12397

КОНФИГУРИРОВАНИЕ И КАЛИБРОВКА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ИНДИКАТОРА ИТМ-11 ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторная работа № 6 КОНФИГУРИРОВАНИЕ И КАЛИБРОВКА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ИНДИКАТОРА ИТМ11 ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1. Постановка задачи по лабораторной работе. Индикатор технологический микропроцессорный ИТМ11 необходимо настроить как однок...

Русский

2013-04-27

1.55 MB

8 чел.

Лабораторная работа  № 6

КОНФИГУРИРОВАНИЕ И КАЛИБРОВКА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ИНДИКАТОРА

ИТМ-11 ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

1. Постановка задачи по лабораторной работе.

Индикатор технологический микропроцессорный ИТМ-11 необходимо настроить, как одноканальный показывающий прибор,  для контроля измеряемого технологического параметра в  заданных пределах измерения первичного измерителя и на сигнализацию отклонения контролируемого параметра за установленные пределы в соответствии с регламентом технологического процесса объекта управления. Настройки, указанные в табл. №1 и табл. №2 , выполнить путем конфигурирования и калибровки индикатора  ИТМ-11 считая, что микропроцессорный прибор будет работать в контуре контроля  схемы автоматизации на рис.1. Первичные измерители контролируемых технологических параметров поз.1-1, поз.2-1, поз. 3-1, поз. 4-1 и поз. 5-1  подключаются к нормирующим преобразователям поз. 1-2, поз. 2-2, поз. 3-2, поз. 4-2 и поз. 5-2 , которые формируют унифицированные выходные сигналы от 0 mA до 5mA, подаваемые на вход индикаторов ИТМ-11.

Рис. 1. Схема автоматизации процесса c технологической

                        сигнализацией отклонения контролируемых параметров.

Таблица № 1. Данные  технологических параметров процесса для калибровки индикатора  

                 ИТМ-11 и программирования блока нормализации и масштабирования.

.

Позиция измерителя

на схеме

автоматизации

Название

технологического параметра

Место отбора

информации

Пределы измерения

первичного измерителя

Нижнее значение

Верхнее значение

Поз. 1-1

Температура

потока А

Трубопровод на входе в реактор

-50,0 оС

+200,0 оС

Поз. 2-1

Уровень массы в реакторе

Реактор

1,0 м

10,0 м

Поз. 3-1

Расход

потока Б

Трубопровод на входе в реактор

150,0  м3/час

650,0 м3/час

Поз. 4-1

Величина рН

смеси

Трубопровод на выходе реактора

1,0 рН

14,0 рН

Поз. 5-1

Температура

воды на входе

теплообменника

Трубопровод на входе  

теплообменника

-50,0 оС

+180,0 оС

 

Таблица № 2. Данные технологических параметров для настройки

                                                         индикаторов MIN и MAX блока сигнализации в ИТМ-11.     

Позиция

индикатора

ИТМ-11

на схеме

автоматизации

Диапазон изменения

унифицированного входного аналогового сигнала  

Шкала измерения

контролируемого

параметра

Предельные уставки для

сигнализации отклонения  

контролируемого параметра

Min  

сигнала AI

Max

сигнала AI

 Шкала 0%

Шкала

100%

MIN

MAX

Поз. 1-2

0 mA

5 mA

-50,0 оС

+200,0 оС

110,0 оС

150,0 оС

Поз. 2-3

0 mA

5 mA

1,0 м

10,0 м

1,8 м

7,0 м

Поз. 3-3

0 mA

5 mA

150,0  м3/час

650,0  м3/час

200,0

м3/час

570,0 м3/час

Поз. 4-3

0 mA

5 mA

1,0 рН

14,0 рН

4,7 рН

7,0 рН

Поз. 5-2

0 mA

5 mA

-50,0 оС

+180,0 оС

7,0 оС

35,0 оС

2.  Цель лабораторной работы.

