7. Приборы автоматизации >>> Регуляторы микропроцессорные >>>

Регулятор микропроцессорный МИК-111

Регулятор микропроцессорный МИК-111

Назначение

Регулятор микропроцессорный МИК-111 относится к семейству цифровых регуляторов непрерывного действия с аналоговым, импульсным или двух-, трехпозиционным законом регулирования. Применяются для управления технологическими процессами в промышленности.

Регулятор МИК-111 позволяет обеспечить высокую точность регулирования. Отличительной особенностью регулятора МИК-111 является наличие трехуровневой гальванической изоляции между входами, выходами и цепью питания.

Регулятор предназначен как для автономного, так и для комплексного использования в АСУТП в энергетике, металлургии, химической, пищевой и других отраслях промышленности и народном хозяйстве и используется для:

  • для измерения контролируемого входного физического параметра (температура, давление, расход, уровень и т. п.), обработки, преобразования и отображения его текущего значения на встроенном четырехразрядном цифровом индикаторе,
  • регулятор формирует выходной аналоговый или импульсный сигнал управления внешним исполнительным механизмом, обеспечивая аналоговое, импульсное или позиционное регулирование входного параметра по П, ПИ, ПД или ПИД закону в соответствии с заданной пользователем логикой работы и параметрами регулирования.

Регулятор представляет собой свободно конфигурируемый компактный прибор. Пользователь, не имеющий знаний и навыков программирования, может просто вызывать и исполнять эти функции путем конфигурации регулятора МИК-111. Регуляторы МИК-111 очень гибкие в использовании и могут быстро и легко, изменив конфигурацию, выполнить большинство встречаемых требований и задач управления технологическими процессами.

Регуляторы МИК-111 конфигурируются через переднюю панель регулятора или через гальванически разделенный интерфейс RS-485 (протокол ModBus), что также позволяет использовать регулятор в качестве удаленного устройства при работе в современных сетях управления и сбора информации.

Параметры конфигурации регулятора МИК-111 сохраняются в энергонезависимой памяти и регулятор способен возобновить выполнение задач управления после прерывания напряжения питания. Батарея резервного питания не используется.

Структура регулятора МИК-111 посредством конфигурации может быть изменена таким образом, что могут быть решены следующие задачи регулирования:

  • двухпозиционного или трехпозиционного регулятора,
  • ПИД-регулятора с аналоговым выходом, ПИД-регулятора с импульсным выходом с внутренней обратной связью по положению исполнительного механизма, ПИД-ШИМ-регулятора с импульсным выходом,
  • регулятор с автоматической коррекцией измеряемого и регулируемого параметра по датчику термокомпенсации,
  • контуров автоматического регулирования с управлением от ЭВМ,
  • регулятора ручного управления импульсным исполнительным механизмом, с индикацией задающего воздействия и индикацией положения исполнительного механизма,
  • индикатора измеряемой физической величины.

Внутренняя программная память регулятора МИК-111 содержит большое количество стандартных функций необходимых для управления технологическими процессами большинства инженерных прикладных задач, например, таких как:

  • возможность подключения различных типов датчиков,
  • сравнение результата преобразования с уставками минимум и максимум, а также сигнализацию отклонений (технологически опасных зон), выбор типа технологической сигнализации – абсолютная или девиационная (зависящая от заданной точки),
  • программная калибровка каналов по внешнему образцовому источнику аналогового сигнала,
  • цифровая фильтрация,
  • произвольное масштабирование шкал измеряемых параметров, линеаризация входных сигналов,
  • извлечение квадратного корня,
  • режимы статической и динамической балансировки задания,
  • мониторинг исправности датчиков (их линий связи или измерительного канала) с системой безопасного управления исполнительными механизмами,
  • ретрансмиссия входных аналоговых параметров на аналоговый выход устройства и многое др.

Структура условного обозначения регуляторов микропроцессорных МИК-111-АА-С-D-U-L:

                           МИК-111ААСDUL 
Марка регулятора      
Код входного аналогового сигнала:
01 - унифицированный от 0 мА до 5 мА
02 - унифицированный от 0 мА до 20 мА
03 - унифицированный от 4 мА до 20 мА
04 - унифицированный от 0 В до 10 В
05 - Напряжение от 0 мВ до 75 мВ
06 - Напряжение от 0 мВ до 200 мВ
07 - Напряжение от 0 В до 2 В
08 - ТСМ 50М, W100=1,428, от минус 50°С до плюс 200°С
09 - ТСМ 100М, W100=1,428, от минус 50°С до плюс 200°С
10 - ТСМ гр.23, от минус 50°С до плюс 180°С
11 - ТСП 50П, W100=1,391, от минус 50°С до плюс 650°С
12 - ТСП 100П, W100=1,391, от минус 50°С до плюс 650°С
13 - ТСП гр.21, от минус 50°С до плюс 650°С
14 - Термопара ТХА (K), от 0°С до плюс 1300°С
15 - Термопара ТХК (L), от 0°С до плюс 800°C
16 - Термопара ТЖК (J), от 0°С до плюс 1100°С
17 - Термопара ТХКн (E), от 0°С до плюс 850°С
18 - Термопара ТПП10 (S), от 0°С до плюс 1600°С
19 - Термопара ТПР (B), от 0°С до плюс 1800°С
20 - Термопара ТВР-1 (А-1), от 0°С до плюс 2500°С*
Код выходного аналогового сигнала:
1 - от 0 мА до 5 мА,
2 - от 0 мА до 20 мА,
3 - от 4 мА до 20 мА, 4 – от 0 В до 10 В**(по отдельному заказу).
Тип выходных дискретных сигналов:
Т - транзисторные выходы,
Р - релейные выходы.
Напряжение питания:
220 - 220В переменного тока,
24 - 24В постоянного тока.
Исполнение передней панели (обозначение кнопок, индикаторов и дисплеев):
UA - украинское,
EN - английское.
 
Примечания:

* - При заказе регулятора с входными сигналами от термопар ТПП-10, ТПР, ТВР-1 регулятор изготавливаются по отдельному заказу и последующая перестройка на другие типы входных сигналов производится только на предприятии-изготовителе.

** - Регулятор настраивается на выходной сигнал 0-20 мА и на разъем впаивается нормирующий резистор 499 Ом.

Условия эксплуатации

  • температура окружающего среды от минус 40 до плюс 70 °С
  • атмосферное давление от 84 кПа до 106,7 кПа
  • вибрация (частотной/амплитудной) до 60Гц / до 0,1мм

Технические характеристики

В конструкции устройства предусмотрено гальваническая трехуровневая развязка по входу и выходу, а также цепи питания, напряжение гальванической развязки не менее:

500 В

Число контуров регулирования:

1

Диапазон измерения параметров настройки регулятора:

коэффициент усиления:

от 000,1 до 050,0

время интегрирования:

от 0000 до 6000

время дифференцирования:

от 0000 до 6000

Зона нечуствительности:

от 000,0 до 999,9

Структура регулятора (законы регулирования):

П, ПИ, ПД, ПИД (двухпозиционный, трехпозиционный, ПИД-ШИМ)

Контролируемые параметры:

измеряемая величина, заданная точка, значение выхода или положение исполнительного механизма

Вид балансировки узла задатчика:

статическая, динамическая

Электропитание (подключение к сети):

постоянного тока:

от 18В до 36В

переменного тока:

от 100В до 242В, 50Гц

Потребляемый ток по питанию 24В:

≤ 180 мА

Потребляемая мощность от сети переменного тока 220В:

≤ 6,5 ВА

Подключение:

с тыльной стороны регулятора с помощью разъем – клеммы

Электропитание аналогового датчика:

напряжение:

21 В

потребляемый ток по питанию 21В:

≤ 30 мА

подключение:

с тыльной стороны регулятора с помощью разъем – клеммы

Исполнение корпуса:

щитовое

Габаритные размеры:

48х96х162 мм

Монтажная глубина:

170 мм

Вырез на панели:

45+0,6х92+0,8 мм

Степень защиты:

IP30

Масса блока, не более:

350 г

Аналоговый входной сигнал
НаименованиеЗначение
Количество аналоговых входов1
Тип входного аналогового сигнала:Унифицированные (ГОСТ 26.011-80):Постоянный ток:от 0 мА до 5 мА
от 0 мА до 20 мА
от 4 мА до 20 мА
Напряжение постоянного тока:от 0 В до 10 В
от 0 мВ до 75 мВ
от 0 мВ до 200 мВ
от 0 В до 2 В
Термопреобразователи сопротивлений ДСТУ 2858-94:ТСМ 50М, W100=1,428, от минус 50°С до плюс 200°С
ТСМ 100М, W100=1,428, от минус 50°С до плюс 200°С
ТСМ гр.23, от минус 50°С до плюс 180°С
ТСП 50П, W100=1,391, Pt50, от минус 50°С до плюс 650°С
ТСП 100П, W100=1,391, Pt100, от минус 50°С до плюс 650°С
ТСП гр.21, от минус 50°С до плюс 650°С
Термопары по ДСТУ 2837-94 (ГОСТ3044-94, DIN IEC 584-1):ТЖК (J), от 0°C до плюс 1100°C
ТХК (L), от 0°С до плюс 800°C
ТХКн (E), от 0°С до плюс 850°С
ТХА (K), от 0°С до плюс 1300°С
ТПП10 (S), от 0°С до плюс1600°С
ТПР (B), от 0°С до плюс 1800°С
ТВР-1 (А-1), от 0°С до плюс 2500°С
Разрешающая способность АЦП16 разрядов
Предел допускаемой основной приведенной погрешности измерения входных параметров≤ 0,2 %
Точность индикации0,01 %
Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды< 0,2 % / 10 °С
Период измерения, не более0,1 сек
Примечания:

