Системы управления технологическими процессами

Разные контроллеры могут отличаться набором периферийных модулей (соответственно, могут решать разные задачи), но все контроллеры одной серии имеют одно и тоже ядро.

Память контроллера делится на память программ и память данных.

Память программ в контроллерах с буквой F - флешовая, соответственно, она может быть достаточно большое количество раз перезаписана. Здесь основным интересным фактом является то, что размер этой памяти эта не кратен 8-ми битам, как обычно, а имеет разрядность 14 бит. Такой размер в данном случае называется словом. Все команды контроллера 14-ти разрядные, то есть занимают одно слово памяти программ. Доступ к памяти программ осуществляется по отдельной 14-ти разрядной шине.

Те, кто писал программы для компьютера могут запутаться, т.к. в компьютере слово - это 16 бит, так что будьте внимательны. Когда говорят, что объём памяти программ, например, PIC16F628A равен 1 Килобайту, то это не означает, что он равен 1024 байта по 8 бит. На самом деле он равен 1024-м словам по 14 бит.

Память данных, в свою очередь, делится на EEPROM и ОЗУ.

EEPROM - это энергонезависимая память, которая может использоваться для хранения любой пользовательской информации. Ячейки этой памяти имеют стандартный размер - 8 бит. Тут всё понятно.

ОЗУ - это оперативная память, которая используется только во время выполнения программы. При отключении питания, информация, хранившаяся в этой памяти, пропадает. Эта память, так же как и EEPROM, 8-ми битная. На этом типе памяти давайте остановимся поподробнее:

ОЗУ представляет собой набор регистров, разделённый на блоки по 128 байт, называемые банками. В разных контроллерах может быть разное количество банков (например, в PIC12 их 2, а в PIC16 - 4).

Кроме регистров специального назначения, существуют ещё регистры общего назначения - это просто пустые ячейки памяти, которые могут использоваться программистом для хранения в оперативной памяти какой-то пользовательской информации (например, в них можно хранить значения каких-то переменных).

 

Микроконтроллер aditec MIC 1018

 

Микроконтроллер aditec MIC 1018 разработан для применения в климатических установках, а также в комбинированных установках для варки копчения и запекания. Можно вводить максимально 99 9-ти шаговых программ или соединить несколько программ в 9/18/27/... шагов обработки.

Прибор управления включает в себя 4 датчика температуры для камеры, ядра(внутри продукта), влажности и одного для свободного пользования. Для управления используется 18 беспотенциальных выходных реле, которые можно произвольно программировать. Прибор регулирует температуру камеры обогревом и охлаждением, влажность камеры увлажнением и обезвоживанием, дополнительный контур регулирования, время работы и отключения при достижение температуры ядра в каждом рабочем шаге. MIC 1018 регулирует дополнительно Fc-значение, дельта-Т-значение, время и температуру ядра (внутри продукта).

Каждый контур регулирования можно установить как двухпозиционный(двухуровневый) регулятор или регулятор ХР. Назначение агрегатов реле является полностью произвольным. Все реле можно настраивать к 10 (20) видам обработки как с опережением, с задержкой включения или выключения, так и в режиме пульсации.

Последовательный интерфейс обеспечивает передачу данных между MIC 1018 и компьютером или принтером. С помощью программы (aditec VisuNet) существует возможность соединения микроконтроллера с персональным компьютером для визуального наблюдения и протоколирования всех параметров и видов обработки в каждом шаге программы. Этим обеспечивается всеохватывающий контроль качества продуктов, находящихся в установке.

Основные параметры MIC 1018:

• 99 9-ти шаговых программ
• простое систематическое обслуживание
• клавиатура, устойчивая к истиранию и действию кислот, покрытие - фольга (IP66)
• 10 (20) программируемых типов обработки
• 18 выходных беспотенциальных реле с возможностью соединения с разными схемами регулирования
• последовательный интерфейс RS 232 для присоединения принтера, компьютера и модема
• 3 аналоговых входа (Pt100), по желанию до 4 входов (4 х Pt100)
• 3 цифровых входа (контакт для двери и блокировка для программирования)
• во время хода программы можно индицировать и оперативно изменять все данные значения
• программируемый предел заданного значения
• регулятор для температуры по выбору как двухпозиционный или ХР-регулятор
• отключение функции охлаждения верхним пределом, который контролирует по выбору заданные и (или) фактические значения
• возможна варка Дельта-Т
• возможна варка Fc (Fc 70-10 пастеризация)
• условия отключения (конец шага) по выбору путем установки времени, по превышению температуры ядра, недостаточности влажности, по значению Fc или охлаждению
• время хода до 99ч : 59 мин или продолжительный режим работы
• опознавание дефектов датчиков (прерывание или короткое замыкание)
• память программы сохраняется в случае перерыва в подаче электропитания
• в случае перерыва в подаче электропитания микроконтроллер продолжает прерванную программу сразу после возвращения питания в сети.

По выбору:

• аналоговые выходы и входы реле (0-20mA / 0-10V)
• для администрирования и более легкого программирования можно купить по желанию сервисную программу для персонального компьютера совместимого с IBM.

