Архив ZIP - WinRAR / 31-40

31.Функціональна схема ІТМ-10, описати алгоритм обробки аналогового сигналу

32.Індикатор ІТМ-10. Характеристики, конструкція, структурна схема

33.Вимірювально – реєструвальний прилад Альфалог 100. Призначення, конструкція, характеристики, структурна схема, підключення датчиків та зовнішнього навантаження.

34.Описати принцип дії автоматичного електронного потенціометра

35.Чотирьохпровідна лінія зв’язку з вторинним приладом. Передача аналогових сигналів в системах автоматики

36.Класифікація вторинних вимірювальних приладів

37.HART – протокол. Приклади застосування

38.Передача інформаційних сигналів в системах автоматики

39.Інтелектуальні датчики

40.Аналогово-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі, використання АЦП і ЦАП в системах автоматики

31.

Рис.8.7 Функціональна схема ІТМ-10

Принцип роботи блоків обробки аналогового входу

В індикаторі ІТМ-10 апаратно можна підключити один аналоговий вхідний сигнал, який може бути прийнято обома функціональними блоками нормалізації й масштабування.

Обробка аналогового сигналу здійснюється за допомогою наступних блоків:

1. Фільтр імпульсних перешкод. Використовується для придушення імпульсних перешкод. Якщо в якому-небудь циклі вимірювання технологічного параметра виявлена його зміна, то передбачається можливість дії перешкоди й вихідний сигнал сформується (з урахуванням усереднення вимірювальних значень) після закінчення встановленого часу тривалості перешкоди. Тобто, якщо тривалість зміни сигналу більше заданого Тпер, та ця зміна

розцінюється як природня й приймається в подальшу обробку із затримкою часу Тпер. Робота

даного фільтра вносить додаткове транспортне запізнювання в систему регулювання, яке дорівнює величині параметра «Максимальна тривалість імпульсної перешкоди». Тому завжди потрібно прагнути мінімізувати даний параметр.

2.Модуль нормалізації сигналу. Цей модуль нормалізує вхідний аналоговий сигнал. Важливою функцією даного модуля є контроль достовірності даних. У випадку виходу аналогового сигналу на 10% за діапазон, який установлюється при калібруванні приладу, модуль посилає сигнал індикатору про невірогідність даних у каналі. В обох випадках генерується подія «розрив лінії зв'язку з датчиком».

3.Параметри калібрування. Визначають точність каналу й змінюються при заміні датчика або переході на інший тип датчика.

4.Експонентний фільтр. Фільтр використовується для придушення перешкод, а також для придушення «брязкоту» індикації (частих змін показань індикатору через коливання вхідного параметра). Визначається параметром AIN1.04(AIN2.04) «Стала часу цифрового фільтра».

5.Модуль масштабування сигналу. Цей модуль лінеаризує і масштабує вхідний сигнал відповідно заданої користувачем номінальної статичної характеристики датчика, який підключений до даного входу. Мається на увазі, що саме тут вибирається тип підключеного до каналу датчика. Також у цьому модулі є можливість добування квадратного кореня із вхідного сигналу. Користувач має можливість лінеаризувати сигнал по власній кривої лінеаризації.

6.Таблиця координат лінеаризації сигналу. Дана таблиця визначає координати користувацької лінеаризації, параметри якої задаються на рівні конфігурації LNX і LNY.

7.Модуль корекції аналогового входу. У цьому модулі сигнал, перетворений у попередніх блоках, зміщається на задане користувачем (рівень COR1 і COR2) значення. Значення корекції підсумується із вхідним сигналом або віднімається із вхідного сигналу, залежно від знака коефіцієнта корекції.

Після обробки вхідного сигналу AI функціональними блоками нормалізації й масштабування формується значення вимірюваної величини PV1 і PV2 у технічних одиницях. Це значення може відображатися на дисплеях передньої панелі, подаватися на аналоговий вихід із прямим і зворотним напрямком, подаватися на компаратор, після чого на дискретний вихід, а також оброблятися одним з функціональних блоків.

