Регулирующие малоканальные микропроцессорные контроллеры МПК Ремиконты Р-130
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное
общеобразовательное
учреждение высшего профессионального
образования
"Тульский государственный
университет"
Кафедра "автоматики и
телемеханики"
Контрольно-курсовая работа
по дисциплине: "Автоматика"
Тема: "Регулирующие
малоканальные микропроцессорные контроллеры МПК Ремиконты Р-130"
Выполнил: ст. гр.621091 Кивелёва Е.В.
Проверил: докт. техн. наук, проф. Говоров А.А.
Тула 2012
Задание № 1
Для микропроцессорного регулирующего контроллера МПК
Ремиконты Р-130" (выбранного в соответствии с вариантом 2. Необходимо
кратко описать его техническую структуру и программно-алгоритмическое
обеспечение: виртуальную структуру, функциональные схемы основных алгоритмов
или функций. Дать описание конструкции контроллера, его выходных разъемов
технических характеристик.
1
Разработать
функциональную схему контроллера для реализации конкретной автоматической
системы регулирования (АСР), в которой датчиком является термометр
сопротивления, исполнительным устройством - датчик напряжения, входной сигнал
которого от 0 до 10 В, закон регулирования - ПИ. Описать порядок записи
программы (конфигурирования), задания коэффициентов.
2
Разработать
схему внешних соединений АСР, описать порядок проверки правильности соединений,
анализа (калибровки) входных и выходных сигналов.
Задание
№ 2
1. Провести исследования АСР и выбрать тип регулятора (ПИ -
или ПИД - регулятор с импульсным или с аналоговым выходом) для заданного
объекта управления (в соответствии с вариантом № 18). В качестве модели объекта
предлагается звено четвертого порядка с передаточной функцией вида:
,
где x - вход объекта управления (ОУ); y - выход ОУ;
k0 - коэффициент усиления ОУ; T0 - время чистого
запаздывания в ОУ; T1 - T4 - постоянные времени ОУ; p -
оператор Лапласа. Тип ОУ задается с помощью параметра a, причем a = 1 - для статического объекта (с самовыравниванием) и a = 0 - для астатического объекта (без
самовыравнивания).
Для исследования АСР и выбора типа регулятора предлагается
использовать программно - логическую модель "СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ".
Параметры объекта ОУ выбрать (в соответствии с вариантом № 18) следующим
образом:
a =0;
k0 =
0,5*2=1;
T1 = 0,1*22=0,4;
T2 =
0,05*2=0,1;
T3 = T4 = 0.
Регулирующие
МПК Ремиконты
Эти малоканальные МПК предназначены для автоматизации ТОУ с
несколькими регулируемыми координатами. В класс Ремиконтов входят МПК типов
Р-100, Р-112, Р-120, Р-122, Р-130. Базовой моделью для данного класса МПК
считается Р-100. Остальные модификации Ремиконтов имеют в значительной мере
аналогичную структуру, модульную и элементную базу.
Основные
свойства МПК Ремиконт Р-130
Ремиконт Р-130 - это компактный малоканальный
многофункциональный микропроцессорный контроллер, предназначенный для
автоматического регулирования и логического управления технологическими
процессами. Он применяется в электротехнической, энергетической, химической,
металлургической, пищевой и других отраслях промышленности.
Р-130 содержит средства оперативного управления,
расположенные на лицевой панели контроллера. Эти средства позволяют вручную
(безударно) изменять режимы работы, устанавливать задание, управлять ходом
выполнения программы, а также исполнительными устройствами, контролировать
сигналы и индицировать ошибки.
Стандартные аналоговые и дискретные датчики и исполнительные
устройства подключаются к Ремиконту Р-130 с помощью индивидуальных кабельных
связей. Внутри контроллера сигналы обрабатываются в цифровой форме.
Ремиконт Р-130 разработан НИИтеплоприбор (г. Москва) на базе
процессора КР1821ВМ85 и имеет две основные модели - регулирующую и логическую.
Регулирующая модель Ремиконта Р-130 позволяет вести локальное, каскадное,
программное, супервизорное, многосвязное регулирование. Логическая модель
реализует программы шагового управления. Разработана также
непрерывно-дискретная модель Р-130 для решения смешанных задач управления:
регулирование и логико-программное управление.
Модели Р-130 в основном аппаратно совместимы и отличаются
специализированными панелями оперативного управления, а также конструктивным
исполнением: приборным либо настенным.
Блок контроллера (БК) каждой модели Р-130 имеет два места для
модулей устройства связи с объектом (УСО). Разработаны и выпускаются семь
модификаций модулей УСО:
на 8 аналоговых входов + 2 аналоговых выхода;
на 8 аналоговых входов + 4 дискретных выхода;
микропроцессорный контроллер регулирующий автоматический
остальные 5 модификаций модулей рассчитаны на 16 только
дискретных входов и дискретных выходов в следующих сочетаниях: (0 + 16); (4 +
12); (8 + 8); (12 + 4); (16 + 0).
В зависимости от номенклатуры входов-выходов предусмотрено 30
модификаций каждой модели Р-130: 00 (нет модулей УСО), 10 (только один модуль
типа 1), 11 (два модуля типа 1), 12,.,76, 77 (два модуля УСО типа 7).
В соответствии с количеством мест под УСО (два) имеется два
разъема УСО (каждый на 23 контакта): разъем группы А и разъем группы Б.
Например, в лаборатории кафедры есть в наличии регулирующая модель Р-130
модификации 15: модуль УСО типа 1 (разъем А) на 8 аналоговых входов + 2
аналоговых выхода и модуль УСО типа 5 (разъем Б) на 8 дискретных входов + 8
дискретных выходов.
