Центральный процессор	32-х разрядный RISC-процессор 200 МГц на базе ядра АRМ9
Объем оперативной памяти	8 МВ

продолжение табл. 2.1

Объем энергонезависимой памяти хранения ядра СоDеSуs, программ и архивов	4 МВ
Размер Retain-памяти	4 кВ
Время выполнения цикла ПЛК	Минимальное 250 мкс (нефиксированное), типовое от 1 мс
Дискретные входы
Количество дискретных входов	4
Гальваническая изоляция дискретных входов	есть, групповая
Электрическая прочность изоляции дискретных входов	1,5 кВ
Максимальная частота сигнала, подаваемого на дискретный вход	1 кГц при программной обработке 10 кГц при применении аппаратного счетчика и обработчика энкодера
Дискретные выходы
Количество дискретных выходов	4 э/м реле
Характеристики дискретных выходов	Ток коммутации до 2 А при напряжении не более 220 В 50 Гц и cos j > 0,4
Гальваническая изоляция дискретных выходов	есть, индивидуальная
Электрическая прочность изоляции дискретных выходов	1,5 кВ
Аналоговые входы
Количество аналоговых входов	4
Типы поддерживаемых унифицированных входных сигналов	Напряжение 0...1 В, 0...10 В, -50...+50 мВ Ток 0...5 мА, 0(4)...20 мА Сопротивление 0...5 кОм
Типы поддерживаемых датчиков	Термосопротивления: ТСМ50М, ТСП50П, ТСМ100М, ТСП100П,ТСН100Н, ТСМ500М, ТСП500П, ТСН500Н,ТСП1000П, ТСН1000Н Термопары: ТХК (L), ТЖК (J), ТНН (N), ТХА (K), ТПП (S),ТПП (R), ТПР (В), ТВР (А-1), ТВР (А-2)

продолжение табл. 2.1

Разрядность встроенного АЦП	16 бит
Внутреннее сопротивление аналогового входа: в режиме измерения тока в режиме измерения напряжения 0...10 В	50 Ом Около 10 кОм
Время опроса одного аналогового входа	0,5 с
Предел основной приведенной погрешности измерения аналоговыми входами	0,5 %
Гальваническая изоляция аналоговых входов	отсутствует
Аналоговые выходы
Количество аналоговых выходов	4
Разрядность ЦАП	10 бит
Тип выходного сигнала: ПЛК 154-И ПЛК 154-У ПЛК 154-А	Ток 4...20 мА Напряжение 0...10 В Ток 4...20 мА или напряжение 0...10 В
Питание аналоговых выходов	встроенное, общее на все выходы
Гальваническая изоляция аналоговых выходов	есть, групповая
Электрическая прочность изоляции аналоговых выходов	1,5 кВ
Интерфейсы связи
Интерфейсы	Ethernet 100 Base-T RS-232 RS-485
Скорость обмена по интерфейсам RS	от 4800 до 115200 bps
Протоколы	ОВЕН ModBus-RTU, ModBus-ASCII DCON ModBus-TCP GateWay (протокол CoDeSys)

Для удобства пользователей компанией ОВЕН созданы дополнительные утилиты:

• EasyWorkPLC – утилита для технолога, позволяющая изменять значения параметров, не изменяя при этом программу контроллера. Работает без CoDeSys.

• PLC_IO – утилита для работы с файловой системой контроллера, например запись\считывание файлов с ПЛК. Работает без CoDeSys.

Конкурентные преимущества ОВЕН ПЛК 154:

1. Отсутствие ОС, что повышает надежность работы контроллеров

2. Скорость работы дискретных входов – до 10КГц при использовании подмодулей счетчика

3. Большое количество интерфейсов на борту: Ethernet, 3 последовательных порта, USB Device для программирования контроллера, работающих независимо друг от друга

4. Расширенный температурный диапазон работы: от минус 20 до плюс 70 градусов Цельсия

5. Широкие возможности самодиагностики контроллера

6. Встроенные часы реального времени

7. Встроенный аккумулятор, позволяющий «пережидать» пропадание питания – выполнять программу при пропадании питания, и переводить выходные элементы в «безопасное состояние»

8. Возможность создавать и сохранять архивы на Flash контроллера

9. Возможность работы по любому нестандартному протоколу по любому из портов, что позволяет подключать устройства с нестандартным протоколом (электро-, газо-, водосчетчики, считыватели штрих - кодов и т.д.)

