电动单元组合仪表全Word格式文档下载.docx
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它实质上是一个差动输入直接耦合的多级直流放大器。
集成运算放大器中元件是制作在单一硅片上,元件彼此靠得近,又是通过同一工艺过程制作出来,所以具有良好得对称性,使温度漂移大大减少,仪表得到提高,在Ⅲ型仪表中所用运算放大器大部分是高增益得,所以开环放大倍数很高,这使仪表得精度得到提高;
由于在集成电路中,元件、线路、材料集成一体,所以焊点少,强度高,大大地提高了仪表地可靠性;
由于采用集成电路,可以方便地实现小信号直接放大,无需进行信号调制。
集成电路具有机动灵活地特点。
所以也使调节器的功能得到扩大。
二、采用了集中供电方式
在DDZ-Ⅲ型仪表中采用了24VDC集中供电并与备用蓄电池配合构成无停电装置,其优点:
1、由于不直接用工频电源供电,在仪表供电回路没有高于28VDC的电压存在,各单元省掉了电源变压器。
没有工频电源进入单元仪表,即解决了仪表发热问题,又有利于防爆设施的实现
2、集中供电的电源箱除将交流220V转换成稳定的直流24V功能之外,还具有过电流、过电压、低电压、短路保护、报警等功能。
当电源箱出故障时或工频电源停电的情况下,备用电源自动投入,使整套仪表正常工作形成无断电系统,从而大大加强了DDZ-Ⅲ型仪表系统的可靠性。
三、结构合理、功能多样
DDZ-Ⅲ型仪表把仪表长期运行可靠性、稳定性放在首位,力求做到使用可靠、经济合理、技术先进。
在单元结构上力求减少品种,做到“一机多能,以少胜少”为系统设计提供极为方便条件,它不仅能构成简单的调节系统和各种复杂的调节系统。
而且能与计算机联用进行最佳的生产过程控制。
此外,还积极采用了新元件、新材料、新工艺、新技术等,使直型电动仪表具有一定的先进性。
简略介绍如下:
1、差压变送器电路设计方面,在低频位移检测放大器中采用连续振荡使线路简单,工作可靠而无负特性;
在机械结构方面采用了矢量机构,稳定性和抗震性好,且装配调整方便。
2、温度变送器采用低漂移运算放大器,因此,简化了线路,提高了整机的恩度性能,稳定性好,灵敏度高。
在电路设计方面增加了线性化电路使温度信号与仪表输出之间呈线性关系,即满足了某些控制系统的需要,同时又便于直接指示。
3、调节单元在电路设计上,为调节器具有良好的保持特性提供了必要的条件。
在品种设计方面以基型调节器为基本单元,针对不同调节系统的需求,可在基型调节器中增加不同的附加单元(附加单元有:
输入报警、偏差报警、输出限幅、输出跟踪、PI-P切换,抗积分饱和等等单元用以扩大调节器功能)就可以构成各类特种调节器,以满足各种简单或者复杂调节系统的需求,而且能实现与计算机配合进行生产过程的最佳控制。
四、可组成安全火花型防爆系统
Ⅲ型电动仪表的现场仪表在设计与制造工艺方面都按国家防爆规程进行的,而且增加了安全单元——安全栅,实现了控制室与危险场所的能量限制隔离,从而解决了电动仪表在易燃、易爆等危险场所中使用的难题。
1、DDZ-Ⅲ型电动仪表采用国际标准信号的优点?
2、DDZ-Ⅲ型电动仪表供电方式的特点?
