АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

В последнее время в локальных АСР стала применяться вычислительная техника. На ее основе выпускаются программируемые микропроцессорные регуляторы «Ремиконт». Один такой регулятор может заменить несколько десятков обычных электрических регуляторов, таких, как РП2. Например, регулятор «Ремиконт» Р-100 заменяет 64 регулятора РП2. Он имеет 64 входа для присоединения измерительных устройств и столько же выходов для управления исполнительными механизмами. Входным сигналом «Ремиконта» является постоянный ток, изменяющийся в диапазоне 0—5 мА (унифицированный сигнал ГСП). Поэтому измерительная цепь любого технологического параметра должна включать нормирующий преобразователь. Например, если регулируемый параметр — температура, то измерительная цепь составляется из термометра сопротивления и преобразователя НП-СЛ-1М (рис. 5.22, а) или из термопары и преобразователя НП-ТЛ-1М (рис. 5.22, б). При регулировании расхода измерительная цепь будет включать диафрагму и дифманометр с токовым выходом ДМ-Э (рис. 5.22, в) или ротаметр РЭД и преобразователь НП-ПЗ (рис. 5.22, г).

Применение «Ремиконта» не устраняет необходимости в приборах для регистрации регулируемых параметров. По этим приборам ведут настройку регуляторов и при необходимости ручное дистанционное управление процессом. Унификация входных сигналов «Ремиконта» позволяет применять однотипные одно-и многоточечные приборы типа КСУ для измерения постоянного тока в диапазоне 0—5 мА.

Регулятор «Ремиконт» состоит из двух частей: собственно регулятора Р и пульта оператора ПО (рис. 5.23). Все логические

• а)
• б)
• в)
• г)

Температура

Температура

Расход

Расход

Рис. 5.22. Примеры измерительных цепей регулятора «Ремиконт»:

а — с термометром сопротивления; б — с термопарой; в — с диафрагмой;

г — с ротаметром

операции в вычислительном устройстве ВУ регулятора выполняются в цифровой форме. Поэтому входные аналоговые сигналы регулятора предварительно преобразуются в цифровые сигналы. Для этого служит аналого-цифровой преобразователь АЦП.

Постоянный

ток

Входные сигналы _хч_

П 2 ... 63 6?

Так как выходные сигналы вычислительного устройства также имеют цифровую форму, то для их преобразования в выходные аналоговые сигналы на выходе регулятора имеются преобразователи двух видов. Одни из них — цифроаналоговые ЦАП — преобразуют цифровой выходной сигнал вычислительного устройства в постоянный ток с диапазоном изменения 0—5 мА, другие — цифроимпульсные ЦИП — в электрические импульсы различной длительности.

Входные сигналы «Ремиконта» поступают на коммутатор К, который поочередно подключает их к аналого-цифровому преобразователю АЦП. Частота работы коммутатора и очередность опроса входных сигналов вводятся оператором в вычислительное устройство с пульта ПО. Коммутатор подключает входные сигналы на короткие промежутки времени (десятки микросекунд). За это время входной сигнал обрабатывается в вычислительном устройстве по заданному закону регулирования и выдается на соответствующий выход регулятора. Таким образом, каждый вход и соответствующий ему выход относятся к одному контуру регулирования, а весь многоканальный регулятор представляет собой совокупность отдельных простых регуляторов.

В «Ремиконте» предусмотрен универсальный закон регулирования — ПИД-закон, из которого выбором коэффициентов при П-, И- и Д-составляющих можно получать любой требуемый для данной АСР типовой закон регулирования. Это производит оператор путем задания с пульта ПО требуемых коэффициентов для каждого канала многоканального регулятора.

«Ремиконт» позволяет также производить нелинейные преобразования сигналов (например, возведение в квадрат сигнала расходомера переменного перепада давления), сигнализировать превышение максимально допустимой величины рассогласования, организовывать связи между отдельными каналами для реализации комбинированных АСР. Все эти возможности «Ремиконта» оператор может реализовать путем ввода с пульта определенных команд.

Для повышения надежности многоканального регулятора в нем предусмотрено «горячее» резервирование: при возникновении неисправности в одном из каналов регулирования автоматически включается в работу резервный канал. Неисправность выявляется самим регулятором без участия оператора.

Применение коммутатора К позволило использовать для всех каналов один АЦП. На выходе «Ремиконта» коммутация сигналов не предусмотрена, и общее число ЦАП и ЦИП равно числу выходных цепей. Это связано с тем, что при использовании одного ЦАП или одного ЦИП пришлось бы применить специальные устройства для сохранения выходных сигналов на время, пока коммутатор подключается к другим выходам.

Цифроаналоговые выходные преобразователя ЦАП предназначены для управления пневматическими исполнительными механизмами, которые подключают к выходу «Ремиконта» через электропневматический преобразователь ЭПП-63 и байпасную панель дистанционного управления БПДУ. Эта панель позволяет подавать на исполнительный механизм командное давление сжатого воздуха р_к в диапазоне (0, 2—1) 10⁵ Па от ЭПП-63 в режиме автоматического управления (рис. 5.24, а) или от задатчика 1 в режиме ручного управления (рис. 5.24, б). Выбор режима управления производится поворотом переключателя 3. В первом случае задатчиком 1 по манометру 2 устанавливается давление питания р_пт преобразователя ЭПП-63 — 1, 4—10³ Па. Во втором — оператор устанавливает задатчиком давление р_к на исполнительном механизме таким образом, чтобы показания измерительного прибора соответствовали заданной величине регулируемого параметра.

б;

Постоянный ток

К пневматическому исполнительному механизму

Постоянный ток

К пневматическому исполнительному механизму

Рис. 5.24. Схема соединения регулятора «Ремиконт» с пневматическим

исполнительным механизмом:

а — режим «автоматическое управление»; б — режим «ручное управление»; БПДУ — байпасная панель дистанционного управления;

ЭПП-63 — электропневмопреобразователь

Цифроимпульсные преобразователи ЦИП предназначены для управления электрическими исполнительными механизмами (ЭИМ), которые подключают к выходу «Ремиконта» через тиристорные пускатели.

В регуляторе «Ремиконт» все операции с сигналами АСР (вычисление рассогласования, выработка регулирующего воздействия в соответствии с законом регулирования, выполнение математических операций и т. п.) производятся в цифровой форме. В этом случае говорят о непосредственном цифровом управлении процессом (НЦУ). Пульт оператора имеет клавиши с надписями, принятыми для регулирующих устройств. Это позволяет оператору общаться с регулятором, представляющим фактически микроЭВМ, на понятном ему языке.