10. Набор готовых программных модулей, предоставляемых бесплатно

Подключение вводов и выходов ПЛК 154 представлено на рис 2.4.

Рисунок 2.4 – Подключение вводов и выходов ПЛК 154

Клеммы 2 и 5 электрически объедены внутри контроллера, подключение датчиков к дискретным входам может осуществляться относительно любой из этих клемм. Нагрузочное сопротивление аналогового выхода (R) составляет до 900 Ом при выходном сигнале «ток 0…20 мА» и более 2 кОм при выходном сигнале «напряжение 0…10 В». Подключение внешнего блока питания для аналоговых выходов не требуется, блок питания встроен в контроллер.

3.3 Устройство контроля температуры

В качестве устройства контроля температуры можно использовать цифровой измеритель ОВЕН УКТ38-Щ4.

Рассмотрим возможность применения данного устройства.

Прибор ОВЕН УКТ38-Щ4 предназначен для контроля температуры, давления, влажности, уровня или другой физической величины в нескольких зонах одновременно (до 8-ми) и аварийной сигнализации о выходе любого из контролируемых параметров за заданные пределы, а также для регистрации измеренных параметров на ЭВМ.

На рисунке 2.5 представлен внешний вид устройства контроля температуры ОВЕН УКТ38-Щ4.

Рисунок 2.5 – Внешний вид устройства контроля температуры ОВЕН УКТ38-Щ4

Функциональные возможности прибора:

• Контроль температуры или другой физической величины (давления, влажности, уровня и т. п.) в нескольких зонах одновременно (до 8-ми)

• Восемь входов для подключения датчиков:

– термопреобразователей сопротивления типа ТСМ и ТСП 50/100, Pt100;

– термопар ТХК, ТХА, ТНН, ТЖК, ТПП(S), ТПП(R);

-– датчиков с унифицированным выходным сигналом тока 0(4)...20 мА, 0...5 мА или напряжения 0...1 В.

• Подключение к разным входам датчиков разных типов из числа приведенных в списке для одной модификации

• Сигнализация «авария объекта» о выходе любой из контролируемых величин за заданные пределы

• Сигнализация «авария датчика» при обрыве или коротком замыкании датчика

• Два выходных реле для включения аварийной сигнализации или аварийного отключения установки

• Индикация измеренных величин и заданных для них уставок на двух встроенных индикаторах

• Программирование кнопками на лицевой панели прибора

• Сохранение заданных параметров при отключении питания

• Регистрация контролируемых параметров на ЭВМ через адаптер сети ОВЕН АС2 по интерфейсу RS-232

Прибор выпускается в щитовом корпусе типа Щ4.

Бесплатно: ОРС-сервер, драйвер для работы со SCADA-системой TRACE MODE; библиотеки WIN DLL.

Модификация входов определяется при заказе.

Стоимость данного УКТ составляет 4 956,00 руб.

Прибор ОВЕН УКТ38-Щ4 выпускается в различных модификациях, отличающихся типом установленных в него выходных элементов.

Условное обозначение УКТ:

УКТ38-Щ4.Х

Входы прибора ОВЕН УКТ38-Щ4 выполняются в одной из следующих модификаций:

ТС – для подключения датчиков типа ТСМ 50М/100М, Cu50/Cu100 или ТСП 50П/100П, Pt50/Pt100;

ТП – для подключения термопар ТХК(L), ТХА(K), ТНН(N) или ТЖК(J);

ТПП – для подключения термопар ТПП(S) или ТПП(R);

АТ – для подключения датчиков с унифицированным выходным сигналом тока;

АН – для подключения датчиков с унифицированным выходным сигналом напряжения.

