Настоящее руководство по эксплуатации АБВД.405529.011 РЭ предназначено для ознакомления с порядком работы и техническим обслуживанием регулятора-измерителя ПОЛИКОН 111/П. Руководство по эксплуатации содержит назначение, технические данные, описание принципа действия и конструкции, а также сведения, необходимые для правильной эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Лица, допущенные к эксплуатации прибора, должны быть аттестованы в соответствии с “Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей” (Гостехнадзор, Москва “Недра”, 1990 г.)
1. Назначение
1.1. Регулятор-измеритель ПОЛИКОН 111/П (в дальнейшем - регулятор) предназначен для измерения и автоматического регулирования температуры различных объектов, осуществляя нагрев/охлаждение до заданной температуры и далее либо её поддержание неограниченное время, либо отключение нагрева/охлаждения. Закон регулирования двухпозиционный, трёхпозиционный или пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД).
1.2. Регулятор предназначен для совместной работы с термопарами по ГОСТ Р8.585
1.3. Регулятор имеет один вход для подключения термопары и один или два выхода. Первый выход управляет внешним исполнительным устройством, осуществляющим нагрев или охлаждение. Этот выход может быть контактным (реле), симисторным (для управления внешним симистором/тиристорами с током управления до 0,1А) или транзисторным (для управления внешним твердотельным реле). Второй выход (опция) – контактный, используется для трёхпозиционного регулирования, либо для дополнительной коммутации внешних цепей.
1.4. Регулятором выполняются также следующие функции:
- светодиодная индикация состояния выходных сигналов;
- автоматическая настройка коэффициентов ПИД-закона;
- контроль обрыва термопары;
- защита настроечных параметров паролем от несанкционированного изменения;
- сохранение параметров в энергонезависимой памяти после отключения питания.
1.5. Регуляторы предназначены для работы при температуре от 0 до + 50ºС и относительной влажности до 80% при 25ºС.
1
.6. Питание от сети переменного тока напряжением 220В +10/-15%, частотой 50Гц.
2. Технические данные
2.1. Габаритные размеры: ширина 92мм, высота 45мм, длина 46мм (см. рис.1).
2.2. Масса не более 0,2кг.
2.3. Потребляемая мощность не более 2,5 ВА.
2.4. Наработка на отказ при доверительной вероятности 0,8 не менее 60000 час.
2.5. Типы термопар, диапазоны измеряемых и задаваемых температур, а также разрешающая способность индикации приведены в табл.1.
Таблица 1
Код
|
Тип термопары (НСХ)
|
Диапазон, ºС
|
Разрешение, ºС
|
п4
|
ТВР (А-1)
|
0...2500
|
1
|
п0
|
ТПР (В)
|
0...1800
|
1
|
п1
|
ТПП (S)
|
0...1600
|
1
|
п2
|
ТХА (K)
|
–50 …1300
|
1
|
п6
|
ТНН (N)
|
–50 …1300
|
1
|
п7
|
ТЖК (J)
|
–199 … 900
|
0,1; 1
|
п3
|
ТХК (L)
|
–199 … 800
|
0,1; 1
|
п5
|
ТМК (T)
|
–199 … 400
|
0,1; 1
|
2.6. Предел допускаемой приведённой основной погрешности в процентах от диапазона температур (для ТПР в диапазоне 600…1800 С) составляет ± (0,15% + единица мл. разряда).
