2.7 Структурні схеми контурів управління та їх проектна компоновка на мікропроцесорному контролері
2.7.1.Опис структурних схем основних контурів управління Вибір типів і технічних характеристик засобів автоматизації, опис комплекту засобів автоматизації.
На структурній схемі контурів управління (формат А2) показується перетворення сигналу, тобто перетворення його розмірності та одиниць вимірювання, послідовність проходження сигналу через функціональні блоки.
Приклади структурних схем зображені на рис.2.9.,2.10.
Рис. 2.9.
Структурні схеми (по розділу 2.7) повинні включати 4-5 контурів управління та регулювання, які не повинні повторюватись!!!.
Прилади та функціональні блоки зображуються у вигляді прямокутників, в середині яких вказують функціональне призначення елемента (датчик, нормуючий перетворювач, блок живлення тощо), а біля нього його тип та номер позиції на схемі автоматизації.
В пояснювальній записці описуються контури регулювання та керування, Принцип роботи датчиків, перетворювачів, виконавчих механізмів, призначення функціональних блоків МПК,а також наводиться технічна характеристика мікропроцесорного контролера (МПК) приводиться його будова, призначення основних модулів.
Рис. 2.10.
2.7.2. Опис схеми з’єднань комплексу зв’язку тоу з мпк:
Схема з’єднань ТОУ з МПК наводиться на кресленні 5 (А2), причому ця схема має певні відмінності в залежності від типу контролера, що використовується (Ломіконт Л-110; Реміконт Р-110; Р-130) та виконавчих механізмів, що підключаються до МПК (електричні або пневматичні).
2.7.2.1. Підключення зовнішніх проводок до контролера р-110 (120) та л-110 (120).
Основну частину зовнішніх проводок контролерів Р-110 (120) та Л-110 (120) становлять аналогові, дискретні та імпульсні входи-виходи. Усі зовнішні проводки підключають до клемних колодок, кожна з яких має 8 клем і розташована на полі клемних колодок (ПКК). Кожному каркасу з модулями відповідає своє ПКК, яке має 19 стовпчиків по 4 колодки у кожному, тобто 76 клемних колодок (КК). КК з’єднуються з модулями контролера, і в першу чергу з пристроями зв’язку з об’єктом (ПЗО) з допомогою клемно-модульних з’єднувачів (КМС). Кожному модулю у каркасі, який максимально може мати 4 штекерних розніми на 8 клем, відповідає один стовпчик КК на ПКК. КМС – це відрізок плоского восьмижильного кабеля, один кінець якого закінчується КК, а другий – вилкою розніму РШ2Н-І-29.
Аналогові входи можуть бути з гальванічною розв’язкою і без неї. Розв’язка необхідна там, де датчики віднесені від контролера на відстань більшу за 20-50 м і на лінії зв’язку діють промислові перешкоди. У цьому разі зовнішній аналоговий сигнал 0-5, 0-20 або 4-20 мА послідовно проходить КК, гальванічний роз’єднувач РГ12 та аналогово-цифровий перетворювач АЦП2. Кожний аналоговий вхід на клемній колодці займає дві клеми, паралельно яким увімкнено струмів резистор. До однієї колод, що має 8 клем, підводять по 4 аналогових сигнали, які належать до однієї групи. Кожна група має 8 аналогових входів (ВА), тобто відповідає входам одного РГ12, і для її формування потрібні дві КК: одна – з входами 1-4, інша – з входами 5-8 (у Ломіконта – відповідно входи 0-3 та 4-7). Через КМС вхідний сигнал надходить на вхід РГ12, що має три розніми: нижній „Вх. 5-8” (для Ломіконта – „Вх. 4-7”), середній „Вх. 1-4” („Вх. 0-3”) і верхній „Вих. 1-8” („Вих. 0-7”). Таким чином, усі 8 сигналів знімаються з верхнього гнізда РГ12 і відраховуються по однопроводовій системі відносно спільної точки. Вони з допомогою між модульного з’єднувача (ММС) подаються на вхід АЦП2, який має два розніми: верхній „Вх. 1-8” („Вх. 0-7”) – для непарних груп (1,3,5,7) РГ12 і нижній „Вх. 1-8” („Вх. 0-7”) – для парних груп (2,4,6,8). На один АЦП2 подають лише сигнали сусідніх груп 1-2, 3-4, 5-6, 7-8. На АЦП2 електричні зв’язки закінчуються, і подальший шлях проходження сигналу визначається програмно.
Не завжди усі входи однієї групи АЦП2 повинні бути зв’язані з одним модулем РГ12. Для того щоб мати можливість використати вихідні сигнали РГ12 в інших колах системи, вихід РГ12 і вхід АЦП2 зв’язують з різними КК, а далі між клемами встановлюють необхідні індивідуальні перемички.
Для введення у Реміконт аналогового сигналу 0-10 В, який не потребує гальванічної розв’язки, використовують АЦП2 без РГ12. Зовнішній кабель підключають до клемної колодки і через КМС сигнал надходить на вхід АЦП2 відносно спільної точки, яка виведена на колодки 01.1 (перша зверху КК у 1-му стовпчику) у Р-110 (120) та Л-110 (120) або колодки 01.1 і 19.1 у Р-112 (122) та Л-112 (122). До цих колодок підключають „спільний провід” усіх вхідних сигналів, а до однієї КК у цьому разі підключають 8 входів.