В наличии имеется УКТ38-Щ4.АТ. Его параметры представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Основные технические характеристики УКТ38-Щ4

Технические характеристики
Номинальное напряжение питания	220 В 50 Гц
Допустимое отклонение номинального напряжения	-15…+10 %
Количество входов для подключения датчиков	8
Предел допустимой основной погрешности измерения входного параметра (без учета погрешности датчика)	±0,5 %
Продолжительность цикла опроса 8-ми датчиков: – УКТ38-Щ4.ТС – УКТ38-Щ4.ТП (ТПП) – УКТ38-Щ4.АТ (АН)	3,6 с 2,2 с 2,1 с
Количество выходных устройств	2
Допустимый ток нагрузки, коммутируемый контактами э/м реле	4 А при 220 В (cos φ > 0,4)
Тип корпуса	щитовой Щ4
Габаритные размеры	96х96х145 мм
Степень защиты корпуса	IP54 со стороны передней панели
Тип интерфейса связи с ЭВМ	последовательный, RS-232
Подключение к ЭВМ	через адаптер сети ОВЕН АС2

ОВЕН УКТ38-Щ4 осуществляет цифровую фильтрацию входного сигнала от помех.

Для датчиков с унифицированным выходным сигналом тока или напряжения осуществляется масштабирование шкалы.

Сигнал с каждого входа прибора поступает на жестко закрепленный за ним двухпозиционный регулятор (компаратор, устройство сравнения), который чаще всего используется для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные пределы.

УКТ38-Щ4 имеет 4 типа сигнализации «Авария объекта» (4 типа логики срабатывания двухпозиционного регулятора):

• о снижении контролируемого параметра ниже заданной границы («прямой гистерезис»);

• о превышении контролируемым параметром заданной границы («обратный гистерезис»);

• о входе контролируемого параметра в заданные границы (П-образная логика);

• о выходе контролируемого параметра за заданные границы (U-образная логика).

Для каждого из 8-ми каналов контроля может быть задан свой тип сигнализации и своя уставка.

В качестве выходных устройств в УКТ38-Щ4 установлены 2 электромагнитных реле.

Реле 1 «Авария объекта» срабатывает при выходе любого из контролируемых параметров за заданные для границы.

Реле 2 «Авария датчика» срабатывает:

• для термопреобразователей сопротивления – при обрыве или коротком замыкании датчика;

• для термопары – при обрыве.

Элементы управления восьмиканальным устройством контроля температуры с аварийной сигнализацией ОВЕН УКТ38-Щ4 представлены на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – Элементы управления ОВЕН УКТ38-Щ4

Два 4-х разрядных цифровых индикатора в режиме РАБОТА отображают в выбранном для индикации канале:

• верхний - значение контролируемого параметра;

• нижний - значение уставки.

Возможны два режима индикации:

• циклический режим - результат измерений и уставка выводятся на заданное время последовательно для каждого задействованного канала;

• статический режим - результат измерений и уставка выводятся для канала, выбранного пользователем.

В режиме программирование верхний индикатор отображает программируемый параметр, нижний - его значение.

8 светодиодов «канал» показывают номер канала, выводимого в данный момент на индикатор (постоянное свечение), или сигнализируют об аварии в соответствующем канале контроля (мигающая засветка).

Схема подключения приборов модификаций УКТ38-Щ4-АТ и УКТ38-Щ4-АН с активными датчиками представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 – Схема подключения ОВЕН УКТ38-Щ4 с активными датчиками

Схема подключения выходных реле представлена на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – Схема подключения выходных реле ОВЕН УКТ38-Щ4

3.4 ПИД – регулятор ОВЕН ТРМ101

ПИД-регулятор температуры, давления или других физических величин в различных технологических процессах ОВЕН ТРМ101 предназначен для точного поддержания заданных параметров. Используется в составе сложного технологического оборудования: экструдеров, термопластавтоматов, печей, упаковочного, полиграфического, вакуум-формовочного оборудования и т. п.

Функциональные возможности ПИД-регулятора ОВЕН ТРМ101:

• Универсальный вход для подключения широкого спектра датчиков температуры, давления, влажности и др.