Основная цель выполнения лабораторной работы состоит в изучении методики, операций и команд, а также алгоритмов их выполнения для конфигурирования и калибровки микропроцессорного одноканального индикатора ИТМ-11 для контуров контроля в схеме автоматизации технологического процесса, показанной на рис.1. Настройки прибора ИТМ-11 выполняются следующими методами:

– Программирование микропроцессорного индикатора кнопками на панели прибора.   Настройка конфигурации и  параметров микропроцессорного индикатора ИТМ-11 с помощью элементов управления и программирования на передней панели прибора;

– Программирование микропроцессорного индикатора специализированной компьютерной программой. Настройка конфигурации и параметров индикатора ИТМ-11 выполняется по интерфейсу  RS-485 специализированной программой с персонального компьютера лабораторного стенда.

Рис.2 Статические характеристики конфигурирования микропроцессорного индикатора ИТМ-11: настройка цифрового дисплея (а); характеристика линейного аналогового индикатора (б); настройка блока сигнализации на отклонение параметра за MIN (в) и MAX (г).

По результатам проверки выполненых настроек и конфигурирования функциональных блоков индикатора  ИТМ-11 необходимо построить статические характеристики в виде графиков, показанных на рис.2.

3. Общие сведения о микропроцессорном индикаторе  ИТМ-11

Назначение прибора.

Индикатор технологический микропроцессорный ИТМ-11 фирмы “МИКРОЛ” представляет собой одноканальный универсальный цифровой прибор. На лабораторном стенде установлен индикатор модели ИТМ-11- 01-1, укомплектованый   платой  клемно-блочных соединений  КБ3-17 К- 01- 0,75  и  настроеный заводом-изготовителем на работу  с  такими видами сигналов:

  •  входной унифицированный токовый сигнал от 0 mA до 5 mA;
  •  выходной унифицированный токовый сигнал от 0 mA до 5 mA;
  •  выходные дискретные сигналы DO1 и DO2.

Индикатор  ИТМ-11  в зависимости от конфигурирования (программирования) параметров может работать в АСУТП с различными функциональными возможностями. Индикаторы ИТМ-11 можно конфигурировать элементами управления на передней панели прибора  или через гальванически разделенный интерфейс RS-485 (протокол ModBus), что также позволяет использовать прибор в качестве удаленного контролера при работе в современных сетях управления и сбора информации для следующих задач автоматизации:

- измеритель-индикатор одного параметра с уставками сигнализации на минимум и   

 на максимум отклонения контролируемого технологического параметра;

- системы цифровой и линейной индикации технологических параметров;

- удаленные устройства связи с объектом и индикацией;

- территориально распределенные и локальные системы управления;

- удаленный сбор данных, диспетчерский контроль, управление производством;

- индикатора технологического параметра передаваемого по интерфейсу RS-485;

- позиционное регулирование контролируемого параметра.

Индикаторы ИТМ-11 обеспечивают высокую точность измерения контролируемого технологического параметра. Отличительной особенностью индикаторов ИТМ-11 является наличие трехуровневой гальванической изоляции между входами, выходами и цепью питания.

         Индикаторы ИТМ-11 предназначены как для автономного, так и для комплексного использования в АСУТП  энергетики, металлургии, химической, пищевой и других отраслях промышленности.  В схемах автоматизации технологических процессов индикаторы ИТМ-11 предназначены:

  •  для измерения одного контролируемого входного технологического параметра  (температура, давление, расход,  уровень и т.  п.);
  •  для обработки,  преобразования и отображения текущего значения параметра на встроенном четырех разрядном цифровом дисплее и аналоговом линейном индикаторе;
  •  индикатор работает как компаратор, формируя выходные дискретные сигналы управления внешними исполнительными механизмами в соответствии с заданной пользователем логикой работы и установленными уставками;
  •  при условии заказа аналогового выхода, индикатор формирует выходной  аналоговый сигнал управления внешним исполнительным механизмом;  
  •  для индикации технологического параметра получаемого по интерфейсу от внешних устройств;
  •  индикатор формирует сигналы технологической сигнализации. На передней панели

имеются светодиодные индикаторы для сигнализации технологически опасных зон,  сигналы превышения  (занижения)  регулируемого или измеряемого параметра;

  •  индикаторы ИТМ-11 могут использоваться в системах сигнализации, блокировок и защиты технологического оборудования.

