Изучение программно-технического комплекса «ОВЕН»
..pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Березниковский филиал
Кафедра автоматизации технологических процессов
Изучение программно-технического комплекса «ОВЕН»
Методические указания к практическим работам
Березниковский филиал Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2012
Составители:
ст. преподаватель С.Л. Краев, ст. преподаватель А.М. Антонова
УДК 621.311 К78
Рецензент:
канд. техн. наук Н.В. Бильфельд (Березниковский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета)
К78 Изучение программно-технического комплекса «ОВЕН»: методические указания к практическим работам / сост. С.Л. Краев, А.М. Антонова; Березниковский филиал Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. – Пермь, 2012. – 65 c.
Рассмотрены вопросы назначения, работы и конфигурирования измерите- ля-регулятора ТРМ 210 и построения систем регулирования на нем. Изложен порядок разработки системы контроля и регистрации параметров процесса при помощи SCADA-системы OWEN Process Manager.
Предназначены для проведения практических занятий у студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 220300 «Автоматизированные технологии и производства» по специальности 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)».
УДК 621.311
© Березниковский филиал ПНИПУ, 2012
|
Оглавление |
|
Практическая работа №1. ........................................................................................... |
5 |
|
1.1. |
Теоретическая информация.......................................................................... |
5 |
1.2. |
Выполнение работы..................................................................................... |
14 |
1.3. |
Оформление отчета ..................................................................................... |
20 |
1.4. |
Контрольные вопросы................................................................................. |
20 |
Практическая работа №2. ......................................................................................... |
25 |
|
2.1. |
Теоретическая информация........................................................................ |
25 |
2.2. |
Выполнение работы..................................................................................... |
29 |
2.3. |
Оформление отчета ..................................................................................... |
35 |
2.4. |
Контрольные вопросы................................................................................. |
35 |
Практическая работа №3. ......................................................................................... |
36 |
|
3.1. |
Теоретическая информация........................................................................ |
36 |
3.2. |
Выполнение работы..................................................................................... |
42 |
3.3. |
Оформление отчета ..................................................................................... |
48 |
3.4. |
Контрольные вопросы................................................................................. |
49 |
Практическая работа №4. ......................................................................................... |
50 |
|
4.1. |
Теоретическая информация........................................................................ |
50 |
4.2. |
Выполнение работы..................................................................................... |
57 |
4.3. |
Оформление отчета ..................................................................................... |
65 |
4.4. |
Контрольные вопросы................................................................................. |
65 |
Список литературы.................................................................................................... |
65 |
3
Практическая работа №1.
Изучение работы и программирования измерителя-регулятора ТРМ210
вкомплекте с преобразователем интерфейсов АС3-М
ипервичным преобразователем температуры ТСП(46П)
1.1.Теоретическая информация
1.1.1.Назначение ТРМ210
ТРМ210 в комплекте с первичным преобразователем предназначен для измерения и автоматического регулирования температуры (при использовании в качестве первичного преобразователя термопреобразователя сопротивления или термоэлектрических преобразователей), а также других физических параметров, значение которых первичными преобразователями может быть преобразовано в унифицированный сигнал постоянного тока или напряжения.
Прибор позволяет осуществлять следующие функции:
−измерение температуры или другой физической величины;
−регулирование измеряемой величины по ПИД-закону путем импульсного или аналогового управления или по двухпозиционному закону;
−автонастройка ПИД-регулятора на установленном объекте;
−ручное управление выходной мощностью ПИД-регулятора;
−обнаружение ошибок работы и определение причины неисправ-
ности;
−работа в сети, организованной по стандарту RS485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и осуществлять контроль;
−дистанционное управление запуском и остановкой регулирования.
1.1.2.Устройство прибора
На рис. 1 приведен внешний вид лицевой панели прибора ТРМ210. На лицевой панели расположены следующие элементы управления и индикации:
4
Верхний цифровой индикатор красного цвета отображает:
−текущие значения измеряемых величин;
−при программировании – название параметра
−в МЕНЮ – надпись «».
Рис. 1. Внешний вид лицевой панели прибора
Нижний цифровой индикатор зеленого цвета отображает:
−значения уставок;
−при программировании – значение параметра;
−в МЕНЮ – название группы параметров. Свечение светодиодов означает:
−AL – мигает при выходе регулируемой величины за заданные пре-
делы;
−LBA – мигает, если обнаружен обрыв в цепи регулирования;
−К1 – включено выходное устройство 1;
−К2 – включено выходное устройство 2;
−СТОП – постоянное свечение, если регулятор остановлен; мигает,
если остановка регулятора произошла из-за аварии LBA или аппаратной ошибки;
− АН – постоянное свечение при выполнении автонастройки; гаснет при удачном завершении автонастройки; мигает, если автонастройка закончена неудачно;
5
−RS – засвечивается на 1 с в момент передачи данных компьютеру;
−РУЧ – светится в режиме ручного управления выходным сигналом ПИД-регулятора.
Кнопки, находящиеся на передней панели прибора, имеют следующие на-
значения:
− – для увеличения значения программируемого параметра;
− – для уменьшения значения программируемого параметра;
− – для входа в меню программирования или для перехода к следующему параметру.