• ПИД-регулирование измеренной величины с использованием «нагревателя» или «холодильника».

• Автонастройка ПИД-регулятора по современному эффективному алгоритму.

• Дистанционный пуск и остановка ПИД-регулятора с помощью внешнего устройства, подключенного к дополнительному входу 2.

• Сигнализация о возникновении аварийной ситуации двух типов:

– о выходе регулируемой величины за заданные пределы;

– об обрыве в цепи регулирования (LBA).

• Регулирование мощности (например, для управления инфракрасной лампой) совместно с прибором ОВЕН БУСТ при использовании токового выхода 4...20 мА.

• Бесконтактное управление нагрузкой через внешнее твердотельное реле .

• Встроенный интерфейс RS-485 (протокол ОВЕН).

• Конфигурирование ПИД-регулятора температуры, давления и др. величин осуществляется на ПК или с передней панели прибора.

• Уровни защиты параметров для разных групп специалистов.

• Два выхода в любых комбинациях: электромагнитное реле, оптосимистор, оптотранзистор, «токовая петля» 4...20 мА, унифицированное напряжение 0..10 В, специализированный выход для подключения твердотельного реле.

В комплект поставки ПИД-регулятора бесплатно входит: ОРС-сервер, драйвер для работы со SCADA-системой TRACE MODE; библиотеки WIN DLL.

Стоимость данного ПИД-регулятора с универсальным входом и RS-485 ОВЕН ТРМ101 составляет 2 950,00 руб.

ПИД-регулятор ОВЕН ТРМ101 выпускается в различных модификациях, отличающихся типом установленных в него выходных элементов.

В наличии имеется ОВЕН ТРМ101 с выходным устройством типа У. Его параметры представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Технические характеристики ОВЕН ТРМ101

Питание
Напряжение питания	90…245 В частотой 47...63 Гц
Универсальный вход 1
Предел допустимой основной погрешности измерения входного параметра	±0,5 %
Входное сопротивление при подключении источника сигнала: – тока – напряжения	100 Ом ± 0,1 % не менее 100 кОм
Дополнительный вход 2
Сопротивление внешнего ключа: – в состоянии «замкнуто» – в состоянии «разомкнуто»	0...1 кОм более 100 кОм
Выходы
Количество выходных устройств	2
Интерфейс связи
Тип интерфейса	RS-485
Скорость передачи данных	2.4; 4.8; 9.6; 14.4; 19.6; 28.8; 38.4; 57.6; 115.2 кбит/с
Корпус
Тип корпуса и его габаритные размеры (без элементов крепления)	щитовой Щ5, 48х48х102 мм
Степень защиты корпуса	IP54 (со стороны передней панели)
Условия эксплуатации
Температура воздуха, окружающего корпус прибора	+1…+50 °C
Атмосферное давление	86...106,7 кПа
Относительная влажность воздуха (при 35 °C)	30...85 %

Характеристики выходных устройств представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Характеристики выходных устройств ОВЕН ТРМ101

Обозн.	Тип выходного устройства (ВУ)	Электрические характеристики
Р	электромагнитное реле	1 А (ПИД-регулирование) 8 А (сигнализация) при 220 В 50...60 Гц, cos φ > 0,4 или 30 В пост. тока
К	транзисторная оптопара структуры n–p–n типа	200 мА при 50 В пост. тока
С	симисторная оптопара	50 мА при 240 В (пост. откр. симистор) или 0,5 А (симистор вкл. с частотой не более 50 Гц и tимп. = 5 мс)
И	цифроаналоговый преобразователь «параметр–ток 4…20 мА»	нагрузка 0…1000 Ом, напряжение питания 10...30 В пост. тока
У	цифроаналоговый преобразователь «параметр–напряжение 0…10 В»	нагрузка не менее 2 кОм, напряжение питания 15...32 В
Т	выход для управления твердотельным реле	выходное напряжение 4...6 В максимальный выходной ток 50 мА

Элементы управления и индикации представлены на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 – Элементы управления и индикации ОВЕН ТРМ101

Верхний цифровой индикатор красного цвета в режиме «работа» отображает текущее значение измеряемой величины, при программировании – название параметра.