Передняя панель микропроцессорного индикатора ИТМ-11 с названиями элементов показана на рис. 3.

Рис.3  Назначение элементов на передней панели индикатора ИТМ-11.

Назначение дисплеев передней панели ИТМ-11

  •  Цифровой   дисплей.  В режиме “РАБОТА” индицирует (показывает) значение измеряемого технологического параметра или выход одного из функциональных

           блоков прибора.

           В режиме “КОНФИГУРИРОВАНИЕ” индицирует уровень конфигурации, затем  

           номер пункта меню, затем в мигающем режиме показывает значение параметра

          выбранного пункта меню.

  •  Аналоговый  индикатор.  В режиме “РАБОТА” индицирует  значение величины измеряемого канала. В режиме “КОНФИГУРИРОВАНИЕ” выводится бегущая строка, указывающая на режим программирования.

Назначение светодиодных индикаторов на панели ИТМ-11

  •  Индикатор МАХ.    Светится (мигает), если значение измеряемой величины,

                                              соответствующего канала, превышает значение уставки

                                              на сигнализацию отклонения за МАХ.

  •  Индикатор MIN.     Светится (мигает), если значение измеряемой величины,

                                              соответствующего канала, превышает значение уставки

                                             на сигнализацию отклонения за MIN.

  •  Индикатор К1.        Светится, если включен первый дискретный выход DO1.
  •  Индикатор К2.        Светится, если включен второй дискретный выход DO2.
  •  IHT                           Мигает, если происходит передача данных по интерфейсному

                                              каналу связи RS-485.

Назначение управляющих клавиш программирования

  •  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.

  •  Клавиша [     ].      Клавиша предназначена для вызова меню конфигурации,

                                     Для подтверждения выполняемых действий или операций,

                                     а также для фиксации(Enter) выбранных значений параметров.

Функциональная схема прибора ИТМ-11 показана на рис. 4. По  схеме видно, что один входной сигнал AI в приборе ИТМ-11 разделяется (преобразуется) на 2 канала сигналов, которые могут иметь две различные шкалы в окнах отображения №1 и №2.

Работа и конфигурирование (программирование) параметров индикатора ИТМ-11 выполняется под управлением высоко интегрированного микроконтроллера c RISC архитектурой, изготовленного по высокоскоростной КМОП технологии с низким энергопотреблением. В постоянном запоминающем устройстве записано большое количество функций для настроек и решения задач контроля и управления. Посредством конфигурирования

Рис. 4. Функциональная схема индикатора ИТМ-11.

параметров этих функций пользователь может использовать приборы ИТМ-11 на решение различных задач автоматизации технологических процессов химических производств. Индикатор ИТМ-11 имеет встроенный аналого-цифровой преобразователь входного сигнала , узел цифро-дискретного вывода информации на дисплеи, сторожевые схемы для контроля циклов работы программы,  энергонезависимую память EEPROM, NVRAM для сохранения настроек параметров конфигурации прибора.

         Внутренняя программа индикаторов ИТМ-11 функционирует с постоянным временным циклом. В начале каждого цикла внутренней рабочей программы микропроцессора считывается значение аналогового входа, 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 и дискретные выходы,  индикационные элементы, а также фиксация вычисленных величин для режима передачи данных последовательного интерфейса.

Работа блока сигнализации индикатора ИТМ-11 показана рис.5. Контроль выхода сигнала контролируемого параметра за границы уставок сигнализации производится для каждой величины PV1  и  PV2, а также и  для выходов  F1  и  F2  функциональных блоков  FNC1  и  FNC2  отдельно. Для каждого из этих параметров уставки минимума, максимума и гистерезис задается на уровнях конфигурации этих параметров. Также эти уставки можно задавать через интерфейс в соответствующих регистрах.  Индикаторы на передней панели показывают сигнализацию того параметра, который выводится на цифровой дисплей. Состояние сигнализации всех параметров записывается в общий регистр  7.