Код инди-кации
|
Тип преобразова-
теля (НСХ), (W100)
|
Диапазон ºС
|
Разрешение, ºС
|
Шаг задания, ºС
|
, %
|
81Х/4
|
81Х/5
|
81Х/4
|
81Х/5
|
Термопары
|
п4
|
ТВР (А-1)
|
0...2500 (1)
|
1
|
0,1
|
1
|
0,1
|
(0,15 + единица мл. разряда)
|
п0
|
ТПР (В)
|
0...1800 (2)
|
п1
|
ТПП (S)
|
0...1600
|
п5
|
ТПП (R) (3)
|
0...1400
|
п2
|
ТХА (K)
|
-199 …1300
|
1
0,1(4)
|
п6
|
ТНН (N)
|
-199 …1300
|
п7
|
ТЖК (J)
|
-199 … 900
|
п3
|
ТХК (L)
|
-199 … 800
|
п8
|
ТМК (T)
|
-199 … 400
|
Термометры сопротивления
|
с0
|
50П (1,391)
|
-199 …850
|
1
0,1
|
0,1
0,01(5)
|
1
|
0,1
|
(0,1 + единица мл. разряда)
|
с1
|
100П (1,391)
|
с2
|
50П (1,385)
|
с3
|
100П (1,385)
|
с4
|
50М (1,428)
|
-199 …200
|
с5
|
100М (1,428)
|
2.7. Предел допускаемой дополнительной погрешности измерений, вызванной отклонением температуры окружающего воздуха от нормального значения (20 2) ºС до любой температуры в рабочем диапазоне равен 0,5 от предела допускаемой основной приведенной погрешности на каждые 10 ºС.
2.8. Транзисторный выход (Т) выполнен по схеме «открытый коллектор» на транзисторе NPN, максимальный ток 0,3А, максимальное напряжение 35В. Встроенный источник питания имеет постоянное напряжение 7…10В, максимальный ток нагрузки 20мА.
2.9. Контактный выход (Р) выполнен на реле с нормально разомкнутыми контактами. Максимальное значение коммутируемого тока 5А, максимальное значение коммутируемого напряжения: 250В при переменном токе, 30В при постоянном токе.
2.10. Симисторный выход (С) выполнен на симисторной оптопаре. Максимальное действующее значение коммутируемого напряжения 450В, максимальный импульсный ток 1А.
3. Устройство и работа
3.1.Конструкция регулятора предусматривает его монтаж на вертикальных щитах и панелях с помощью фиксаторов, входящих в комплект поставки.
3
.2. Корпус регулятора пластмассовый. На лицевой панели (см. титульный лист) расположены светодиодные индикаторы и кнопки управления. На задней панели (см. рис.1) – входные и выходные клеммы, сетевой разъём, трансформатор питания, выходные реле (опция).
3.3. Функциональная схема регуляторов изображена на рис.2.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует сигнал от термопары в цифровой код, который используется другими функциональными узлами.
ПИД - регулятор вычисляет отклонение, то есть разность между заданным и измеренным значениями температуры и вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с ПИД - законом регулирования.
Компаратор сравнивает значение текущей температуры с параметром ЗАДАНИЕ. Результат сравнения зависит как от значений сравниваемых величин, так и от установленного режима работы компаратора.
Выходы регулятора гальванически изолированы друг от друга и от остальных цепей.
4. Указание мер безопасности
4.1.В целях безопасности обслуживающего персонала необходимо соблюдать общие правила техники безопасности, установленные на предприятии - потребителе.
4.2. Все подключения к регулятору производите при обесточенных внешних цепях.
4.3. Наладочные работы, осмотры и ремонт производите только после отключения регулятора от сети.
5. Порядок установки
5.1. Установите регулятор в помещении с климатическими условиями по п.1.5. Регулятор должен быть размещён в закрытом шкафу, исключающем доступ оператора к клеммам регулятора, имеющим открытые контакты, а также исключающем попадание внутрь воды, посторонних предметов и пыли. В непосредственной близости от регулятора, особенно снизу, не должно находиться источников тепла.
5
.2. Вставьте регулятор с лицевой стороны приборного щита в вырезанный проем (см. рис.3), установите в боковые отверстия корпуса фиксаторы и заверните винты. Приборный щит должен быть расположен вертикально.
5.3. Подключите термопару к клеммам 1(+) и 2(-) непосредственно или с помощью компенсационного провода, соблюдая полярность. Линии связи термопары с регулятором рекомендуется экранировать, в качестве экрана можно использовать заземлённую стальную трубу.