32.

Індикатори ІТМ-10 являють собою новий клас сучасних універсальних одноканальних цифрових індикаторів з дискретними виходами.

Індикатор ІТМ-10 дозволяє забезпечити високу точність вимірювання технологічного параметра. Відмінною рисою індикатору ІТМ-10 є наявність трирівневої гальванічної ізоляції між входами, виходами й колом живлення.

Індикатор призначений як для автономного, так і для комплексного використання в АСУТП в енергетиці, металургії, хімічній, харчовій і інших галузях промисловості.

Внутрішня програмна пам'ять індикатору іТМ-10 містить велику кількість стандартних

функцій необхідних для управління технологічними процесами й вирішення більшості інженерних прикладних задач, наприклад, таких як:

●порівняння результату перетворення з установками мінімум і максимум, і сигналізацію відхилень,

●програмне калібрування каналу по зовнішньому зразковому джерелу аналогового

сигналу,

●цифрова фільтрація ( для ослаблення впливу промислових перешкод),

●перетворювача вхідного сигналу різноманітними математичними функціями,

●кусочно-лінійна інтерполяція вхідного сигналу по 20-ти точкам,

●масштабування шкали вимірюваного параметра,

●конфігурування логіки роботи вихідних дискретних пристроїв,

●ретрансмиссия вхідного аналогового параметра на аналоговий вихід пристрою.

Індикатор ІТМ-10 являє собою пристрій вимірювання значення одного вхідного параметра, обробки й перетворення його у двох різних шкалах. Тобто, один вхідний сигнал можна подавати на перший і другий функціональний блок нормалізації й масштабування з різними калібруваннями, типами шкал, параметрами лінеаризації й т.п. Цю функцію можна використовувати, наприклад, для виміру рівня й об'єму по одній вхідній величині.

Індикатор ІТМ-10 працює під управлінням сучасного, мікроконтролера RISC архітектури. У постійному запам'ятовувальному пристрої розташовується велика кількість функцій для

користувацьких параметрів конфігурації й даних.

Внутрішня програма індикатору ИТМ-10 функціонує з постійним часовим циклом. На початку кожного циклу внутрішньої робочої програми зчитується значення аналогового входу, проводиться зчитування й обробка клавіатури (придушення брязкоту й виявлення достовірності), приймання команд і даних з послідовного інтерфейсу. За допомогою цих вхідних сигналів здійснюються, відповідно до запрограмованих функцій і користувацькими параметрами конфігурації, усі розрахунки. Після цього здійснюється вивід інформації на аналоговий і дискретні виходи, індикаційні елементи, а також фіксація обчислених величин для режиму передачі послідовного інтерфейсу.

Рис. 8.6. Структурна схема ІТМ-10.

33.

Вимірювально – реєструвальний прилад Альфалог 100.

Сучасні вимірювально – реєструвальні прилади дозволяють підключення кількох датчиків і мають інтерфейс для роботи у промисловій мережі, або для підключення до комп’ютера. Прилади типу Альфалог-100, рис.8.2 забезпечують вимірювання і реєстрацію по шести каналам (максимально) сили і напруги постійного струму, а також неелектричних величин, перетворених у сигнали постійного струму чи активний опір.

Рис.8.2. Зовнішній вигляд Альфалог 100.

Дісплей.Діаграмна стрічка.

Інформаційна таблиця.

USB-порт.

Кнопки управління.

Прилади дозволяють здійснювати: кольорову аналогову і цифрову реєстрацію на діаграмній стрічці; позиційне (релейне) регулювання; відображення результатів вимірювань на

рідиннокристалічному (РК) екрані; обмін інформацією з ПЕОМ по інтерфейсам RS232 чи RS485, Ethernet, USB; захист програмно-кодовий (пароль) від несанкціонованого доступу у базу даних. Реєстрація здійснюється у цифровій чи аналоговій формі на діаграмній стрічці (довжина 58 м, ширина поля реєстрації 100 мм, видима довжина діаграми - біля 60 мм). Цикл вимірювання складає 125 мс на один канал і не більше 1с по шести каналам.