Основные
свойства регулирующей модели Р-130
1. До четырёх независимых контуров регулирования, каждый из
которых может быть локальным или каскадным, с аналоговым или импульсным выходом
и с задатчиком: ручным, программным (в том числе многопрограммным) или
супервизорным (внешним).
.76 "зашитых" в ПЗУ алгоритмов обработки
информации, включая ПИД-регулятор; математические, динамические,
аналого-дискретные, нелинейные и логические преобразования.
. До 99 алгоритмических блоков (алгоблоков) со свободным
заполнением их любыми алгоритмами из библиотеки (76 алгоритмов) и свободным
конфигурированием между собой и с входами-выходами МПК.
. Разнообразное сочетание (по заказу) аналоговых и дискретных
входов-выходов (всего 30 модификаций).
. Безударное изменение режимов управления и безударное
включение, отключение и переключение контуров регулирования.
. Объединение до 15 МПК в локальную управляющую сеть, куда
могут включаться и логические модели Р-130.
Краткие
технические характеристики регулирующей модели Р-130
1. Диапазоны изменения сигналов и параметров настройки:
аналоговых сигналов » ± 200 % с шагом изменения
0,012 % и шагом установки 0,024 %;
временных сигналов [с, мин, ч] 0.819 и ¥;
коэффициентов масштабирования » ± 16;
коэффициентов пропорциональности » ± 128;
длительности импульса 0,12.3,84 с.
. Аналоговые входные сигналы (см. ПРОТАР): 0.2 В, RВХ
³ 100 кОм. Остальные сигналы преобразуются нормирующими
резисторами:
…5 мА, R = 400 Ом; 0 (4) …20 мА, R =
100 Ом; 0…10 В, RВХ = 27 кОм.
МПК Р-130 воспринимает аналоговые сигналы от термопар и от
термометров сопротивления. Для этого используют блоки усиления сигналов от
термопар БУТ и от термометров сопротивления БУС.
. Аналоговые выходные сигналы унифицированы:
…5 мА, RН £ 2 кОм; 0 (4) …20 мА, RН
£ 0,5 кОм.
. Дискретные выходные сигналы (на выходе - транзисторные
ключи с защитой от короткого замыкания): UMAX = 40 В, IMAX
= 0,3 А. Суммарная токовая нагрузка не более 0,6 А в пределах одной четверки
выходов и не более 2 А для всего МПК.
Общие
функциональные параметры и состав Р-130
Максимальное число алгоблоков NАБ MAX = 99,
число алгоритмов в библиотеке NАЛГ = 76; время цикла TЦ
= 0,2.2 с, DTЦ = 0,2 с.
Погрешность цифровой обработки: сложения и вычитания - 0 %,
умножения и деления - 0,01 %, извлечения квадратного корня - 0,1 %.
Объемы памяти: ПЗУ - 32 кБ, ОЗУ - 8 кБ, ППЗУ - 8 кБ.
Максимальное число независимых контуров регулирования - 4.
Состав изделия: блок контроллера БК-1; пульт настройки ПН-1;
нормирующие резисторы РН-1; межблочный соединитель МБС и клеммно - блочные
соединители КБС-0.3; блок питания БП-1; блоки усиления сигналов низкого уровня
(термопар) БУТ-10, резистивных датчиков (термометров сопротивления) БУС-10 и
мощности БУМ-10; блок переключения БПР-10; блок шлюза БШ-1; блок стирания
БСТ-1.
Функциональные
возможности и виртуальная структура Р-130
Виртуальная (кажущаяся) структура описывает информационную
организацию контроллера и характеризует его как звено системы управления.
Виртуальная структура Р-130 является развитием виртуальной структуры предыдущих
Ремиконтов. Создается при программировании Ремиконта и представляет собой
структурную схему АСР.
Основа виртуальной структуры - алгоблок с помещенным туда
алгоритмом из библиотеки. Такой алгоблок можно рассматривать как виртуальный
прибор, выполняющий заданные ему функции.
Процесс программирования Р-130 сводится к записи в алгоблок
нужного алгоритма из библиотеки. Затем алгоблоки соединяют между собой и
устанавливают нужные параметры. В исходном состоянии алгоблоков нет. Они
появляются после записи в них алгоритмов.
Общие
свойства алгоритмов и алгоблоков Р-130
Алгоритмы и алгоблоки имеют входы, выходы и функциональное
ядро. Входы бывают сигнальные и настроечные. Число входов m и выходов n
не фиксировано и определяется модификатором алгоритма: m £ 99, n £ 25.
Некоторые алгоритмы имеют неявные входы или выходы (алгоритмы
ввода-вывода, приема-передачи и т.д.). Неявные входы-выходы соединяются
автоматически с аппаратурой, которую они должны обслуживать (на схемах
изображаются пунктиром).
В общем случае алгоритм имеет три реквизита:
) библиотечный номер NБ;
) модификатор m;
) масштаб времени МВ.
Модификатор задает дополнительные свойства алгоритма. Обычно
модификатор задает число однотипных операций, которые может выполнять один
алгоритм. Ряд алгоритмов модификатора не имеет.
Масштаб времени имеется только в алгоритмах, работа которых
связана с реальным временем. Если контроллер в целом настроен на младший
диапазон, то масштаб времени индивидуально в каждом алгоблоке задает масштаб
"Секунды" или "Минуты". Для старшего диапазона масштаб
времени задает "Минуты" или "Часы".