5.4. Сеть 220В 50 Гц подключите к кабельной части разъёма «Сеть ~220В». Питание регуляторов необходимо производить от сети, не связанной с питанием мощных электроустановок. При наличии значительных импульсных помех в сети рекомендуется использовать разделительный трансформатор с заземленной экранной обмоткой или сетевой фильтр.
5.5. Контактные выходы (Р) оснащены искрогасящими RC-цепями (см. рис.2). Если к контактному выходу подключается индуктивная нагрузка (обмотка пускателя, контактора и пр.), то она также должна быть зашунтирована RC-цепью.
5.6. Симисторный выход (С) нельзя использовать для непосредственного управления нагрузкой. Он предназначен только для управления внешним симистором или двумя тиристорами с токами управления до 100мА (см. рис.4). Изображённый на схемах резистор Rогр должен иметь номинал 390 Ом для сети 220В или 680 Ом для сети 380В.
5
.7. Для транзисторного выхода (Т) в качестве исполнительного устройства (ИУ) могут использоваться силовые модули серии МСА, твердотельные реле фирм COSMO, GUNTHER, OMRON, CRYDOM, ПРОТОН и др., а также ИУ на основе модулей управления МСУ 1 и МСУ 3. При этом вход ИУ (см.рис.5) подключите к клеммам 7(-) и 8(+).
6
Внимание! При первом включении регулятора на объекте:
а) установите настроечные параметры, кроме коэффициентов b и с;
б) если для выхода 1 выбран один из режимов 0…3, то проведите самонастройку, в ходе которой регулятор определяет значения коэффициентов b и с (см. п.6.9).
в) занесите все установленные и полученные при самонастройке параметры в таблицу, расположенную в конце настоящего РЭ;
г) установите пароль для защиты настроечных параметров от изменения (см. п.6.10.).
. Порядок настройки
6.1. Настроечные параметры изменяйте в той последовательности, в какой они перечислены ниже. На рисунках изображены значения параметров, установленные на предприятии-изготовителе. Все настроечные параметры сгруппированы в три меню: ИЗМЕРЕНИЕ, ПАРАМЕТРЫ ВЫХОДА 1, ПАРАМЕТРЫ ВЫХОДА 2.
6
.2. Если значение параметра мигает, то его можно изменять кнопками (больше) или (меньше), при этом кратковременное нажатие вызывает изменение параметра на единицу. При длительном нажатии скорость изменения параметра увеличивается от 10 до 1000 единиц в сек.
6.3. Подайте питание на регулятор, при этом на индикаторе появляется номер версии программного обеспечения (11.п 0) и через 2 сек.– текущая температура (см. рис.6).
6
.4. Для индикации параметров меню ИЗМЕРЕНИЕ нажмите кнопку «» и не отпускайте 2сек. На индикаторе первый параметр этого меню – код типа термопары, при этом светятся И1 и И2. Кнопками установите код подключенной термопары в соответствии с табл.1.
Нажмите кнопку «», на индикаторе разрешение индикации, 1С или 0,1С. Кнопками установите нужное значение.
Нажмите кнопку «», на индикаторе коррекция. Текущая температура равняется алгебраической сумме температуры, измеренной термопарой, и коррекции. Кнопками установите нужное значение.
Нажмите кнопку «», на индикаторе компенсация холодного спая, 0 – откл. 1 – вкл. Отключение компенсации производится при поверке или при использовании внешнего компенсирующего устройства.
Нажмите кнопку «», на индикаторе опять текущая температура.
6
.5. Для индикации меню ПАРАМЕТРЫ ВЫХОДА 1 нажмите кнопку и не отпускайте 2сек. На индикаторе первый параметр – режим (d), при этом светится И1. Кнопками установите нужное значение в соответствии с табл.2.