第三节DDZ-Ⅲ型电动仪表的分类
一、品种分类
1、按使用场所可分为现场安装仪表和控制室安装仪表两大部分。
2、按安装方式可分为现场安装、盘面安装和盘后架装三类仪表。
3、按仪表在系统中的作用和特点可分为变送单元、调节单元、给定单元、转换单元、计算单元、显示单元、辅助单元、执行单元等。
各单元包含的仪表举例如下:
变送单元:
温度变送器、差压变送器、液位变送器、压力变送器等
调节单元:
基型调节器、特种调节器等。
给定单元:
恒流给定器、比值给定器、报警给定器等。
转换单元:
气电转换器、电流转换器等。
计算单元:
加减器、乘除器、开方器等。
显示单元:
积算器、单双针指示仪、单双针记录仪、色带指示仪等。
辅助单元:
安全栅、配电器、操作器、电源箱、信号选择器、信号限幅器等。
执行单元:
电气阀门定位器、电动执行器等。
二、系统构成及简要说明
主要单元及系统构成如下图所示
1、场传输信号为4~20mADC,控制室联络信号为1~5VDC;
2、电源箱由工频220VAC供电,其它单元均由电源箱供电,电压为24VDC;
3、现场变送器供电通过输入端安全栅或分电盘供电。
4、系统构成方面:
一般系统的构成需加分电盘;
隔爆系统的构成也需加分电盘;
安全火花防爆系统的构成需加输入、输出安全栅。
作业题:
1、DDZ-Ⅲ型电动仪表按在系统中的作用和特点可分为哪些单元?
第四节PMK可编程调节器
一.概述
1.硬件结构简述
PMK调节器硬件结构主要包括CPU单元、OPU单元(设定单元),FNT单元(面板单元)等。
(1)面板单元(FNT)
调节器的面板部分设有本机给定按键、软手操输出按键;
控制方式切换手柄;
给定值、测量值、输出值的显示器;
控制方式显示灯、报警灯、通讯指示灯等。
(2)设定单元(OPC)
包括数据显示器和40个键。
通过键操作可以显示和改变控制参数、内部常数;
显示输入输出信号、报警状态和自诊断结果,并能设定和改变控制功能等。
(3)开关单元(PGE)
开关单元由确定调节器动作条件的开关和电写入存储器(EAROM)组成。
用户通过设定单元的键盘操作,可将编写的程序写入EAROM。
当电源中断时,存储器内的信息不会消失。
PMK调节器可通过本身的设定单元编制用户程序,而不需专门的编程器。
(4)AIO单元
AIO单元包括A/D、D/A转换电路,与数字输入输出连接的接口电路及调节器内各组电源的DC/DC转换电路等。
此单元的主要功能是对信号进行A/D和D/A转换处理。
(5)CPU单元
CPU单元是调节器的核心。
它包括处理器(CPU)、系统存储器(PROM)、随机存储器(RAM)、监控时钟(WDT)及与输入输出单元、开关单元连接的借口电路等。
在PROM中存放供电用户调用的各种子程序(功能模块)和系统软件。
微处理器CPU通过总线与其他部分相连,并在系统软件管理指挥下,使调节器的各部分协调动作,一步步地执行用户程序,以完成数据传递、输入输出、运算处理及自诊断等各种复杂功能。
PMK的RAM主要用来暂存运算数据、显示数据及通讯数据等。
同时还具有电源中断处理功能,即使突然停电,其中数据仍能保持2分钟。
因此停电在2分钟以内,仍可按停电瞬间前的参数运行。
若超过2分钟,则以固化在子程序中的初始数据运行。
(6)HM单元
该单元包括产生4~20mA.DC输出电流的电路,自动切换电路等。
(7)底板
AIO单元、CPU单元、PGE单元等均通过连接器连到底板上。
2.编程语言
PMK调节器采用空栏式语言FIB(Fillintheblanks)或FIF(Fillinthetorms)。
它将各种子程序模块化,并形象地规定每个模块有“输入端”和带序号的“输出端”,而且赋予它固定的模块代码,以便调用。
如下图:
AD
61
开方
①
00
OUT
X1
Y1
04
Y2
05
X2
Y3
06
X3
Y4
07