Нижний цифровой индикатор зеленого цвета отображает значение параметра при программировании.

Общая схема подключения ТРМ101 представлена на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 – Общая схема подключения ТРМ101

4. Преобразователь интерфейсов ОВЕН АС3-М

Предназначен для взаимного преобразования сигналов интерфейсов RS-232 и RS-485. Позволяет подключать к промышленной информационной сети RS-485 устройство с интерфейсом RS-232 (персональный компьютер, считыватель штрих-кодов, электронные весы и т. д.)

Внешний вид преобразователя интерфейсов ОВЕН АС3-М представлен на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 – Внешний вид преобразователя интерфейсов ОВЕН АС3-М

Основные функции:

• Взаимное преобразование сигналов интерфейсов RS-485 и RS-232.

• Автоматическое определение направления передачи данных.

• Гальваническая изоляция входов между собой и от питающей сети.

• Напряжение питания =24 В или ~220 В.

• Встроенные согласующие резисторы.

Стоимость данного преобразователя составляет 1 711,00 руб.

Технические характеристики преобразователя интерфейсов ОВЕН АС3-М представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Технические характеристики ОВЕН АС3-М

Питание
Номинальное напряжение питания – переменное (для АС3-М-220) – постоянное (для АС3-М-024) Потребляемая мощность	85...245 В, 47…60 Гц 10...30 В не более 0,5 ВА
Допустимое напряжение гальванической изоляции входов	не менее 1500 В
Интерфейс RS-232
Диапазон напряжения входного сигнала	±5…15 В
Диапазон напряжения выходного сигнала	±9…11 В
Длина линии связи с внешним устройством	не более 10 м
Скорость обмена данными	до 115200 бит/с
Используемые линии передачи данных	TxD, RxD, GND
Интерфейс RS-485
Диапазон напряжения входного сигнала	0,2…5 В
Диапазон напряжения выходного сигнала	1,5…5 В
Длина линии связи с внешним устройством	не более 1200 м
Количество приборов в сети: – без использования усилителя сигнала – с использованием усилителя сигнала	не более 32 не более 256
Используемые линии передачи данных	А (D+), В (D–)

продолжение табл. 2.5

Корпус
Габаритные размеры	54х95х57 мм
Степень защиты	IP20
Крепление	на DIN-рейку
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха	–20...+75 °С
Атмосферное давление	84...106,7 кПа
Относительная влажность воздуха (при +25 °С и ниже)	не более 80 %

Список подключаемых приборов:

1. ПИД-регулятор ТРМ101

2. Измеритель двухканальный ТРМ200

3. Измеритель/регулятор одноканальный ТРМ201

4. Измеритель/регулятор двухканальный ТРМ202

5. ПИД-регулятор ТРМ210

6. Измеритель-регулятор восьмиканальный ТРМ138

7. Двухканальный программный ПИД-регулятор ТРМ151

8. Контроллер приточной вентиляции ТРМ133

9. Счетчик импульсов СИ8

10. Устройство управления и защиты электропривода задвижки ПКП1

11. Модуль ввода аналоговый МВА8

12. Модуль вывода управляющий МВУ8

13. Модуль дискретного ввода/вывода МДВВ

Схема подключения преобразователя интерфейсов ОВЕН АС3-М представлена на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 – Схема подключения ОВЕН АС3-М

При построении сети с использованием интерфейса связи RS-485 к линии, выполненной витой парой, может быть подключено до 32 приборов, что ограничивается нагрузочной способностью АС3-М.

При использовании усилителя сигнала к преобразователю АС3-М можно подключить более 32 приборов (до 256).

АС3-М имеет встроенные согласующие резисторы сопротивлением 100 и 120 Ом.