Таблица 2
Режим
|
Функция
|
Закон регулирования
|
Следующие параметры
|
Н (1)
|
О (1)
|
0
|
1
|
Нагрев/охлаждение до заданной температуры и её поддержание
|
ПИД, период регулирования С/20 (2)
|
А, b, c
|
2
|
3
|
ПИД, период регулирования 0,8сек. (1С), 1,6сек (0,1С)
|
4
|
5
|
Нагрев/охлаждение до заданной температуры и откл. нагрева/охлаждения
|
Двухпозиционный
|
Текущая температура
|
6
|
7
|
Нагрев/охлаждение до заданной температуры и её поддержание
|
G
|
Н – для нагревателей, О – для охладителей.
С – постоянная времени интегрирования, см. приложение.
Для контактных исполнительных устройств нельзя использовать режимы 2, 3, а также режимы 0, 1 при С < 20 (320сек.)
6
.6. Нажмите кнопку «», на индикаторе следующий параметр, зависящий от установленного режима (см. табл. 2). Для режимов 6, 7 это G – гистерезис в С, а для режимов 0…3 – A, b, c.
А – ограничение мощности, b и с – коэффициенты ПИД-закона регулирования. Подробно эти параметры рассмотрены в приложении. Кнопками установите нужное значение, нажмите «» и далее аналогично установите остальные параметры. Для возврата к текущей температуре опять нажмите «».
6
.7. Для индикации меню ПАРАМЕТРЫ ВЫХОДА 2 нажмите кнопку и не отпускайте 2сек. На индикаторе первый параметр – режим (d), при этом светится И2. Кнопками установите нужное значение в соответствии с рис.7.
6
.8. Нажмите «», на индикаторе последний параметр – гистерезис в С (G), кнопками установите нужное значение. Для возврата к текущей температуре опять нажмите «».
6.9. Если для выхода 1 установлен режим 0…3 (ПИД), то при первом включении регулятора на объекте необходимо провести самонастройку для определения коэффициентов b, С. Так как их значения зависят от массы загрузки, объект должен быть загружен. Далее нажмите кнопку , а затем «», при этом на индикаторе значение текущей мощности (Р). Нажмите и не отпускайте, пока на индикаторе не появится текущая температура, при этом мигает И1. После окончания самонастройки И1 гаснет.
6.10. Введенные настроечные параметры могут быть защищены паролем от несанкционированного изменения. Для установки пароля одновременно нажмите кнопки и не отпускайте, пока на индикаторе не появится буква П и мигающий ноль. Кнопками установите значение пароля в диапазоне 1…255 и нажмите «». Теперь настроечные параметры также можно вывести на индикацию, но изменить их нельзя. Снятие защиты производите аналогично её установке, только при этом введите значение пароля, установленного ранее.
6.11. При утере пароля снять его можно, только восстановив все заводские настройки. Для этого подайте питание на регулятор при нажатой кнопке «».
7. Порядок работы
7.1. Подайте питание на регулятор, при этом на индикаторе появляется номер версии программного обеспечения (11.п 0) и через 2 сек.– текущая температура (см. рис.6). Проверьте все параметры (пп. 6.4. - 6.7.), сравнив их с таблицей в конце настоящего РЭ.
7.2. Чтобы изменить ЗАДАНИЕ 1 или ЗАДАНИЕ 2 нажмите соответствующую кнопку, а затем кнопками установите нужное значение (см.п.6.2.). Через 3сек после последнего нажатия на индикаторе опять появится текущая температура.
7.3. Если для выхода 1 установлен режим 0…3 (ПИД), то на индикацию можно вывести уровень текущей мощности (Р) в %. Для этого нажмите кнопку , а затем «». Для возврата к текущей температуре опять нажмите «». Если в процессе работы требуется открывать и закрывать дверь печи, то для исключения перебега температуры надо после выхода на рабочую температуру уменьшить уровень ограничения мощности А.