(模块图)
编写用户程序就是指所调用的模块“输出端”与“输入端”之间的正确连接。
只要将一模块的“输出端”序号“填入”与其相連的另一模块或自身的相应“输入端”即可。
例如:
模拟输入(AI1)经开方后,由模拟输出(AO1),其原理如下图所示(这也就是开方运算的用户程序)
AI1AO1
√
开方运算模块
为保证模块之间有正确的连接顺序,应当对被调用的模块根据控制要求所决定的执行(或调用)次序进行编号(如下图所示模块右上角的数字)。
此编号在模块连接图中被形象地称为“安装位置”。
在PMK调节器及其程序设计方法之前,必须先熟悉各标准模块的功能和“输入端”的定义。
02
模拟
输出
②
⊙AO1
⊙AO2
08
09
0A
0B
模拟输入
F25
AI1
AI2
AI3
AI4
64
65
66
67
√
开方运算模块连接图
二.模块介绍
下图表示PMK调节器的信号处理过程。
由图可见调节器所包含模块大致可以分为输入处理、控制运算、输出处理三类。
输入处理
控制运算
输出处理
测量输出
PMK调节器信号处理示意
输入模块控制运算模块输出模块
模块分类及关联图
1.输入模块
输入模块的作用是向控制运算模块传递外部输入信号或调节器自身产生的信号。
其模块图形式的特点是只有“输出端”,没有“输入端”。
每种输入模块有确定的“安装位置”,因此具有固定的编号(25——63)。
因为模块输出端的序号为该模块的编号(或安置位置)有关,所以输入模块的“输出端子”序号也是固定的,是用16进制数表示。
2.控制运算模块
控制运算模块没有固定的编号。
它的编号应由用户在模块连接图中所安排的位置决定。
每种控制运算模块的“输入端”、“输出端”都有它确定的意义,必须充分理解,才能正确调用。
1)控制模块
PMK调用器内有两类控制模块,分别为一次控制块和二次控制块,共15种(不包括模块45、46)。
属于一次控制块的模块共有11种。
将它们适当组态,可以形成一PID控制或比率运算或程序设定,各模块的内部功能仅用简图表示。
二次控制块主要包括模块(41、42、43、44),它们是PMK调节器实现自动调节的最基本模块。
2)运算模块
共有49种运算模块,包括+、—、ⅹ、÷
等四则运算,各种逻辑运算以及对输入信号的补正运算等等,使PMK调节器的功能得以扩展。
3)输出模块
输出模块共有五个,其主要功能是将内部模块输出信号传递至调节器的外部接线端子上。
所以,输出模块只有“输入端”而无“输出端”。
输出模块有显示输出模块、模拟输出模块、数字输出模块三种类型。
三.控制功能
PMK调节器的控制模块由一次块(简写为1St)、二次块(简写为2nd)组成。
适当调用其中所需要的模块,可以实现基本控制、串级控制、比率控制、程序控制四种基本控制功能。
四.操作
为了熟练地操作合应用PMK调节器,必须了解它的结构,特别是调节器与现场连接部分(主要指外部端子)以及与操作人员的会话部分(主要指面板、侧面板和键盘)的组成与功能。
1.调节器的接线端子
调节器通过外部接线端子与现场交换信号。
在PMK调节器的尾部端面上有螺钉端子、多芯插头、传送插头三种端子。
2.调节器的人机会话部分
在仪表控制系统中,人机会话部分也称为人机接口。
它是指将过程数据向人作显示、记录、以及由人进行数据设定、参数整定和手动操作等有关控制系统与人相互联系和作用的部分。
作为实际设备,它指的是指示仪表、记录仪、CRT、打印机以及控制屏上的指示灯和手动操作开关等。
PMK调节器的人机接口是由操作面板、侧面开关板和设定单元三部分组成的。
(1)正面操作板
调节器的正面操作板上的布局如下图所示。
按照功能不同,可将它分为方式切换手柄、显示器、按键、指示灯四部分。
PMK调节器面板组成一览表
名称作用和操作性能
方式手柄
R/A/M改变切换手柄位置,可实现R、A、
M三种操作方式的切换