Рис.  5. Схема блока сигнализации индикатора ИТМ-11. 

В этом случае значение сигнализации для всех параметров можно наблюдать на верхнем уровне. Сигнализация может быть с квитированием и без. Если параметр отображения сигнализации выбран ALRM.00=0001  (с квитированием),  то при превышении измеряемой величиной уставок сигнализации в регистр состояния сигнализации записывается  «1»  и индикатор  сигнализации начинает мигать. В регистре квитирования находится  «0». Когда оператор заметил выход параметра за уставки сигнализации он  может квитировать сигнал как с передней панели клавишей [▲]  (в регистр квитирования  «1» записывается автоматически), или через интерфейс с верхнего уровня, записав в регистр состояние квитирования «1».

4. Правила подготовки лабораторного стенда к работе.

 Для подключения сигнала блока БРУ-7 к индикатору ИТМ-11 на лабораторном стенде  необходимо выполнить такую последовательность действий:

  1.  Тумблер Т1 переключить в положение БРУ-7 для настройки ИТМ-11 под прибор  схемы автоматизации (рис.1);
  2.  Тумблер Т2 переключить в положение БРУ-7 для настройки ИТМ-11 под прибор схемы автоматизации (рис.1);
  3.  Включить питание персонального компьютера лабораторного стенда и выполнить полную загрузку операционной системы Windows и программного обеспечения;
  4.  Проверить готовность интерфейса RS-485 путем контроля индикатора 5V ”включено” на блоке БПИ-52;
  5.  Включить питание лабораторного стенда с помощью автоматического выключателя С2;
  6.  Переключить блоки БРУ-7 в ручной режим работы. Для этого нужно  проверить состояние индикатора ”АВТ  (автоматический режим работы) и индикатора РУЧ” (ручной режим работы). Если на панели блока БРУ-7 включен индикатор ”РУЧ”, то в этом случае действия п. 6 не выполнять, а если включен индикатор ”АВТ ”, то нужно переключить блок БРУ-7 в ручной режим работы. Для этого на панели прибора нажимается элемент со значком «Рука» и должен включиться индикатор  ”РУЧ”;
  7.  Перемещая ручку потенциометра (задатчика) на панели блока БРУ-7 в интервале от 0% до 100% формируется на выходе электрический сигнал постоянного тока в диапазоне от 0 до 5 mA и этот сигнал через тумблера Т1 или Т2 подается на вход соответствующего прибора ИТМ-11.

5. Методика выполнения заданий лабораторной работы

Лабораторная работа выполняется в виде отдельных заданий по соответствующим алгоритмам команд и  настройки параметров записываются в указанные таблицы результатов конфигурирования прибора в режим одноканального индикатора ИТМ-11.

Задание №1.  Выполнить настройку параметров:

– блоков нормализации, масштабирования входного сигнала AI;

– калибровки унифицированного входного сигнала под пределы измерения первичного измерителя контролируемого параметра.

При выполнении данного задания необходимо выполнить приведенную ниже последовательность операций.

Операция № 1.1. Микропроцессорный индикатор ИТМ-11 для программирования параметров переключаем с режима «РАБОТА» в режим «КОНФИГУРИРОВАНИЕ» путем ввода пароля для снятия защиты и это выполняем кнопками на передней панели прибора и по алгоритму команд рис.6.

Рис. 6  Алгоритм команд для ввода пароля и перехода в режим “Конфигурирование”.

Операция № 1. 2. Переходим на уровень конфигурирования AIN1 и по алгоритму команд рис. 7 настраиваем параметры 1 блока нормализации и масштабирования (БНМ № 1). Устанавливаем поочередно коды 01 и 02 и с учетом кода соответствующий входной сигнал от БРУ-7, которые указанны в таб. № 3. Данные для настроек параметров выбираем из таблицы № 2 (колонка “Шкала измерения контролируемого параметра”). Результаты настроек на цифровом дисплее записываем в табл. № 3.