3.6 Преобразователь интерфейсов «токовая петля»/RS-485 ОВЕН АС2-М

Преобразователь интерфейсов АС2-М предназначен для взаимного преобразования интерфейсов: «токовая петля» и RS-485. Преобразователь позволяет передавать данные от одного прибора, имеющего интерфейс «токовая петля», в сеть RS-485 по запросу мастера сети. Передача данных по интерфейсу RS-485 происходит по протоколу ОВЕН или по протоколу Modbus (RTU, ASCII). Таким образом все приборы ОВЕН могут быть объединены в единую сеть по интерфейсу RS-485.

Такое объединение в сеть дает возможность создавать системы диспетчеризации на основе уже существующих и зарекомендовавших себя приборов, таких как: ТРМ32, ТРМ33, УКТ38, МПР51.

Внешний вид ОВЕН АС2-М представлен на рисунке 2.13.

Рисунок 2.13 – Внешний вид ОВЕН АС2-М

Основные функции:

• Взаимное преобразование сигналов интерфейсов RS-485 и «токовая петля».

• Передача данных от прибора с интерфейсом «токовая петля» в сеть RS-485 по запросу мастера сети.

• Поддержка распространённых протоколов передачи данных в сети RS-485: Modbus (ASCII и RTU) и ОВЕН.

• Гальваническая развязка входов между собой и от питающей сети.

• Напряжение питания ~90...245 В 47...63 Гц.

• Бесплатная программа-конфигуратор для настройки работы адаптера в сети.

Стоимость данного преобразователя составляет 1 711,00 руб.

Технические характеристики преобразователя интерфейсов «токовая петля»/RS-485 ОВЕН АС2-М представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Технические характеристики ОВЕН АС2-М

Питание
Номинальное напряжение питания	~90...245 В частотой 47...63 Гц
Максимальная потребляемая мощность	не более 2 ВА
Интерфейс «токовая петля»
Допустимое напряжение гальванической изоляции входов	не менее 1500 В
Рекомендуемая длина линии связи	3 м
Ток в токовой петле	7 мА
Напряжение в токовой петле	37 В
Интерфейс RS-485
Допустимое напряжение гальванической изоляции входов	не менее 1500 В
Максимальная длина линии связи	1200 м
Скорость передачи данных	2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 115200 бит/с
Поддерживаемые протоколы	Modbus ASCII Modbus RTU ОВЕН
Количество приборов в сети	не более 32
Используемые линии передачи данных	А (D+), В (D–)
Корпус
Габаритные размеры	90х54х57,5 мм
Степень защиты	IP20
Крепление	на DIN-рейку, 35 мм
Масса	не более 110 г
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды	–20...+75 °С
Атмосферное давление	84...106,7 кПа
Относительная влажность воздуха (при +25 °С и ниже)	не более 80 %

Список подключаемых приборов представлен в таблице 2.7.

Таблица 2.7 – Список подключаемых приборов ОВЕН АС2-М

Прибор	Версии прошивок
ТРМ32-Щ	T32CP66, T32CP73
ТРМ32-Щ4	T32CP84
ТРМ33-Щ	T33CP90, T33CP95
ТРМ33-Щ4	t33w403
ТРМ34	T34U_C22, T34U_C43, T34U_C44, T34KA16, T34KA28
ТРМ38	T34U_C22, T34U_C43, T34U_C44, T38KA16, T38KA28
УКТ38	U17CP_IU, U31CP_IU, U32CP_IU, U12KA, U24KA
УКТ38-Щ4	U38u_01, U38u_05, U38i_02, U38i_06, U38tp06, U38tp10, U38tpp05, U38tpp09, U38tr06, U38tr11
МПР51	M11A, m12new, m12z, M12Z1, M14a, M14b
Приборы серии PiC
ТРМ1-PiC	t5ui-c04
ТРМ10-PiC
ТРМ12-PiC	t12u-14

Схема подключения преобразователя интерфейсов «токовая петля»/RS-485 ОВЕН АС2-М представлена на рисунке 2.14.

Рисунок 2.14 – Схема подключения ОВЕН АС2-М

3.7 Блок питания ОВЕН БП14Б-Д4.4

Многоканальный блок питания БП14 предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В или 36 В датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом.