显PV以百分数显示测量值,等离子显示(橙色)指示分辨率为0.5%
刻度长100mm,显示段数为201
示SV以百分数显示给定值,其它同上同上
器MV以百分数显示输出值,发光二极管显示(红色)
刻度长60mm,显示段数为23。
指示分辨率为2.5%
变换按下)可在SV显示器上指示出MV的值
按键)
平衡按下▲时,从CAS端子送来的二次PID给定的
按键▲信号可在SV显示器上进行显示,以实现由A→
R的有平衡无扰动切换
按给定▲按下SV给定键,可改变一次块或二次PID的给SV全行程变化所需
按键▼定值。
按▲,SV增加;
按▼,SV减少;
▲▼同时间为40秒
时按下,SV保持不变
键软手操输方式手柄置于“M”位时,操作此按键可改变调MV慢速地在全程范
出按键节器输出。
按▲输出MV增加;
按▼输出MV减围内变化需40秒,
▲▲▼小;
同时按▲和▲MV快速增加;
同时按▼▲,慢速变化需8秒
▼▼▼
MV快速下降;
同时按▲和▼或同时按▲▲▼三
▼
键,输出MV保持不变。
指报警灯▲灯亮,表示上限报警;
▼灯亮,表示下限报警
示
灯故障报▲和▼同时亮,表示出现故障
警灯
指操作方式可显示五种操作方式(运行方式:
R方式,
示绿灯亮;
A方式,绿灯亮;
M方式,红灯
灯亮;
HM方式;
绿灯亮;
SCC方式,红灯
亮,并有相应字符在灯上显示
其开度方向正面为OPEN,表示风开阀;
反面为SHUT
指示铭牌表示风关阀;
按下铭牌左端,可取下。
它存储指示表示PV、SV希望值大小的指示带,镶入指示
器器的槽中
(2)侧面开关板
调节器的侧面开关板如下图所示,按照自上而下的次序,列出其上七个开关的功能:
□TEST
□RESTART
□EXT.FIX
□SCC
□INT/EXT
□PV/KPV
□RESET
开关功能功能说明
RUN选择调节器处于正常控制的和RESET开关配合使用:
开关向上指向
TEST
运行状态,或是处于检查的RUN位置,为正常控制状态。
开关向下
TEST程序状态。
是TEST位置,为检查程序状态。
CONTINUOUS选择调节器停电后重新启动的开关向上,指CONTINUOUS位置:
这时,
条件若停电时间小于2分,且由富士专用电源
RESTART
送人电源中断信号至调节器PDI端子,则
以停电瞬间的参数重新启动;
开关向下,指
INITIALINITIAL位置,以初始值(由设定单元设定的值)重新启动。
INHIBIT确定是否允许向EAROM存储开关指向INHIBIT位置,为不允许重写;
器内写入数据开关指向ENABLE位置,为允许重写。
EXT.FIX
ENABLE
INHIBIT选择是否能与上位计算机进行通讯开关指向INHBIT位置,为不允许
SCC
和上位机通讯,开关指向SCC位置,
允许和上位机通讯
EXT选择一次控制块的给定值SV是INT开关指向EXT位置,一次块SV
方式还是EXT方式为远程方式;
开关指向INT位置,
INT/EXT
一次块为定值设定方式
INT
KPV选择PV显示器(面板上)所显示的开关指向KPV,显示01模块“输
信号入端1”的值;
开关指向PV位置
PV/KPV
显示调节器外部接线端子PV上的
输入值
PV
RESET
恢复到初始状态按下此微动开关,使调节器恢复到
初始状态
(3)设定单元
通过键盘操作,设定单元所能实现的主要功能是:
a.决定调节器的控制模式、运算周期、正/反作用、面板报警的项目等
b.按所提供的模块连接图,完成模块“连接”工作(或程序输入)
c.显示和修改控制参数和常数。
D.显示操作状态、报警和故障状态以及错误操作的原因等。
下图是设定单元的外观图。
它由数据显示器和键盘组成。
1.键盘:
共有40个操作键。
按所实现的功能可分为通道选择键、数据类型键、十进制数字键及功能键四种。
a.通道选择键
通道选择键用来区分数据的类别。
PMK调节器有八类数据或称八个通道。
