- Руководство по эксплуатации
- Введение
- Описание и работа ТРМ201
- Введение
- 1 Назначение
- 2 Технические характеристики и условия эксплуатации
- 3 Устройство и принцип действия
- 3.1 Принцип действия
- 3.2 Устройство прибора
- 4 Меры безопасности
- 5 Монтаж прибора на объекте и подготовка к работе
- 5.1 Монтаж прибора
- 5.2 Монтаж внешних связей
- 5.3 Подключение прибора
Руководство по эксплуатации
Введение
Настоящее Руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления обслуживающего персонала с устройством, принципом действия, конструкцией, технической эксплуатацией и обслуживанием измерителя-регулятора одноканального ТРМ201, в дальнейшем по тексту именуемого «прибор» или «ТРМ201».
Подключение, регулировка и техобслуживание прибора должны производиться только квалифицированными специалистами после прочтения настоящего руководства по эксплуатации.
Прибор изготавливается в различных модификациях, зашифрованных в коде полного условного обозначения.
- Н – корпус настенного крепления;
- Н2 – корпус настенного крепления;
- Щ1 – корпус щитового крепления;
- Щ2 – корпус щитового крепления.
Тип встроенного ВУ:
- Р – контакты электромагнитного реле;
- К – оптопара транзисторная n-p-n-типа;
- Т – выход для управления внешним твердотельным реле;
- С – оптопара симисторная;
- С3 – три симисторные оптопары;
- И – ЦАП «параметр – ток»;
- У – ЦАП «параметр – напряжение».
Пример записи обозначения прибора в документации другой продукции, где он может быть применен:
Измеритель-регулятор одноканальный ТРМ201-Щ1.Р ТУ 4217-026-46526536-2011
Источник
Описание и работа ТРМ201
Введение
Конструктивное исполнение:
Н — корпус настенного крепления с размерами 130х105х65 мм и степенью защиты корпуса IP44;
Щ1 — корпус щитового крепления с размерами 96х96х70 мм и степенью защиты со стороны передней панели IP54;
Щ2 — корпус щитового крепления с размерами 96х48х100 мм и степенью защиты со стороны передней панели IP54.
Габаритные чертежи корпусов различных типов приведены в прил. А.
Тип встроенного выходного устройства (ВУ):
Р — реле электромагнитное;
К — транзисторная оптопара структуры n-p-n-типа;
С — симисторная оптопара;
И — цифроаналоговый преобразователь «параметр-ток 4. 20 мА»;
У — цифроаналоговый преобразователь «параметр-напряжение 0. 10 В»
С3 — три симисторных оптопары;
Т — выход для управления внешним твердотельным реле.
1 Назначение
2 Технические характеристики и условия эксплуатации
2.1 Технические характеристики прибора приведены в таблицах 2.1- 2.3.
Таблица 2.1
| Наименование | Значение | |
| Питание | ||
| Напряжение питания | от 90 до 245 В | |
| Потребляемая мощность | 6 ВА | |
| Частота | от 47 до 63 Гц | |
| Входы | ||
| Время опроса входа, не более | 1 с | |
Входное сопротивление прибора при подключении источника унифицированного сигнала:
| 100 Ом ± 0,1 % 100 кОм | |
Предел основной допускаемой приведенной погрешности при измерении:
| 0,25 % 0,5 % 0,5 % | |
| Выходные устройства | ||
| Ключевое выходное устройство: | ||
| — Транзисторная оптопара: | ||
| ток нагрузки, | 200 мА | |
| напряжение | 40 В пост. тока | |
| — Симисторная оптопара 1) | ||
| ток нагрузки 2) | 0,5 А | |
| напряжение | 240 В, 50 Гц | |
| — Электромагнитное реле: | ||
| ток нагрузки | 8А | |
| напряжение | 220 В 50 Гц, cos φ > 0,4 | |
| — Выход для управления внешним твердотельным реле: | ||
| напряжение | от 4 до 6 В | |
| максимальный выходной ток | 100 мА | |
| Аналоговое выходное устройство: | для ЦАП «Параметр — ток» | для ЦАП «Параметр — напряжение» |
| выходной сигнал ЦАП | от 4 до 20 мА пост. тока | от 0 до 10 В пост. тока |
| напряжение питания | от 10 до 30 В пост. тока | от 15 до 32 В пост. тока |
| сопротивление нагрузки | от 0 до 1000 Ом | более 2 кОм |
| предел осн. допустимой приведенной погрешности | 0,5 % | 0,5 % |
| Интерфейс связи | ||
| Тип интерфейса | RS-485 | |
| Тип протокола передачи данных | ОВЕН, Modbus RTU (Slave), Modbus ASCII (Slave) | |
| Скорость передачи данных, кбит/с | 2,4; 4,8; 9,6; 14,4; 19,6; 28,8; 38,4; 57,6; 115,2 | |
| Тип кабеля | