Реферат: Индикатор технологический микропроцессорный ИТМ-20

Индикатор технологический микропроцессорный ИТМ-20

Индикаторы ИТМ-20 представляют собой новый класс современных универсальных двухканальных цифровых индикаторов с дискретными выходами. В своей структуре индикаторы содержат два независимых канала измерения.

Индикатор ИТМ-20 позволяет обеспечить высокую точность измерения технологического параметра. Отличительной особенностью индикатора ИТМ-20 является наличие трехуровневой гальванической изоляции между входами, выходами и цепью питания.

Индикаторы предназначены как для автономного, так и для комплексного использования в АСУТП в энергетике, металлургии, химической, пищевой и других отраслях промышленности и народном хозяйстве.

Индикатор ИТМ-20 предназначен:

● для измерения двух контролируемых входных физических параметров (температура, давление, расход, уровень и т.п.), обработки, преобразования и отображения их текущих значений на встроенных четырехразрядных цифровых и аналоговых

● индикатор формирует выходные дискретные сигналы управления внешними исполнительными механизмами, обеспечивая дискретное регулирование входных параметров по 2-х или 3-х позиционному закону в соответствии с заданной пользователем логикой работы и параметрами регулирования

● индикатор предназначен для индикации технологических параметров получаемых по интерфейсу от внешних устройств

● индикатор формирует сигналы технологической сигнализации. На передней панели имеются индикаторы для сигнализации технологически опасных зон, сигналы превышения (занижения) регулируемых или измеряемых параметров

· обеспечивает управление двухпозиционной и трёхпозиционной нагрузкой и исполнительными механизмами

● индикатор ИТМ-20 может использоваться в системах сигнализаций, блокировок и защит технологического оборудования.

Структура индикатора ИТМ-20 посредством конфигурации может быть изменена таким образом, что могут быть решены следующие задачи регулирования:

Двухпозиционного регулятора,

Трехпозиционного регулятора,

Контуров автоматического регулирования с управлением от ЭВМ,

Индикатора двух физических величин.

Внутренняя программная память индикатора ИТМ-20 содержит большое количество стандартных функций необходимых для управления технологическими процессами и решения большинства инженерных прикладных задач, например, таких как:

● сравнение результата преобразования с уставками минимум и максимум, и сигнализацию отклонений,

● программная калибровка каналов по внешнему образцовому источнику аналогового сигнала,

● цифровая фильтрация (для ослабления влияния промышленных помех),

● извлечение квадратного корня,

● кусочно-линейная интерполяция входного сигнала по 16-ти точкам,

● масштабирование шкал измеряемых параметров,

● произвольная конфигурация логических связей измерительных каналов и выходных устройств,

● конфигурирование логики работы выходных дискретных устройств,

● и многое др.

Индикаторы ИТМ-20 конфигурируются через переднюю панель прибора или через гальванически разделенный интерфейс RS-485 (протокол ModBus), что также позволяет использовать прибор в качестве удаленного контроллера при работе в современных сетях управления и сбора информации.

Параметры конфигурации индикатора ИТМ-20 сохраняются энергонезависимой памяти и прибор способен возобновить выполнение задач управления после прерывания напряжения питания.

Батарея резервного питания не используется.

Индикаторы ИТМ-20 могут изготавливаться по индивидуальному техническому заданию для выполнения конкретной технологической задачи.

Устройство и принцип работы

Конструкция прибора

Индикатор ИТМ-20 сконструирован по блочному принципу и включает:

● пластмассовый корпус,

● фронтальный блок передней панели с элементами обслуживания (клавиатурой) и индикации,

● блок задней части с сетевой клеммной колодкой и разъемом для подключения клеммно-блочных соединителей, предназначенных для подключения внешних входных и выходных цепей.

Передняя панель прибора

Для лучшего наблюдения и управления технологическим процессом индикатор ИТМ-20 оборудован активной четырехразрядной цифровой и аналоговой (шкальной), в ИТМ-20, индикацией для отображения измеряемой величины – дисплей КАНАЛ1, дисплей КАНАЛ2, необходимым количеством клавиш обслуживания и сигнализационных светодиодных индикаторов для различных статусных режимов и сигналов.

Назначение дисплеев передней панели:

● Цифровой дисплей КАНАЛ 1

В режиме РАБОТА индицирует значение измеряемой величины канала 1.

В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ индицирует номер параметра конфигурации.

● Цифровой дисплей КАНАЛ 2

В режиме РАБОТА индицирует значение измеряемой величины канала 2.

В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ в режиме мигания индицирует значение выбранного параметра.

Назначение светодиодных индикаторов:

● Индикатор MAX

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

● Индикатор MIN

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

● Индикаторы ВИХ1 – ВИХ4

Сигнализируют о включении соответствующего выходного устройства DO1 – DO4.

● Индикатор ІНТ

Мигает, если происходит передача данных по интерфейсному каналу связи.

Назначение клавиш:

● Клавиша [▲]

Клавиша «больше». При каждом нажатии этой клавиши осуществляется увеличение значения изменяемого параметра. При удерживании этой клавиши в нажатом положении увеличение значений происходит непрерывно.

● Клавиша [▼]

Клавиша «меньше». При каждом нажатии этой клавиши осуществляется уменьшение значения изменяемого параметра. При удерживании этой клавиши в нажатом положении уменьшение значений происходит непрерывно.

Принцип работы индикатора ИТМ-20

Индикатор ИТМ-20 представляет собой устройство измерения значения двух входных параметров, обработки, преобразования и индикации двух входных сигналов и выдачи управляющих воздействий по двум независимым каналам.

Индикатор ИТМ-20 работает под управлением современного высокоинтегрированного 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 индикатор на решение определенных задач.

Индикатор ИТМ-20 оснащен аналого-цифровым преобразователем, узлами цифро-дискретного вывода, сторожевыми схемами для контроля циклов работы программы, энергонезависимой памятью EEPROM, NVRAM для сохранения пользовательских параметров конфигурации и данных.

Внутренняя программа индикатора ИТМ-20 функционирует с постоянным временным циклом. В начале каждого цикла внутренней рабочей программы считываются значения аналоговых 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 дискретные выходы, на индикационные элементы, а так же фиксация вычисленных величин для режима передачи последовательного интерфейса.

Технические характеристики ИТМ-20

– Количество каналов измерения: 2

- Гальваническая изоляция: трехуровневая (по входу, выходу, питанию)

- Период измерения: 0,5 сек

- Входные сигналы: 0–5мА (Rвх=400 Ом), 0 (4) – 20 мА (Rвх=100 Ом), 0–10В (Rвх>50кОм)

- Основная приведенная погрешность измерения: ±0,2%

- Разрешающая способность цифровой индикации: ±0,01%

- Количество разрядов цифрового индикатора: 4 (на каждый канал)

- Высота цифр светодиодных индикаторов: 10 мм

- 4 дискретных выхода: транзистор ОК 40В 100мА или реле 220В 8А (в зависимости от заказа клеммно-блочного соединителя)

- Температура окружающей среды: от +5 °С до +50 °С

- Напряжение питания: от сети переменного тока ~(220±22) В, (50±1) Гц

- Потребляемая мощность: не более 8,5 Вт

- Корпус (ВхШхГ): щитовой 96х96х185 мм DIN43700, IP30

- Монтажная глубина: 240 мм

- Масса блока: не более 0,95 кг

Аналоговые входные сигналы

AI1 – входной измеряемый, контролируемый и регулируемый параметр канала 1

AI2 – входной измеряемый, контролируемый и регулируемый параметр канала 2

Технические характеристики	Значение
Количество аналоговых входов	2
Тип входного аналогового сигнала	Унифицированные ГОСТ 26.011–80 0–5 мА, RВХ=400 Ом 0–20 мА, RВХ=100 Ом 4–20 мА, RВХ=100 Ом 0–10 В, RВХ=25 кОм
Диапазон индикации технологического параметра на встроенном цифровом индикаторе	От -9999 до 9999 с учётом децимального разделителя
Разрешающая способность АЦП	≤0,0015% (16 разрядов)
Предел допускаемой основной приведенной погрешности измерения входных параметров	≤0,2%
Точность индикации	±0,01%
Разрешающая способность линейной индикации	±5% (±2,5) в зависимости от метода индикации
Влияние температуры окружающей среды	≤0,04%/°С
Период измерения одного канала	Не более 0,1 сек
Период обновления информации на дисплее	Не более 0,5 сек
Гальваническая развязка аналоговых входов	Каждый вход гальванически изолирован от других входов и остальных цепей
Электрическое сопротивление изоляции между гальванически не связанными эл. цепями прибора при нормальных климатических условиях	Не менее 20 МОм
Исполнение линии связи	Двухпроводная, равной длины и одинакового сечения.

Каждый канал индикатора ИТМ-20 может быть сконфигурирован на подключение любого датчика, формирующего унифицированные сигналы постоянного тока.

Дискретные выходные сигналы на базе транзисторного выхода, при наличии в заказе клеммно-блочного соединителя КБЗ-16–17

Технические характеристики	Значение
Количество дискретных выходов	4
Тип выхода	Открытый коллектор (NPN транзистора)
Максимальное напряжение коммутации	≤ 40 В постоянного тока
Максимальный ток нагрузки каждого выхода	≤100 мА
Гальваническая развязка дискретных выходов	Выходы связаны в группу из 4 выходов и гальванически изолированы от других выходов и остальных цепей
Сигнал лоического «0»	Сигнал логической «1»
Разомкнутое состояние транзисторного ключа	Замкнутое состояние транзисторного ключа
Вид нагрузки	Активная, индуктивная
Напряжение внешнего источника питания	Нестабилизированное (20–40 В постоянного тока)

Регулятор

Технические характеристики	Значение
Число контуров регулирования	До 49 (по одному или двум параметрам)
Вид регулятора (каждый канал настраивается индивидуально)	Двухпозиционный (с дискретным выходом) Трёхпозиционный (с дискретным выходом)
Режим работы регулятора	Локальный, дистанционный, автоматический
Метод установки заданной точки	Локальный (цифровой), дистанционный (интерфейсный)
Структура регулятора (законы регулирования)	Двухпозиционный, трёхпозиционный
Контролируемые параметры	Измеряемая величины, состояние выходного устройства, страбатывание технологической сигнализации.

Последовательный интерфейс RS-485

Технические характеристики	Значение
Конфигурация сети	Многоточечная
Количество приёмопередатчиков	32 на одном сегменте
Максимальная длина линии в пределах одного сегмента сети	1200 м
Количество активных передатчиков	1
Максимальное количество узлов в сети	250 с учётом магистральных усилителей
Скорость обмена / длина линии связи (зависимость экспоненциальная)	62,5 кбит/сек-1200 м (одна витая пара) 375 кбит/сек-300 м (одна витая пара) 2400 кбит/сек-100 м (две витые пары) 10000 кбит/сек-10 м (две витые пары)
Тип приёмопередатчика	Дифференциальный, потенциальный
Вид кабеля	Витая пара, экранированная в.п.
Гальваническая развязка	Интерфейс гальванически изолирован от входов-выходов и остальных цепей
Протокол связи	Modbus режим RTU
Назначение интерфейса	Для конфигурирования прибора, для использования в качестве удалённого контроллеоа при работе в современных сетях управления и сбора информации.

Электрические данные

Технические характеристики	Значение
Электропитание	24±4 В
Потребляемая мощность	≤6 Вт (220 В) ≤250 мА (=24 В)
Защита данных	EEPROM, сегнетоэлектрическая NVRAM
Подключение	С задней стороны прибора с помощью разъёма–клеммы.

Коммуникационные функции

Микропроцессорный индикатор ИТМ-20 может обеспечить выполнение коммуникационной функции по интерфейсу RS-485, позволяющей контролировать и модифицировать его параметры при помощи внешнего устройства (компьютера, микропроцессорной системы управления).

Интерфейс предназначен для конфигурирования прибора, для использования в качестве удаленного контроллера при работе в современных сетях управления и сбора информации (приема-передачи команд и данных), SCADA системах и т.п.

Протоколом связи по интерфейсу RS-485 является протокол Modbus режим RTU (Remote Terminal Unit).

Для работы необходимо настроить коммуникационные характеристики индикатора ИТМ-20 таким образом, чтобы они совпадали с настройками обмена данными главного компьютера.

Характеристики сетевого обмена настраиваются на УРОВНЕ 12 конфигурации.

При обмене по интерфейсному каналу связи, если происходит передача данных от контроллера в сеть, на передней панели ИТМ мигает индикатор ІНТ.

Функциональные возможности:

– Подключение к прибору источников унифицированных сигналов

- Индикация параметров в технологических единицах

- Цифровая калибровка начала шкалы и диапазона измерения

- Задание и сигнализация отклонения от уставок минимум и максимум

- Тип технологической сигнализации: без запоминания срабатывания, с запоминанием и квитированием

- Входной цифровой фильтр аналогововых входов

- Извлечение квадратного корня (измерение расхода по перепаду давления)

- Линеаризация входного сигнала (по 16 точкам)

- Четыре свободно-программируемых дискретных выхода

- Программируемая логика работы выходных устройств: больше MAX, меньше MIN, в зоне MIN-MAX, вне зоны MIN-MAX с гистерезисом (относительно уставок MIN-MAX соответствующего дискретного выхода) и обобщенная сигнализация

- Сохранение параметров при отключении питания

- Защита от несанкционированного изменения параметров

- Гальванически разделенный интерфейс RS-485, протокол ModBus (сбор информации, конфигурация)

- Количество приборов в сети RS-485: до 255

Область применения

– Индикатор – индикатор двух параметров с выходными уставками сигнализации минимум и максимум

- Двухпозиционное и трехпозиционное регулирование температуры, давления, расхода, уровня и других величин, физическое значение которых может быть преобразовано в унифицированный сигнал

- Системы промышленной автоматики

- Системы цифровой и линейной индикации технологических параметров

- Удаленные устройства связи с обьектом с индикацией

- Территориально распределенные и локальные системы управления

- Удаленный сбор данных, диспетчерский контроль, управление производством.

Обозначение при заказе

ИТМ-20- А В S,

Где:

А и В-код входа 1-го и 2-го каналов: 1 – 0–5 мА; 2 – 0–20мА, 3 – 4–20 мА; 4 – 0–10 В

S – интерфейс: 0 – отсутствует, 1 – интерфейс RS-485/2, 2 – интерфейс RS-485/4

Клеммно-блочный соединитель для ИТМ-20 без реле: КБЗ-16–07–0,75

Клеммно-блочный соединитель для ИТМ-20 с реле: КБЗ-20Р-02–0,75