А.Е. Медведев Элементы систем автоматики

10

РУ системы «С» выполняется на контроллере Р-130.

4.3. Варианты заданий контрольной работы

Вариант 0:

1.Сельсины-датчики угла и углового рассогласования.

2.Регулирующее устройство на микропроцессорном контроллере Р-110 для системы «А» с исходными данными NВ=0.

Вариант 1

1.Цифровые датчики угловых перемещений и скорости.

2.Регулирующее устройство на микропроцессорном контроллере Р-130 для системы «А1» с исходными данными NВ=1.

Вариант 2

1.Магнитные усилители.

2.Регулирующее устройство на микропроцессорном контроллере Р-110 для системы «В» с исходными данными NВ=2.

Вариант 3

1.Пневматические мембранные элементы автоматики.

2.Регулирующее устройство на микропроцессорном контроллере Р-130 для системы «В1» с исходными данными NВ=3.

Вариант 4

1.Пневматические струйные элементы автоматики.

2.Регулирующее устройство на микропроцессорном контроллере Р-130 для системы «С» с исходными данными NВ=4.

Вариант 5

1.Регуляторы непрерывного действия (аналоговые).

2.Регулирующее устройство на микропроцессорном контролле-

ре Р-110 для системы «А» с исходными данными NВ=5.

Вариант 6

12

Н3 = 5( NB +1)100, %;

Xmax

3)зона возврата порогового элемента сигнализации (нуль-

органа):

Н4 = ± 2( NB +1)100, %;

Xmax

4)зона нечувствительности аналогового и импульсного регуля-

тора:

Х∆( Н5 ) = ( NB +1)100, % ;

Xmax

5)параметры настройки аналогового и импульсного регулятора:

6) время перемещения исполнительного механизма:

ТМ = NВ10+1 , мин;

7) параметр срабатывания позиционного регулятора системы

«С»:

ХБ = 55( NВ +1)100, %;

Xmax

8)зона возврата позиционного регулятора системы «С»:

Х∆ = 5( NВ +1)100, %;

Xmax

9)допустимый диапазон изменения температуры в системе «С»:

ХД = ( 50 ÷ 55)( NВ +1), 0С;

10)значения настроечных входов алгоритма ОКО в контроллере

Р-130:

W0 = 0; W100 = Xmax oC ;

11) минимальная длительность выходных импульсов в алгоритме ИВА контроллера Р-130:

Т= 0,12( NВ +1), с.

4.5.Примеры реализации регулирующего устройств на микропроцессорном контроллере Р-110

13

Пример 1. Разработать РУ для системы «А», имеющей следующие исходные данные: максимальное измеряемое значение температуры - 6000С; заданное значение регулируемого параметра - 3000С; световая сигнализация должна сработать при отклонении регулируемого параметра от заданного значения на +120С; зона возврата световой сигнализации - 60С; параметры настройки аналогового ПИД-

преобразователя: КП = 1,2 %х.р.о. ; ТИ = 1,2 мин; ТД = 0,3 мин; зона

oС

нечувствительности аналогового регулятора - +20С.

Пример 2. Разработать РУ для системы «В», имеющей следующие исходные данные: максимальное измеряемое значение температуры - 2000С; заданное значение регулируемого параметра формируется внешним задатчиком (ЗДН=0); световая сигнализация срабатывает при отклонении температуры от заданного значения на +80С, при этом зона возврата составляет 20С; параметры настройки им-

пульсного ПИД-преобразователя: КП = 0,80 %х.р.о. ; ТИ = 0,9 мин; ТД =

oС

0,15 мин; время полного перемещения ИМ ТМ = 0,4 мин; зона нечувствительности импульсного регулятора -10С.

Схемы междумодульных соединений и конфигурации РУ для систем «А» и «В» приведены на рис. 1, а,б. На этих схемах внешние элементы, подключаемые к контроллеру Р-110 для создания соответствующих систем регулирования, обозначены следующим образом: НП – нормирующий преобразователь (датчик), формирующий сигнал 0-5 мА, пропорциональный регулируемому параметру объекта; ЗУ – токовый задатчик 0-5 мА для дистанционного управления исполнительным механизмом в системах «А» и «В»; SA1 – выключатель для перевода системы в режим дистанционного управления (для подачи входного дискретного сигнала 24 В); HL1, HL2 – элементы сигнализации о выходе рассогласования за допустимые пределы; ЗУ1 – внешний токовый задатчик 0-5 мА значения регулируемого параметра в системе «В»; RМ, RБ – сопротивления обмоток реле, управляющих исполнительным механизмом постоянной скорости на уменьшение (М) или на увеличение (Б) регулирующего воздействия; ЭПП - электропневмопреобразователь, управляющий пропорциональным исполнительным механизмом.

Модули и элементы контроллера Р-110, используемые для построения систем регулирования «А» и «В», имеют следующие обо-

14

значения (см. рис. 1): ХТ2.1-ХТ2.4 – клеммные колодки контроллера; РГ-12, РГ-22 – аналоговые модули гальванического разделения входных и выходных цепей контроллера; АЦП-2, ЦАП-2 – модули анало- го-цифрового и цифро-аналогового преобразования сигналов; ДЦП-2, ЦДП-2 - модули дискретно-цифрового и цифро-дискретного преобразования сигналов; ЦИП-2 – модуль цифро-импульсного преобразования сигналов; КМС – клеммно-модульный соединитель; ММС – межмодульный соединитель; 1.1 – алгоритмический блок (блок 1 в зоне 1), в котором размещаются стандартные алгоритмы РАС и РИС, соответственно, аналогового либо импульсного ПИД-регулирования.