Мультиплексор почергово підключає входи реєстратора до АЦП, де аналоговий сигнал датчиків, або стандартні аналогові сигнали перетворюються у цифрову форму і ндходять на вхід процесора. Процесор формує сигнали управління реєстратором, формує сигналізації і управління, забезпечує обмін даними по інтерфейсу RS485 із зовнішніми пристроями і комп’ютерами, об’єднаними у мережу.

Прилад призначено для зануреного щитового монтажу. На передній панелі знаходиться дисплей і клавіатура, що служить для настроювання приладу у діалоговому режимі з РК дисплеєм. Зверху також розташований USB порт, що служить для настроювання приладу через програмне забезпечення ReadWin ПЕОМ. На задній панелі приладу містяться: колодка зовнішніх підключень вхідних сигналів, роз’їм для підключення живлення, релейних і керуючих виходів.

Прилад показує результати вимірювань у вигляді:

-графіків + цифрові значення:

-барграфа + цифрові значення:

-цифрових значень одного з каналів:

-цифрових значень чотирьох або шести каналів:

Клавіші на передній панелі приладу дозволяють оперативно налаштовувати режими роботи і настройки реєстратора.

Реєстратор має шість незалежних вимірювальних каналів. Кожен з каналів можна за допомогою перемикачів настроїти на один з видів сигналу:

Від 0 до 20; від 4 до 20 мА.

ТС, ТП, ± 60мВ, ± 200 мВ.

± 2 В, ± 5 В, від 1 до 5 В, від 1 до 10 В.

Термоперетворювачі опору підключаються тільки по 3-х провідній схемі. Однак, при цьому відсутня повна компенсація опору з’єднувальних проводів і тому може спостерігатися певна залежність показань від опору лінії зв'язку при коливанні температури навколишнього середовища.

Підключення термопар здійснюється за допомогою спеціальних компенсаційних проводів.

Підключення датчиків, з уніфікованими вихідними сигналами наведено на рис. 8.3.

Рис.8.3 Підключення датчика, з уніфікованим вихідним сигналом.

Для підключення навантаження Rн до контактів реле сигнальних пристроїв необхідно підключати джерело живлення G1 (див. рис.8.4). Характеристики джерела G повинні відповідати комутувальній здатності контактів реле сигнальних пристроїв.

При підключенні індуктивного навантаження (наприклад, реле) паралельно навантаженню рекомендуємо підключати конденсатор від 1 до 3 мкФ.

Рис. 8.4. Підключення зовнішнього навантаження до Альфалог 100.

Підключення до комп'ютера здійснюється через USB-порт, або інтерфейс RS485, роз’єднувачі яких знаходяться на задній панелі.

Настроювання зв'язку забезпечує зв'язок з верхніми системами (ПК і графічна панель і т.п.). Настроювання зіснюється за допомогою кнопок управління на передній панелі.

Для прийому даних рекомендується використовувати спеціалізований програмний засіб

DAQmaster.

Програма Daqmaster являє собою графічний інтерфейс користувача (GUI) для легкої й зручної установки параметрів з кількох згрупованих продуктів, і для моніторингу даних.

Програма має зручний користувацький інтерфейс. Користувач може розташовувати вікна, атрибути, проектувати екрани й т.п. При збереженні даного проекту, заданий екран теж зберігається.

Управління проектом.

Можна зберегти установки моніторингу для додаткового пристрою й даних, вибірку джерела входу/виходу й т.п. у якості проекту. При завантаженні даного проекту, цей файл має статус збереженої установки. Ви можете також сконструювати список проекту для зручного керування файлом проекту.

Моніторинг протоколу обліку даних.