Таблица № 3. Данные по настройке БНМ  № 1.

Уровень

конфигурирования

Параметр

настройки

Код для

ввода

настройки

Входной

аналоговый

сигнал, %mA

Результат настройки по цифровому дисплею

AIN1

(БНМ №1)

            

Нижний предел шкалы

в техн. ед.

01

0%

Верхний предел шкалы

в техн. ед.

02

100%

Рис. 7. Алгоритм команд для программирования параметров БНМ № 1.

Рис.8  Алгоритм команд для калибровки для сигнала PV1.

Операция № 1.3. Переходим на уровень конфигурирования  CLI1 и по алгоритму команд рис. 8 выполняем калибровку для сигнала PV1. Устанавливаем поочередно коды 00 и 01 и с учетом кода соответствующий входной сигнал от БРУ-7, которые указанны в таб. № 4. Данные для настроек параметров выбираем из таблицы № 1 (колонка “Пределы измерения первичного измерителя”). Результаты настроек на цифровом дисплее записываем в табл. № 4.

Таблица № 4. Данные по калибровке для сигнала PV1.

Уровень

конфигурирования

Параметр

настройки

Код для

настройки

Сигнал блока БРУ-7, % mA

Результат настройки по цифровому дисплею

CLI1

для cигнала PV1

       

Калибровка

“нуля”

в техн. ед.

00

0%

Калибровка

“максимума”

в техн. ед.

01

100%

Операция № 1.6. Сохраняем параметры настройки  БНМ № 1 и калибровку для  сигнала PV1, которые введены по алгоритмам AIN1 и CLI1. Для этого переходим на уровень SAVE и выполняем команды алгоритма рис. 9.

Рис.9 Алгоритм команд для сохранения новых настроек ИТМ-11.

Операция № 1.7. Проверяем правильность настройки параметров БНМ № 1 и калибровку сигнала PV1. Для этого в режиме «РАБОТА»  на микропроцессорном блоке БРУ-7 формируем выходной сигнал с помощью ручки потенциометра («задатчика») и устанавливаем значения в % по табл. № 5(колонка «Входной сигнал»). Результаты поверки работы ИТМ-11 по показаниям цифрового дисплея и линейного аналогового индикатора записываем в табл. № 5 и строим  аналогично рисункам 2а и 2б график настройки цифрового дисплея, а также график настройки линейного аналогового индикатора.

Таблица № 5 Данные по проверке настроек индикатора ИТМ-11 в режиме «РАБОТА».

Входной

сигнал

Показания цифрового дисплея,

техн. ед

Показания линейного

индикатора,

(количество шт.

сегментов)

Состояние

индикатора

MIN,

вкл/выкл

(1) или(0)

Состояние

индикатора

MAX,

вкл/выкл

(1) или (0)

%

mA

опыт

№ 1

опыт

№ 2

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

80 %

90 %

100 %

Задание № 2.  Выполнить настройку ИТМ-11  для срабатывания индикаторов блока сигнализации на отклонения  сигнала PV1  за уставки MIN и MAX контролируемого технологического параметра. При выполнении данного задания необходимо выполнить приведенную ниже последовательность операций.

Операция № 2.1. Переключаем индикатор ИТМ-11 из режима «РАБОТА» в режим «КОНФИГУРИРОВАНИЕ» по командам алгоритма рис.6.

Операция № 2.2. Выполняем настройку блока сигнализации на отклонения сигнала PV1 за уставки MIN и MAX. Для этого переходим на уровень конфигурирования AIN1 и по алгоритму команд рис. 10 настраиваем уставки блока сигнализации. Устанавливаем поочередно коды 09 и 10 и с учетом кода соответствующий входной сигнал от БРУ-7,

Рис.10. Алгоритм команд для настройки сигнализации на отклонения

     контролируемого технологического параметра.