7.4. Если для выхода 1 установлен режим 4 или 5, то на индикаторе мигает правая точка и выход 1 разомкнут. Для включения нагрева/охлаждения нажмите кнопку , а затем «», при этом мигание прекратится. При достижении заданной температуры выход 1 размыкается, точка мигает. Для принудительного отключения выхода нажмите кнопку , а затем «».
7.5. При возникновении аварии выходы регулятора размыкаются, на индикаторе появляется одно из следующих сообщений:
«ОБР» - обрыв термопары;
« ▬ ▬ ▬ ▬ » - текущая температура больше верхней границы диапазона температур для выбранной термопары (см. табл. 1);
« ▬ ▬ ▬ ▬» - текущая температура меньше нижней границы диапазона температур для выбранной термопары (см. табл. 1).
Сигнал
|
Номер контакта
|
Регулятор
|
Компьютер
|
9-ти конт. разъем
|
25-ти конт. разъем
|
RxD
|
В
|
2
|
3
|
TxD
|
А
|
3
|
2
|
GND
|
|
5
|
7
|
8. Обслуживание и ремонт
8.1. Для обеспечения нормальной работы регулятора рекомендуется проводить следующее:
ежедневно проверять правильность функционирования;
ежемесячно проводить визуальный осмотр, проверку крепления регулятора и подключенных линий, чистку корпуса и лицевой панели, при этом запрещается использовать агрессивные жидкости (спирт, ацетон и пр.).
8.2. Перечень некоторых неисправностей и методы их устранения:
– На индикаторе случайный набор символов – отключите и включите питание регулятора, если не помогло, то восстановите заводские настройки (см. п. 6.11).
– Нет тока в нагрузке, хотя индикация выходного сигнала есть – проверьте правильность подключения и исправность исполнительного устройства и нагрузки.
9. Правила хранения и транспортирования
9.1. Хранение регуляторов должно осуществляться в помещениях при температуре от 0 до 40 С при относительной влажности до 80%. Воздух в помещении не должен содержать агрессивных газов, вызывающих коррозию.
9.2. Регуляторы в упаковке могут транспортироваться любым видом транспорта при температуре от -25 до +55С, относительной влажности 98% при 35С.
9.3. Размещение регуляторов на транспортном средстве должно исключать их перемещение.
10. Комплект поставки
1. Регулятор-измеритель ПОЛИКОН……… ……….……… 1 шт.
2. Фиксатор……………………………………………………… 2 шт.
3. Руководство по эксплуатации…………………………….. 1 экз.
4. Упаковочная коробка………………………………………...1 шт.
5. Методика поверки (по требованию потребителя)………1 шт.
11. Свидетельство о приемке
Терморегулятор ПОЛИКОН 811/П______ заводской № __соответствует ТУ 4210-010-98564295-2009 и признан годным для эксплуатации.
Дата выпуска Штамп ОТК
12. Гарантийные обязательства
Изготовитель гарантирует соответствие регулятора техническим требованиям при соблюдении условий эксплуатации, изложенных в настоящем документе.
Гарантийный срок 24 месяца со дня приобретения. В течение гарантийного срока изготовитель обязуется безвозмездно устранять неисправности, возникшие не по вине потребителя.
13. Поверка регулятора
Поверка
|
Примечание
|
Дата
|
Срок очередной поверки
|
|
|
|
Поверка
|
Примечание
|
Дата
|
Срок очередной поверки
|
|
|
|
Приложение (законы регулирования)
П.1. Двухпозиционный закон регулирования – самый простой метод регулирования температуры: нагреватель включен, если текущая температура ниже задания, и отключен, если превышает задание. Для предотвращения «дребезга» вблизи заданного значения устанавливается гистерезис или, иначе, зона нечувствительности. Точность регулирования температуры в какой-то степени зависит от величины гистерезиса, чем он меньше, тем точнее регулирование, но тем чаще включается нагреватель. При управлении объектом по этому закону всегда присутствуют колебания температуры, амплитуда и период которых мало зависят от регулятора, а определяются конструкцией и параметрами объекта.