Параметры настройки стандартных алгоритмов контроллера Р-110, использованных для создания регулирующих устройств систем «А» и «В», приведены в табл. 2.

4.6. Примеры реализации регулирующих устройств на микропроцессорном контроллере Р-130

Пример 1. Разработать РУ для системы «А1», имеющей следующие исходные данные: максимальное измеряемое значение температуры - 6000С; заданное значение температуры – 3000С (устанавливается с помощью лицевой панели контроллера); сигнализация срабатывает при отклонении температуры от задания на +120С; зона возврата световой сигнализации – 60С; параметры настройки анало-

гового ПИД-преобразователя: КП = 1,2 %х.р.о. ; ТИ = 1 мин; ТД = 0,2

oС

мин; зона нечувствительности регулятора - 30С. Фильтрация входного сигнала осуществляется аппаратно (ТФ=0).

Таблица 2

Параметры настройки алгоритмов контроллера Р-110 для систем «А» и «В»

16

Пример 2. Разработать РУ для системы «В1», имеющей следующие исходные данные: максимальное значение температуры – 2000С; заданное значение температуры устанавливается внешним задатчиком; сигнализация срабатывает при отклонении температуры от задания на +80С при зоне возврата - 40С; параметры настройки импульсного ПИД-

преобразователя: КП = 0,7 %х.р.о. ; ТИ = 0,8 мин; ТД=0,1 мин; время пе-

oС

ремещения ИМ - ТМ=0,4 мин; зона нечувствительности регулятора - 20С.

Пример 3. Разработать РУ для системы «С», имеющей следующие исходные данные: регулируемый параметр должен находиться в пределах (допустимый диапазон изменения температуры) 200-2120С; максимальное измеряемое значение температуры – 6000С; параметр срабатывания позиционного регулятора – 2120С; зона возврата регулятора - 120С.

Схемы межблочных соединений элементов контроллера Р-130 для реализации РУ для систем «А1» и «С» представлены на рис. 2,а, а для систем «А1» и «С» - на рис. 2,б. Схемы конфигурации РУ для систем «А1» и «С» приведены на рис. 3, а, а для системы «В» - на рис. 3,б.

На схемах рис. 2 внешние элементы, подключаемые к контроллеру Р-130: ТХК «А1», ТХК «С» - термоэлектрические преобразователи типа ТХК для систем «А1» и «С»; ЭПП - электропневмопреобразователь для управления пропорциональным пневматическим исполнительным механизмом (ИМ); ТСМ - термометр сопротивления для системы «В1»; HL1 «A1», HL2 «A1» - элементы сигнализации о выходе сигнала рассогласования за допустимые пределы в системе «А1»; HL1 «В1», HL2 «В1» - элементы сигнализации о выходе сигнала рассогласования за допустимые пределы в системе «В1»; RH «С» - сопротивление обмотки реле управления в системе «С»; ДП - датчик положения исполнительного механизма в системе «В1»; ЗУ1 - внешний токовый задатчик регулируемого параметра; RМ, RБ - сопротивления обмоток реле, управляющим исполнительным механизмом постоянной скорости на уменьшение (М) или увеличение (Б) регулирующего воздействия.

Для построения систем регулирования «А1», «В1» и «С» использованы следующие блоки -и элементы контроллера Р-130 (см. рис. 2):

БК-1 - блок контроллера; БП-1 - блок питания; БУТ-10, БУС-10 - блоки усилителей сигналов, соответственно, потенциальных (термопар) и резистивных (терморезисторов) датчиков; КБС-0, КБС-1, КБС-2,

17

КБС-3 - клеммно-блочные соединители, соответственно, для размножения общих точек, для блоков БП-1, БУТ-10 и БУС-10, для дискретных цепей ввода-вывода контроллера БК-1, для аналоговых цепей вво- да-вывода контроллера БК-1.

Для программной реализации соответствующих регулирующих устройств на базе микропроцессорного контроллера Р-130, использованы следующие стандартные алгоритмы (см. рис. 3): ОКО - оперативный контроль регулирования; ВАА - ввод аналоговой группы А; АВА - аналоговый вывод группы А; ЗДН - задание; РАН - регулирование аналоговое; РУЧ - ручное управление; НОР - нуль-орган; ДВБ - дискретный вывод группы В; РИМ - регулирование импульсное; ИВА - импульсный вывод группы А. Алгоритмы размещены в соответствующих алгоритмических блоках 01, 05-11. Их входы-выходы и программируемые связи обозначены двухразрядными десятичными цифрами: например, вход 01 алгоритма РАН, размещенного в алгоблоке 07, соединяется связью 6.1 при программировании контроллера с выходом 01 алгоритма ЗДН, размещенного в алгоблоке 06 (см. рис. 3,а).

Значения настроечных входов модификаторов и масштабов времени алгоритмов контроллера Р-130, использованных для программной реализации регулирующих устройств систем «А1», «В1» и «С», представлены в табл. 3.

Таблица 3 Параметры настройки алгоритмов контроллера Р-130

18