Внешний вид ОВЕН БП14Б-Д4.4 представлен на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 – Внешний вид ОВЕН БП14Б-Д4.4

Блок питания БП14 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д4.

Основные функции:

• Преобразование переменного (постоянного) напряжения в постоянное стабилизированное в двух или четырех независимых каналах.

• Ограничение пускового тока.

• Защита от перенапряжения и импульсных помех на входе.

• Защита от перегрузки, короткого замыкания и перегрева.

• Индикация о наличии напряжения на выходе каждого канала.

Стоимость данного блока питания составляет 1 829,00 руб.

Технические характеристики блока питания ОВЕН БП14Б-Д4.4 представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Технические характеристики ОВЕН БП14Б-Д4.4

Входное напряжение: – переменного тока – постоянного тока	90...264 В 110...370 В
Частота входного переменного напряжения	47...63 Гц
Порог срабатывания защиты по току	(1,2...1,8) Imax
Суммарная выходная мощность	14 Вт
Количество выходных каналов	2 или 4
Номинальное выходное напряжение канала	24 или 36 В
Нестабильность выходного напряжения при изменении напряжения питания	±0,2 %
Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0,1 Imax до Imax	±0,2 %
Рабочий диапазон температур	–20...+50 °C
Коэффициент температурной нестабильности выходного напряжения в рабочем диапазоне температур	±0,025 % / °C
Электрическая прочность изоляции: – вход – выход (действующее значение) – выход – выход (действующее значение) – вход – корпус (действующее значение)	2 кВ 1,5 кВ 1,5 кВ
Уровень радиопомех	по ГОСТ Р 51527 группа С
Тип и габаритные размеры корпуса	Д4, 72х90х58 мм
Степень защиты корпуса (со стороны передней панели)	IP20
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха	–20...+50 °С
Атмосферное давление	86...106,7 кПа
Относительная влажность воздуха (при +25 °С и ниже без конденсации влаги)	не более 80 %

Схема подключения блока питания ОВЕН БП14Б-Д4.4 представлена на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16 – Схема подключения ОВЕН БП14Б-Д4.4

3.8 Блок питания ОВЕН БП15Б-Д2

Блок питания БП15 предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т. п.)

Применяется для построения систем электропитания различной сложности, в том числе распределенных.

Внешний вид ОВЕН БП15Б-Д2 представлен на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17 – Внешний вид ОВЕН БП15Б-Д2

Основные функции:

• Преобразование переменного (постоянного) напряжения в постоянное стабилизированное напряжение.

• Ограничения пускового тока.

• Защита от перенапряжения и импульсных помех на входе.

• Защита от перегрузки, короткого замыкания и перегрева.

• Регулировка выходного напряжения с помощью внутреннего подстроечного резистора в диапазоне ±8 % от номинального выходного напряжения с сохранением мощности.

• Индикация о наличии напряжения на выходе.

Стоимость данного блока питания составляет 1 062,00 руб.

Технические характеристики блока питания ОВЕН БП15Б-Д2 представлены в таблице 2.9.

Таблица 2.9 – Технические характеристики ОВЕН БП15Б-Д2

Входное напряжение: – переменного тока – постоянного тока	90...264 В 110...370 В
Частота входного переменного напряжения	47...63 Гц
Порог срабатывания защиты по току	не более 1,5 Imax
Максимальная выходная мощность	15 Вт
Нестабильность выходного напряжения при изменении напряжения питания	±0,2 %
Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0,1 Imax до Imax	±0,25 %
Рабочий диапазон температур	–20...+50 °C
Коэффициент температурной нестабильности выходного напряжения в рабочем диапазоне температур	±0,025 % / °C
Электрическая прочность изоляции: – вход - выход (действующее значение) – вход - корпус (действующее значение)	3 кВ 1,5 кВ
Уровень радиопомех	по ГОСТ Р 51527 группа С
Тип и габаритные размеры корпуса:	Д2, 36х90х58 мм
Степень защиты корпуса (со стороны передней панели)	IP20
Условия эксплуатации блока питания БП15
Температура окружающего воздуха	–20...+50 °С
Атмосферное давление	86...106,7 кПа
Относительная влажность воздуха (при +25 °С и ниже без конденсации влаги)	не более 80 %

Схема подключения блока питания ОВЕН БП15Б-Д2 представлена на рисунке 2.18.