Програма протоколює дані під час моніторингу і є можливість збереження протоколу у вигляді одного з файлів з даними програми Daqmaster (*.ddf) або як файл CSV (*.csv). Ви можете завантажити збережений Csv-Файл безпосередньо в Microsoft Excel. Щоби легко було керувати файлом, ви можете також призначити ім'я файлу, правила зберігання й папки для зберігання.

Аналіз даних

Можна аналізувати файл даних (*.ddf) за допомогою функції аналізу даних у вигляді зони розсіювання (розкиду) або графіка. Ви можете зберегти аналіз у вигляді файлів *.rtf, *.txt, *.html, або *.csv на зоні розсіювання.

Вихід на таблицю відображення системи звітів по Modbus.

Можна вивести зареєстровану таблицю зовнішніх адрес Modbus у вигляді звіту й з- зберігати звіт для таблиці відображення Modbus у вигляді файлу HTML (*.html) або PDF(*.pdf).

34.

Принцип дії автоматичних реєструвальних приладів полягає у врівноваженні вхідного сигналу напруги або опору датчика напругою або опором вимірювальної схеми. струму. Вимірювання напруги постійного струму, що надходить на вхід потенціометра, здійснюється методом порівнювання з відомою напругою постійного струму, що знімається з движка реохорда Rр, рис.

8.1. Принцип компенсації тут реалізований шляхом формування в діагоналі моста компенсувальної напруги (UАБ), включеної назустріч термоЕРС (Ех).

Рис. 8.1. Принципова схема автоматичного електронного потенціометра.

При зміні сигналу Ех, що надходить від первинного перетворювача,на вході підсилювача П виникає напруга розбалансу, що призводить до руху реверсивного двигуна РД, вал якого обертається у той чи інший бік у залежності від знаку непогодження доти, доки існує напруга розбалансу. При цьому положення покажчика П визначає значення параметра. Деякі модифікації приладів контактними групами для реалізації релейного управління.

Врівноважені мости призначені для вимірювання і реєстрації температури у комплекті з термоперетворювачами опору та інших технологічних параметрів, які можуть бути перетворені у сигнали зміни активного опору. Принцип дії і принципова схема автоматичного електронного моста практично ідентична схемі автоматичного потенціометра.

Інтегрувальний прилад здійснює інтегрування вимірюваного параметра за часом чи іншій незалежній змінній величині.

Підсумовувальний прилад функціонально пов'язує показання з підсумком двох чи декількох величин, що підводяться до нього по двом незалежним каналам.

У залежності від умов експлуатації прилади виготовляються у наступних виконаннях: звичайному, звичайному з іскробезпечною вимірювальною схемою, тропічному, тропічному з іскробезпечною вимірювальною схемою, для застосування на об'єктах ядерної енергетики.

Звичайне виконання відповідає температурі навколишнього повітря у діапазоні 5-÷50°С з відносною вологістю до 80%, а тропічне - у діапазоні 5-÷50°С з відносною вологістю до 98%.

За принципом дії вимірювальної схеми вторинні прилади поділяються на наступні групи: мілівольтметри, логометри, автоматичні мости, потенціометри, прилади с диференціальнотрансформаторною схемою, зі струмовим вхідним уніфікованим сигналом, а також пневматичні

пристроєм ДСП.

ВП – вимірювальний перетворювач. ДЖ – джерело живлення.

ПОІ – пристрій обробки інформації.

Достоїнства:

дозволяє передавати всі відомі стандартні електричні сигнали; можливість застосування усередині виміривального пристрою гальванічного

розділення (виключення впливу напруги живлення, можливість підключення великої кількості різних споживачів інформації, забезпечення безпеки сигнальних кіл і обслуговуючого персоналу від впливу напруги живлення).

Недоліки:

висока вартість лінії зв'язку.

Певна вибухонебезпека через наявність мережевої напруги, що підводиться до ВП.

Основні види уніфікованих аналогових сигналів

36.