которые указанны в таб. № 6. Данные для настроек уставок сигнализации выбираем из таблицы № 2 (колонка “ MIN” и “MAX ”). Результаты настроек уставок сигнализации MIN” и “MAX ” по цифровому дисплею записываем в табл. №6.

Таблица № 6.   Результаты настройки уставок для сигнализации отклонения сигнала PV1.

Уровень

конфигурирования

Параметр настройки

Код для ввода

настройки

Входной

аналоговый

сигнал, % mA

Результат настройки

по цифровому дисплею

Сигнал  PV1

AIN1

( PV1 )

                     

Уставка для сигнализации

отклонения  сигнала PV1

за MIN ”, в техн. ед.

09

0%

Уставка для сигнализации

отклонения сигнала PV1

за MAX ”, в техн. ед.

10

0%

Операция № 2.3. Проверяем правильность настройки параметров блока сигнализации. Для этого в режиме «РАБОТА»  на микропроцессорном блоке БРУ-7 формируем выходной сигнал с помощью ручки потенциометра («задатчика») т.е. устанавливаем значения в % по табл. № 5 (колонка «Входной сигнал»). Результаты проверки сигнализации ИТМ-11 по показаниям цифрового дисплея и индикаторов MIN и MAX записываем в табл. № 5 (колонки MIN и  MAX) и аналогично рисункам 2 (в) и 2 (г) строим график настройки индикатора MIN , а также график настройки индикатора MAX.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

PAGE 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4503. Цепочечные команды в языке ассемблер 63.95 KB
  Цепочечные команды в языке ассемблер Эти команды также называют командами обработки строк символов. Названия почти синонимичны. Отличие в том, что под строкой символов здесь понимается последовательность байт, а цепочка — это более общее назван...
4504. Путеводитель по философии: версия Секацкого 401 KB
  Путеводитель по философии: версия Секацкого. 1. Отправляясь в путь. Путеводители предназначены для заезжих и праздных гостей, для посетителей. Сегодня, по большей части, - для туристов, в связи с чем идея путеводителя оказалась столь же дискредитиро...
4505. Бертран Рассел о философии (из книги История западной философии Рассел Б.) 33.5 KB
  Бертран Рассел о философии (из книги История западной философии Рассел Б.) Концепции жизни и мира, которые мы называем философскими, являются продуктом двух факторов: один из них представляет собой унаследованные религиозные и этические концепции,...
4506. Введение в философию 191.5 KB
  Введение в философию Предназначенные как читателю, так и самому себе Иногда говорят, что философия – не школьная наука. Ее - де может постичь только человек, умудренный жизненным опытом и долгими размышлениями. Конечно, ни то, ни другое не помеша...
4508. Разработка Windows-программ. Знакомство с Delphi 75.13 KB
  Разработка Windows-программ. Знакомство с Delphi Основой системы разработки является VCL. Визуальный конструктор форм позволяет брать компоненты-заготовки из палитры компонентов, размещать на форму, изменять свойства, добавлять методы обработки собы...
4509. Проектирование смесительных производств 2.79 MB
  Введение Технология строительных материалов, изделий и конструкций включает стадию приготовления многообразных видов формовочных смесей. В частности, технология бетона и железобетона предусматривает возможности изготовления тяжелого, легкого...
4510. Сертификация и надежность программного обеспечения 239.94 KB
  Проблемы надежности ПО Оценка надежности ПО. Определение факторов, влияющих на достижение заданной надежности. Совершенствование методов повышения надежности в процессе проектирования и в процессе эксплуатации разработанного ПО. Направления исследов...
4511. Особенности породоразрущающего инструмента при бурении наклонно направленных скважин 609.14 KB
  Введение. В настоящее время бурение именно наклонно направленных скважин занимает лидирующее место в России. Наклонное бурение применяют при бурении скважин на нефть и газ в Западной Сибири, на севере европейской части, на Северном Кавказе, в Татарс...