First通道:
又称为一次块通道,所涉及的是一次块的有关数据。
有一次PID、比率设定、程序设定三种一次通道数据表。
Second通道:
又称为二次控制块通道,所涉及的是二次块有关数据,改通道所属数据与一PID数据相同。
Linearizel通道:
又称为折线数据通道,所涉及的是线形化处理的有关数据。
它们为曲线各折点的坐标,共16个。
Constant通道:
常数通道。
是常数及一次、二次块给定SV和操作输出MV的预置值。
该通道共16个数据。
Input通道:
输入通道。
显示各种输入信号数值和状态代码。
Output通道:
调节器输出通道。
显示调节器外部输出端子送出的数据和某些状态代码。
Waferoutput通道:
模块输出通道。
是调节器内部各模块的输出。
Dimension通道:
范围通道。
数据为一次、二次控制块测量与给定上、下限的数值;
小数点位置(位数)。
b、数据类型键
专门用来调出一、二次控制块数据通道中某些数据的键称为数据类型键。
它与该数据在通道中的数据编号作用相当。
数据类型键一览表
键名相应数据编号作用
ALM02显示报警信息
MOD01显示运行方式
PV03双功能键:
按下1st或2nd键后,再按此键便显示
(E)测量值(工业值)模块“连接”时按下AD键,再按此键,表示16进制数E
SV04双功能键;
SV显示和设定给定值(工业值);
模块连(F)接时,表示16进制数E
MV05双功能键;
MV显示调节器输出(%);
“C”表示16
(C)进制数C
CAS06双功能键:
CAS显示外部端子送来的遥控给定值;
“A”
(A)表示16进制数A
DV07双功能键:
DV显示调节器偏差(%);
“D”表示16
(D)进制数D
TF21双功能键:
TF显示和设定对输入信号的滤波时间常数
(B)(秒)“B”表示16进制数B
P/R18双功能键:
调节器的功能代码设定好后,按下此键可分别显示两种数据:
一次控制块为PID模式时,显示比例度P(%);
一次控制块为比率设定模式时,显示比率系数R(%)
I/B119双功能键:
一次控制块为PID模式时,显示积分时间T1(秒);
一次控制块为比率设定模式时显示比率偏置B1(%)
D/B220双功能键:
一次控制块为PID模式时,显示微分时间Td(秒);
一次控制块为比率设定模式时显示比率偏置B2(%)
C、十进制数字键
十进制数字键包括“0—9”、“、”、“一”共12个键,其作用是,组成各通道内的数据编号,实现数据的设定和修改,模块“连接”时,组成地址码,键0—9表示十六进制数。
D、功能键
具有特定功能的键称为功能键。
共有十个,功能如下:
功能键一览表
键名功能
FLT可检查七种故障,当PMK调节器出现其中一种故障时,面板
报警灯亮。
此时,按下FLT键,显示故障信息代码。
INC更新通道号:
调出某通道的所属数据时,按一次INC键,使通道号增加一个序号。
更新地址号:
模块连接时,每按一次INC键,地址号加1。
DEC与INC键基本相通,不同的是,DEC是减少一个数字
H这两个键用于显示和设定一、二次控制块的PV、SV、MV的
L上限值和下限值。
操作时:
按1st和2nd→按数据类型键PV或SV或MV→再按下H或L
CL当操作方法出错时,显示出现“Err”和两位数字组成的错误代码,按下CL键,显示返回出错前的状态,可按正确方法重新操作。
AD主要用于:
设定表示调节器功能的基本通道数据及模块连接
ST在键盘上,每进行一次数据设定(包括模块连接)必须按ST
存放键键,才能将其送入随机存储器RAM中。
FIX数据存人RAM中,必须按FIX键,才能EAROM进行固化
固化键以保证停电后,所设定的内容不会消失。
需注意:
使用F
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