Вторинні прилади призначені для забезпечення дистанційного контролю різних технологічних параметрів, а у залежності від наявності умонтованих функціональних пристроїв додатково дозволяють здійснювати: перетворення сигналу з одною виду у інший уніфікований; сигналізацію граничних значень відхилень параметрів від номінального значення; позиційне, пропорційне, пропорційно-інтегральне, пропорційно-інтегрально-диференційне регулювання. За кількістю контролюємих точок прилади розподіляються на одно- і багатоточкові. Багатоточкові прилади оснащені перемикачами, що автоматично здійснюють підключення до вимірювальної схеми кола первинних перетворювачів і комутацію вихідних кіл. За способом відліку показань вторинні прилади можуть бути показувальними (цифровими), самописними, комбінованими, підсумовувальними та інтегрувальними.

Сучасні вимірювально – реєструвальні прилади дозволяють підключення кількох датчиків і мають інтерфейс для роботи у промисловій мережі, або для підключення до комп’ютера. Вимірювальні прилади класифікуються за декількома ознаками:

— за видом подання результатів вимірювання—аналогові(безперервні) і цифрові (дискретні); — за видом структурної схеми — прилади прямого вимірювання і прилади, що працюють за принципом компенсації;— за видом енергії, що використовується — електричні, пневматичні і гідравлічні прилади.

37.

HART – протокол.

При створенні нового покоління інтелектуальних приладів і датчиків виникла необхідність поряд з аналоговою інформацією передавати й цифрові дані, задля повної реалізації розширеним можливостей нових технічних засобів.

Із цією метою американською компанією Rosemount був розроблений протокол HART

(Highway Addressable Remote Transducer). Hart-Протокол засновано на методі передачі даних за допомогою частотної модуляції, при цьому цифровий сигнал накладається на аналоговий струмовий сигнал.

Частотно-модульований сигнал є двополярным і при використанні відповідної фільтрації не спотворює основний аналоговий сигнал 4-20 мА. Основні технічні параметри, обумовлені стандартом на Hart-Протоколу:

–Топологія «Точка-Точка» (стандартна) або шина;

–Максимальна кількість пристроїв - один ведений й два ведучих пристроїв (стандартний режим), 15 ведених і 2 ведучих пристроїв (багатоточковий режим з віддаленим живленням);

–Максимальна довжина лінії зв'язку - 3 км (стандартний режим), 100 м (многоточечный

режим);

–Тип лінії – екранована кручена пари;

–Інтерфейс – 4-20 мА, струмова петля (аналоговий);

–Час циклу відновлення даних - близько 500 мс.

Hart-Протокол може використовуватися у двох режимах роботи:

1.Стандартний варіант - з'єднання «Точка-Точка», тобто безпосереднє з'єднання приладу низової автоматики (датчика, виконавчого механізму, перетворювача) і не більш аніж два ведучіх пристрої. У якості первинного ведучого пристрою використовується пристрій зв'язку

зоб'єктом (ПЗО) або програмуваний логічний контролер (ПЛК). У якості вторинного застосовується портативний Hart-Термінал або персональний комп'ютер з Hart-Модемом. При цьому аналоговий сигнал є односпрямованим (наприклад, від датчика до ПЛК або від ПЛК до виконавчого механізму), а цифрові сигнали можуть передаватися й прийматися як від ведучого, так і від веденого пристрою.

2.Багатоточковий режим - 15 ведених пристроїв можуть з'єднуватися паралельно двопровіодною лінією з тими ж двома ведучими пристроями. При цьому здійснюється тільки цифровий зв'язок. Сигнал постійного струму 4 мА забезпечує допоміжне живлення ведених приладів по сигнальних лініях.

38.

Передача інформаційних сигналів.

Системи управління виробничими процесами широко використовують у якості лінії передачі даних струмову петлю 4-20 мА. Багато датчиків і виконавчі механізми створюються спеціально