1.1.3.Описание работы прибора ТРМ210
Впроцессе работы ТРМ210 производит опрос входных датчиков, вычис-
ляя по полученным данным текущие значения измеряемых величин, отображает их на цифровом индикаторе и выдает соответствующие сигналы на выходные устройства. Структурная схема прибора приведена на рис. 2. Прибор включает в себя:
− универсальный вход для подключения первичных преобразовате-
лей;
Рис. 2. Структурная схема ТРМ210
6
−дополнительный вход для дистанционного управления процессом регулирования;
−блок обработки данных, предназначенный для цифровой фильтрации, коррекции, регистрации и регулирования входной величины и включающий в себя устройства сигнализации;
−два выходных устройства (ВУ), которые в зависимости от модификации прибора могут быть ключевого или аналогового типа;
−два цифровых индикатора для отображения регулируемой величины и ее уставки.
Кизмерительному входу можно подключать любой из датчиков, которые поддерживает данный тип прибора, поэтому он называется универсальным.
1.1.4.Организация меню прибора ТРМ210
ТРМ210 можно программировать как с персонального компьютера при помощи специальной программы-конфигуратора, так и непосредственно c лицевой панели прибора. Программируемые параметры задаются пользователем при программировании и сохраняются при отключении питания в энергонезависимой памяти.
Основные параметры прибора ТРМ210 объединены в 5 групп:
1. – LvoP. В эту группу включены параметры, управляющие запуском регулирования, включением автонастройки, а также уставка;
2. – Init. В эту группу включены параметры настройки входа прибора, выходных устройств, устройств сигнализации;
3. – Adv. В эту группу включены параметры дополнительных настроек регулятора;
4. – Comm. В эту группу включены параметры настройки интерфейса
RS485;
5. – LmAn. В эту группу включены параметры ручного управления ПИД-регулятором.
7
Эти 5 групп составляют меню прибора (рис. 3). Полный список программируемых параметров приведен в таблице 1.
Переход между заголовками групп меню осуществляется кнопками (к следующему) и (к предыдущему). Переход к первому параметру каждой группы осуществляется кратким нажатием кнопки , а возврат в заголовок группы (из любого параметра группы) – длительным (≥ 3 с) нажатием кноп-
ки .
Рис. 3. Меню прибора ТРМ210
Для входа в специальные режимы работы прибора используются комбинации кнопок:
В режиме «программирование» используются следующие комбинации кнопок:
+ – для отображения и редактирования дробной части значения программируемого параметра;
+ – для возврата в режим отображения и редактирования целой части значения программируемого параметра.
1.1.5.Назначение преобразователя интерфейсов АС3-М
Прибор предназначен для взаимного электрического преобразования сигналов интерфейсов RS232 и RS485, обеспечивает гальваническую изоляцию входов между собой и от питающей сети (рис. 4). Прибор автоматически определяет направление передачи данных, что позволяет исключить необходимость в дополнительном аппаратном управлении обменом данными по линии RTS
8
и значительно снизить временные интервалы (тайм-ауты) между кадрами данных. При этом в качестве ведущего (мастера) может выступать устройство как с интерфейсом RS232, так и с интерфейсом RS485. Прибор поддерживает любые протоколы данных, физическая реализация которых основана на интерфейсах RS232 и RS485. Прибор позволяет подключать к промышленной информационной сети RS485 устройство с интерфейсом RS232, такое как персональный компьютер, считыватель штрихкодов, электронные весы и т. д.
Рис. 4. Внешний вид прибора АС3-М220
1.1.6.Интерфейсы связи
1.1.6.1.Интерфейс связи RS-232
Интерфейс стандарта EIA RS-232C предназначен для последовательной связи двух устройств. Он является общепринятым и широко используется в аппаратных комплексах с подсоединением внешнего оборудования к персональному компьютеру (ПК). Интерфейс RS232C предусматривает использование «несимметричных» передатчиков и приемников, при этом передача данных осуществляется с помощью «несимметричного» сигнала по двум линиям – ТхD и RxD, а амплитуда сигнала измеряется относительно линии GND («нуля»)
9
(рис. 5). Логической единице соответствует диапазон значений амплитуды сигнала (напряжения) от –12 до – 3 В, логическому нулю – от +3 до +12 В. Диапазон от –3 до +3 В соответствует зоне нечувствительности, определяющей гистерезис приемника. Несимметричность сигнала обуславливает низкую помехозащищенность данного интерфейса, особенно при промышленных помехах. Наличие линий приема (RxD) и передачи (TxD) данных позволяет поддерживать полнодуплексную передачу информации, т.е. одновременно информация может, как передаваться, так и приниматься.
На рис. 5 показана типовая схема объединения интерфейсов RS232 и RS485 при организации промышленной сети.
Рис. 5. Типовая схема промышленной сети RS485
Для управления потоком данных наиболее широко используется аппаратный способ управления. Для корректной передачи данных необходимо, чтобы приемник находился в состоянии готовности к приему информации. При аппаратном способе управления используется сигнал RTS/CTS, который позволяет остановить передачу данных, если приемник не готов к их приему. Аппаратное управление потоком данных обеспечивает самую быструю реакцию передатчика на состояние приемника.
1.1.6.2. Интерфейс связи RS-485
При проектировании промышленных систем автоматизации наибольшее распространение получили информационные сети, основанные на интерфейсе стандарта EIA RS485. В отличие от RS232, этот интерфейс предусматривает передачу данных с помощью «симметричного» (дифференциального) сигнала по двум линиям (А и В) (см. рис. 5) и использование дополнительной линии для выравнивания потенциалов заземления устройств, объединенных в сеть стан-
10