1. Аналоговый вход регулятора МИК-111 может быть сконфигурирован на подключение любого типа датчика.

2. При заказе входа типа термопара, в качестве входа температурной коррекции (компенсации термо-ЭДС свободных концов термопары) используется датчик температуры, который находится возле клемм на тыльной стороне регулятора.

Аналоговый выходной сигнал

AO - выходной аналоговый сигнал управления внешним исполнительным механизмом (управляющее воздействие) или ретрансмиссия входного сигнала AI.

НаименованиеЗначение
Количество аналоговых выходов1
Тип выходного аналогового сигнала:Унифицированные (ГОСТ 26.011-80):от 0 мА до 5 мА
от 0 мА до 20 мА
от 4 мА до 20 мА
от 0 В до 10 В
Разрешающая способность ЦАП16 разрядов
Предел допускаемой основной приведенной погрешности формирования выходного сигнала после калибровки≤ 0,2 %
Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением сопротивления нагрузки≤ 0,1 %
Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды< 0,2 % / 10 °С
Дискретные выходные сигналы
НаименованиеЗначение
Транзисторный выходРелейный выход
Количество дискретных выходов22
Тип выходаОткрытый коллектор (NPN транзистора)Переключающие контакты реле
Максимальное напряжение коммутации переменного (действующее значение) или постоянного тока≤ 40 В постоянного тока~220В переменного тока
24В постоянного тока
Максимальный ток нагрузки каждого выхода≤ 100 мАдо 8А переменного тока при активной нагрузке
до 3А переменного тока при индуктивной нагрузке (cosφ=0.4)
Сигнал логического "0 "Разомкнутое состояние транзисторного ключаРазомкнутое состояние контактов реле
Сигнал логической "1 "Замкнутое состояние транзисторного ключаЗамкнутое состояние контактов реле
Вид нагрузкиАктивная, индуктивная
Напряжение внешнего источника питанияНестабилизированное, (20-40)В постоянного тока
Последовательный интерфейс RS-485
НаименованиеЗначение
Конфигурации сетиМноготочечная
Количество приборов32 на одном сегменте
Максимальная длина линии в пределах одного сегмента сети1200 метров
Количество активных передатчиков1
Диапазон сетевых адресов255
Скорость обмена/длина линии связи (зависимость экспоненциальная):62,5 кбит/с                 1200 м
375 кбит/с                    300 м
2400 кбит/с                  100 м
10000 кбит/с                  10 м
Тип приемопередатчиковДифференциальный, потенциальный
Вид кабеляВитая пара, экранированная витая пара
Гальваническая развязкаИнтерфейс гальванически изолирован от входов-выходов и остальных цепей
Протокол связиModbus режим RTU (Remote Terminal Unit)
Назначение интерфейсаДля конфигурирования регулятора, для использования в качестве удаленного устройства при работе в современных сетях управления и сбора информации (приема-передачи команд и данных)
Примечания:

На скоростях обмена свыше 115 кбит/с рекомендуется использовать экранированные витые пары.

Устройство и принцип действия

Внешний вид передней панели регулятора МИК-111

Корпус регулятора МИК-111 щитовой, изготавливается из пластмассы. На передней панели корпуса размещены элементы обслуживания (клавиатура) и индикации. С тыльной стороны находятся съемные разъем-клеммы к которым подключаются питание, входные и выходные сигналы.

Для лучшего наблюдения и управления технологическим процессом регулятор МИК-111 оборудован активной четырехразрядной цифровой индикацией для отображения измеряемой величины – дисплей ПАРАМЕТР, заданной точки и значения управляющего воздействия (при нажатии клавиши БОЛЬШЕ или МЕНЬШЕ) – дисплей ЗАВДАННЯ, необходимым количеством клавиш обслуживания и сигнализационных светодиодных индикаторов.