Рисунок 2.18 – Схема подключения ОВЕН БП15Б-Д2

3.9 Универсальный внешний модуль АЦП/ЦАП фирмы L-card

Универсальный модуль АЦП/ЦАП на шину USB 1.1 (совместима с USB 2.0), имеет программно-управляемую настройку параметров сбора данных: числа и последовательности опроса входных каналов, диапазонов измерения, частоты преобразования АЦП. Возможна синхронизация сбора данных по внешнему синхросигналу или по уровню входного сигнала. Дополнительно имеются цифровые входы и выходы. Предусмотрена возможность установки двухканального ЦАП.

Применение цифрового сигнального процессора и возможность загрузки прикладных программ позволяют реализовывать различные функциональные алгоритмы и специализированные режимы работы модуля.

Внешний вид L-card E14-440 представлен на рисунке 2.19.

Рисунок 2.19 – Внешний вид L-card E14-440

Особенности изделия

• АЦП: 14 бит / 400 кГц.

• Входных каналов: 16 дифференцированных или 32 с общей "землей"

• Цифровой сигнальный процессор

• Цифровые входы/выходы: 16/16

• 2 канала ЦAП (опция)

Стоимость модуля E14-440D с двухканальным ЦАП составляет 16 072,00 руб.

Технические характеристики внешнего модуля АЦП/ЦАП E14-440 фирмы L-card представлены в таблице 2.10.

Таблица 2.10 – Технические характеристики L-card E14-440

АЦП
Количество каналов	16 дифференциальных или 32 с общей "землей"
Разрядность АЦП	14 бит
Эффективная разрядность	13,2 бит (400 кГц, диап. изм 2,5В.)
Входное сопротивление (при одноканальном вводе)	не менее 10 МОм
Диапазон входного сигнала	± 10В; ± 2,5В; ± 0,625В; ± 0,156В
Максимальная частота преобразования	400 кГц
Синхронизация	от синхросигнала, по уровню аналогового сигнала
Защита входов	± 30В (питание вкл.) ± 10В (питание выкл.)
Межканальное прохождение	-78 дБ (синусоида 10 кГц)
Цифровой сигнальный процессор
Тип	ADSP 2185M
Тактовая частота	48 МГц
Внутреннее ОЗУ данных	16 кСлов
Внутреннее ОЗУ программ	16 кСлов
FIFO буфер АЦП	512 - 12288 Слов
FIFO буфер ЦАП	512 - 4032 Слов
ЦАП (опция)
Количество каналов	2

продолжение табл. 2.10

Разрядность	12 бит
Время установления	8 мкс
Выходной диапазон	± 5В
Выходной ток, не более	2 мА
Цифровые входы и выходы
Количество входов	16
Количество выходов	16
Тип логики	КМОП
Выходной ток на 1 канал TTL, не более	± 4 мА
Суммарное потребление от всех выходов (TTL, ЦАП, внешние выходы питания), не более	0,5 Вт
Питание	от шины USB
Потребляемый ток	до 400 мА
Габариты	129x95x26 мм

Внешний разъем для подключения аналоговых сигналов модуля АЦП/ЦАП E14-440 фирмы L-card представлен на рисунке 2.20.

Рисунок 2.20 – Расположение контактов разъема для аналоговых сигналов

На внешний разъём DRB-37Mмодуля выведены линии для работы с аналоговыми сигналами ввода/вывода. Краткое описание значений приведено втаблице 2.11.

Таблица 2.11 – Внешний аналоговый разъём DRB-37M

Сигнал	Общая точка	Направление	Назначение
DAC<1...2>	AGND	Выход	Выход канала 1…2 ЦАП. Диапазон выходного напряжения ±5 В
AGND	---	---	Аналоговая земля.