Механические параметры:

• корпус: (DIN 43700)
• передняя рама 96 х192мм
• Водонепроницаемая рама 138х238мм
• монтажные размеры 187х92мм
• монтажная глубина 135мм
• с зажимами 145мм
• материал: норил армированный стекловолокном, прочный на удар, черный цвет, температуроустойчивость до 110С (трудно воспламеняемый)
• собственный вес: 1,4 кг
• клавиатура: покрытие - фольга, устойчивая к истиранию и действию кислот, 21 клавиша

Электрические параметры:

• рабочее напряжение: 230 В 50/60 Гц +/- 10%
• расход на собственные нужды: 11 VA
• вид защиты: передняя сторона - IP 65, (с водонепроницаемой рамой - IP 68)
• подключение: клеммы до 1.5 кв.мм, съемные
• допустимая окружающая температура: -10/+70С

Входы:

• 4 аналоговых входа для Pt100 (трехпроводные)
• 3 цифровых входа

Выходы:

• 18 выходных реле, беспотенциальные контакты, мощность переключения 250V AV/5A, из них 4 реле переключающие, 14 реле замыкающие

Последовательный интерфейс: RS 232 для ввода и вывода (8-битовые данные)

Показание состояния коммутационного элемента: светящийся диод

 

 

 

Регулирование расхода.

 

Регулирование большинства технологических параметров осуществляется на коротком отрезке трубопровода. Расход обычно быстрее реагирует на поступающие в объект возмущения. Поэтому с целью повышения качества регулирования главных параметров, определяющих ход процесса и зависящих от расхода, целесообразно расход использовать в качестве вспомогательной регулируемой величины.

Количество вещества выражается в единицах объема или массы (т.е. в м3 или килограммах). Количество жидкости с равной степенью точности может быть измерено и объемным, и массовым методами, количество газа - только объемным. Для твердых и сыпучих материалов используется понятие насыпной или объемной массы, которая зависит от гранулометрического состава сыпучего материала. Для более точных измерений количество сыпучего материала определяется взвешиванием.

Расходом вещества называется количество вещества, проходящее через данное сечение трубопровода в единицу времени. Массовый расход измеряется в кг/с, объемный - в м3/с.

Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами. Эти приборы могут быть снабжены счетчиками (интеграторами), тогда они называются расходомерами-счетчиками. Такие приборы позволяют измерять расход и количество вещества.

 

Описание РМ-5-П

 

Предназначен для измерения объема и расхода молока, кисломолочных и других жидких пищевых продуктов.

Функции прибора:

• вычисление разового и суммарного объема и расхода жидкости;
• ввод значения плотности жидкости с помощью клавиатуры электронного блока;
• вычисление массы продукта, соответствующей разовому и суммарному объему;
• отображение на дисплее значений вычисленных величин;
• отключение счетчика при незаполненном жидкостью трубопроводе.

Особенности прибора:

• высокая точность измерений расхода, объема и массы жидкостей;
• широкий динамический диапазон измерения расхода;
• автоматическое распознавание отсутствия жидкости в трубе;
• функция дозирования;
• малая длина прямых участков трубопроводов (5DN–3DN);
• контроль температуры и давления измеряемой жидкости;
• большой объем статистических данных о параметрах измеряемой жидкости;
• возможность передачи данных на ЭВМ по интерфейсу RS-485 на расстояние до 1 км;
• возможность объединения нескольких десятков счетчиков-расходомеров для пищевой промышленности в сеть по интерфейсу RS-485;
• возможность подключения принтера по параллельному интерфейсу;
• отсутствие гидравлического сопротивления электромагнитных датчиков расхода;
• простота и удобство монтажа и эксплуатации;
• низкое энергопотребление.

Прибор выполнен в виде единого резидентного измерительно-вычислительного модуля. Оснащен стандартными присоединительными муфтами из пищевой нержавеющей стали. По заказу счетчик-расходомер может комплектоваться термопреобразователем и преобразователем давления с унифицированным выходным сигналом постоянного тока 4-20 мА.

Основные технические характеристики

• Диаметры трубопроводов DN, мм: 25, 50.
• Диапазон измерения расхода,  м3/ч: от 0,16 до 32.
• Динамический диапазон (Gmax/Gmin): 50/1.
• Пределы допускаемой относительной погрешности измерительных каналов объемного расхода и объема нормируются в зависимости от класса точности: ±0,25% — для класса A; ±0,5% — для класса B.
• Параметры измеряемой жидкости:
• удельная электрическая проводимость, См/м: от 10-3 до 10;
• температура, °С: до 150*;
• давление, МПа — до 0,6.
• Потребляемая мощность, Вт: не более 10.
• Межповерочный интервал, лет: 1.
• Срок службы, лет: 12.

* Температура продуктов, содержащих белок — до 60 °С.

 

Регулирование давления.

 

Под давлением в общем случае понимают предел отношения нормальной составляющей усилия к площади, на которую действует усилие.

В зависимости от природы контролируемого процесса нас интересует абсолютное давление Ра или избыточное Ри. При измерении Ра за начало отсчета принимается нулевое давление, которое можно себе представить как давление внутри сосуда после полной откачки воздуха. Естественно, достигнуть Ра = 0 невозможно.

Барометрическое давление Рбар - давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы.

Избыточное давление представляет собой разность между абсолютным и барометрическим давлениями:

Ри = Ра - Рбар

Если Рабс < Рбар, то Ри называется давлением разряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация приборов для измерения давления:

I. По принципу действия:

1) жидкостные (основанные на уравновешивании  давления столбом жидкости);

2) поршневые (измеряемое давление  уравновешивается внешней силой, действующей на поршень);

3) пружинные (давление измеряется  по величине деформации упругого  элемента);

4) электрические (основанные на  преобразовании давления в какую-либо  электрическую величину).

II. По роду измеряемой величины:

1) манометры (измерение избыточного  давления);