Назначение органов управления, расположенных на передней панели регулятора:

  • Дисплей ПАРАМЕТР:

    В режиме РАБОТА индицирует значение измеряемой величины. В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ индицирует уровень конфигурации, затем номер пункта меню, затем мигая значение параметра выбранного пункта меню.

  • Дисплей ЗАВДАННЯ

    В режиме РАБОТА индицирует значение заданной точки или при нажатии клавиши [▲] или [▼] сигнал положения исполнительного механизма (в %). В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ индицируются символы «CпFG», указывающие пользователю о том, что регулятор находится в режиме конфигурации.

  • Индикатор ▲(MAX)

    Светится, если значение измеряемой величины превышает значение уставки сигнализации отклонения MAX.

  • Индикатор ▼(MIN)

    Светится, если значение измеряемой величины меньше значения уставки сигнализации отклонения MIN.

  • Индикатор БОЛЬШЕ

    Светодиодный индикатор состояния ключа БОЛЬШЕ импульсного или позиционного регулятора. Светится при включенном ключе БОЛЬШЕ.

  • Индикатор МЕНЬШЕ

    Светодиодный индикатор состояния ключа МЕНЬШЕ импульсного или трехпозиционного регулятора. Светится при включенном ключе МЕНЬШЕ.

  • Индикатор РУ

    Светится, если регулятор находится в ручном режиме управления, и не светится, если регулятор находится в автоматическом режиме управления.

  • Индикатор ІНТ

    Мигает, если происходит передача данных по интерфейсному каналу связи.

  • Клавиша [Режим управления]

    Нажатие клавиши вызывает переход из автоматического режима управление в режим ручного управления и обратно (совместно с нажатием клавиши [Подтверждения], для подтверждения выполнения операции перехода).

  • Клавиша [▲]

    Клавиша "больше ". При каждом нажатии этой клавиши осуществляется увеличение значения заданной точки, выходного сигнала управления (управляющего воздействия). При удерживании этой клавиши в нажатом положении увеличение значений происходит непрерывно.

  • Клавиша [▼]

    Клавиша "меньше ". При каждом нажатии этой клавиши осуществляется уменьшение значения заданной точки, выходного сигнала управления (управляющего воздействия). При удерживании этой клавиши в нажатом положении уменьшение значений происходит непрерывно.

  • Клавиша [Меню]

    Клавиша предназначена для подтверждения выполняемых действий или операций, для фиксации вводимых значений. Например, подтверждение перехода из автоматического режима работы в режим ручного управления и обратно, фиксация ввода измененной заданной точки, подтверждение входа в режим конфигурации и т.п.

  • Клавиша [Режим управления]

    Клавиша предназначена для вызова меню конфигурации, для выхода из пунктов меню, а также для выхода из меню конфигурации. В режиме РАБОТА при кратковременном нажатии данной клавиши включается режим изменения задания регулятора (дисплей ЗАВДАННЯ).

Структурная схема регулятора МИК-111

Регулятор МИК-111, структурная схема которого приведена на рисунке, представляет собой устройство измерения значения входного параметра, обработки и преобразования входного сигнала и выдачи управляющих воздействий.

Регулятор МИК-111 работает под управлением современного, высоко интегрированного микроконтроллера RISC архитектуры, изготовленного по высокоскоростной КМОП технологии с низким энергопотреблением. В постоянном запоминающем устройстве располагается большое количество функций для решения задач контроля и регулирования. Посредством конфигурирования пользователь может самостоятельно настраивать регулятор на решение определенных задач.

Регулятор МИК-111 оснащен аналого-цифровым преобразователем, цифро-аналоговым преобразователем, цифро-дискретного вывода, сторожевыми схемами для контроля циклов работы программы, энергонезависимой памятью EEPROM, NVRAM для сохранения пользовательских параметров конфигурации и данных.

Внутренняя программа регулятора МИК-111 функционирует с постоянным временным циклом. В начале каждого цикла внутренней рабочей программы считываются значения аналоговых и дискретных входов, производится считывание и обработка клавиатуры (подавление дребезга и обнаружение достоверности), прием команд и данных из последовательного интерфейса. При помощи этих входных сигналов осуществляются, в соответствии с запрограммированными функциями и пользовательскими параметрами конфигурации, все расчеты. После этого осуществляется вывод информации на аналоговый выход, дискретные выхода, на индикационные элементы, а так же фиксация вычисленных величин для режима передачи последовательного интерфейса.