П.2. При трехпозиционном регулировании, позволяющем уменьшить колебания температуры, используется регулирующее устройство в двухпозиционном режиме, дополнительный компаратор и, соответственно, два выхода регулятора. Используя прямые и инверсные выходы регулирующего устройства и компаратора, а также различные соотношения между заданиями 1 и 2, можно реализовать много вариантов управления объектами, в том числе двухступенчатое регулирование, совместное использование нагревателей и охладителей и др.
П.3. ПИД-закон регулирования обеспечивает значительно более высокую точность поддержания температуры, чем предыдущие. В этом случае регулятор учитывает величину и продолжительность отклонения (разности между заданной и измеренной температурой), а также скорость его изменения. Качество регулирования зависит прежде всего от того, насколько коэффициенты ПИД-закона соответствуют свойствам объекта.
П.4. Параметры ПИД-закона:
Ограничение мощности (А) - максимальный уровень мощности, возможный при работе регулятора; выражается в процентах от мощности, выделяемой при постоянно подключенном нагревателе/охладителе.
Коэффициенты ПИД-закона регулирования: диапазон пропорциональности (b), постоянная времени интегрирования (С) и постоянная времени дифференцирования (0.15С) определяют точность регулирования. Оптимальные значения коэффициентов зависят от конструкции объекта и первичного преобразователя, массы загрузки, рабочей температуры. Чем больше температура, тем меньше должны быть значения b и С при прочих равных условиях. Чем больше загрузка, тем меньше b и больше С. Значения коэффициентов могут быть определены регулятором с помощью режима самонастройки или введены вручную.
Разрешение, С
|
Диапазон и шаг
|
Коэффициент b, С
|
Коэффициент С
|
1
|
2…200; 2
|
1…200 (16…3200сек.); 1 (16сек.)
|
0,1
|
0,4…80; 0,4
|
2…200 (32…3200сек.); 2 (32сек.)
|
П
.5. В процессе самонастройки регулятор переходит в двухпозиционный режим и, анализируя колебания температуры, вычисляет значения коэффициентов, которые сохраняет в памяти. Температурная кривая имеет вид, изображенный на рисунке. В точке А коэффициенты определены и далее регулятор осуществляет нагрев или охлаждение до заданной температуры.
П
.6. Полученные значения коэффициентов можно откорректировать:
П
.7. Выходной сигнал ПИД-регулятора широтномодулированный (ШИМ), при котором мощность, выделяемая нагрузкой, пропорциональна Твкл/Тр, где Тр – период регулирования, Твкл – время включения нагрузки. Период регулирования может быть равным С/20, где С – постоянная времени интегрирования, или фиксированным (0.8сек. при разрешении 1ºС или 1,6 сек. при разрешении 0.1ºС), при использовании нагревателей, обладающих небольшой тепловой инерцией.
Таблица установленных настроечных параметров
Параметры (диапазон)
|
Заводская установка
|
Технологический процесс
|
|
|
|
Измерение
|
Тип термопары (0…7)
|
п2
|
|
|
|
Разрешение (1С; 0,1С)
|
1С
|
|
|
|
Коррекция, С (-60…60)
|
, 0
|
|
|
|
Комп. хол. спая (0,1)
|
h. 1
|
|
|
|
Параметры выхода 1
|
Режим (0…7)
|
d. 0
|
|
|
|
Огр. мощности, % (0…100)
|
А. 100
|
|
|
|
Диап. пропор., С (2…200)
|
b. 4
|
|
|
|
Пост. времени (1…200)
|
c. 4
|
|
|
|
Параметры выхода 2
|
Режим (6…13)
|
d. 7
|
|
|
|
Гистерезис, С (0…10)
|
G. 1
|
|
|
|
ООО «Поликон СПб»: 192236 Санкт-Петербург, ул. Софийская, д.17А, офис 343. Тел/факс (812) 680-1727. E-mail: polikonspb@rambler.ru
www.polikonspb.ru
|