Аналогові виходи (АВ) також можуть бути з гальванічною розв’язкою і без неї. У першому випадку необхідні цифро аналоговий перетворювач ЦАП2 та гальванічний роз’єднувач РГ22, у другому – тільки ЦАП2. При наявності РГ22 сигнал з виходу ЦАП2 через ММС подається на вхід РГ22, а з нього через КМС на КК, до якого підключено навантаження . Модуль ЦАП2 перетворює 8 виходів із цифрової форми на аналогову у вигляді напруги від -10 до +10 В відносно спільної точки, яка реалізується спільною шиною внутрішньо блокового інтерфейсу. Модуль РГ22 має 8 каналів гальванічного розподілу сигналів постійної напруги від 0 до 10 В. Допустиме навантаження ЦАП2 – не менше від 2 кОм, вхідний опір Рг22 – 20 кОм. Кожен АВ займає на КК дві клеми, тому з однієї КК знімається до 4 сигналів, які відносяться до виходів 1-4 (у Ломіконта 0-3) або 5-8 (4-7). Вихідний сигнал формується у вигляді струмового сигналу залежно від номіналів резисторів, установлюваних на модулі. Для формування струму вихідного кола РГ22 на верхній рознім від одного або двох (паралельно ввімкнених) БПН-24 В, причому на контакт 1 та 3 +24 В, на контакти 2 та 4 -24 В.
Крім зв’язку ЦАП2 з РГ22 через ММС можливий зв’язок і через КК у тому разі, коли через гальванічну розв’язку потрібно пропустити лише частину виходів одного ЦАП2. Можливий також варіант, коли напруга, яку підключають, не потребує гальванічної розв’язки. У цьому разі аналоговий сигнал з виходу ЦАП2 (0-10 В) надходить через КК до навантаження.
Для введення дискретних сигналів використовується модуль ДЦП2, який здійснює гальванічну їх розв’язку і є 16-канальним пристроєм для перетворення 16 вхідних дискретних сигналів у вигляді постійної напруги 24 В на цифрову форму. Вхідний опір 2,4 кОм (для кожного сигналу).
Модуль має 4 розніми, кожен для двох входів . Два кола кожного входу об’єднані у три провідну схему, що має середній провід (контакти 4 або 8) і два проводи відповідно для кола 1 і 2 (контакти 1,2 або 5,6). Непарні номери входів (1,3,5,7) підводять до клем 1,2,3,4, а парні (2,4,6,8) – до клем 5,6,7,8.
Вхідні кола ДЦП2 пасивні, тому вхідний сигнал у вигляді „сухого” контакту перетворюється в активний з допомогою зовнішнього джерела 24 В, яке вмикають у середній провід двох вхідних кіл. Організація дискретних входів (ВД) може бути з індивідуальними джерелами живлення, які застосовують, коли між різними входами необхідна гальванічна розв’язка (Вх.1 і Вх.2 ). для Ломіконта – відповідно Вх.0 і Вх.1. якщо гальванічна розв’язка між входами не потрібна, то використовують групове джерело, наприклад БПН-24, якими комплектуються контролери (Вх.3 і Вхю4). В обох випадках контакти 3 і 7 у кожному рознімі або на колодці не працюють, тому що джерело живлення розміщене поряд із „сухими” контактами. У противному разі середню точку підключають до клем 3 або 7, а на клеми 3-4 або 7-8 підмикають джерело живлення.
Для виводу дискретних сигналів використовується модуль ЦДП2, що, як і ДЦА2, є 16-канальним пристроєм, який здійснює гальванічне розв’язання сигналів. Вихідним сигналом модуля є „сухий” контакт з навантажувальною здатністю за напругою до 48 В (однієї полярності) і за струмом до 0,2 А. Як зовнішнє джерело напруги постійного струму можна використати блок БПН-24. У тих випадках, коли навантаження дискретного виходу (ДВ) споживає більше за 0,2 А, джерела підключають паралельно (як у межах одного БПН-24, так і джерела різних БПН-24). Допустимий струм навантаження при цьому дорівнює 0,16 К у А, де К>2 – кількість паралельних джерел.
Модуль ЦДП2 має таку саму схему зовнішніх з’єднань , як і модуль ДЦП2, але із заміною входів на виходи. Крім того, середню точку виводять не на контакти 4 і 8, як у модулі ДЦП2, а на 3 і 7, причому „+” через навантаження подається на контакти 1,2,5,6. у тому разі, коли використовується БПН-24 або інше джерело напруги, що розташоване поряд з контролером і на відстані від навантаження, для зручності організації зовнішніх з’єднань середню точку
підключають до контактів 4 і 8, а на контакти 3-4 і 7-8 подають напругу
джерела.
Імпульсні входи (ІВ) формують з допомогою модуля ЦИП2, параметри і будова якого такі самі, як і модуля ЦДП2, з тієї лише різницею, що кола 1 і 2 кожного виходу позначають як кола „м” (менше) або „б” (більше). Тому підключення навантажень ІВ таке саме, як і дискретних, з урахуванням того, що один ІВ відповідає двом дискретним колам або одному дискретному виходу.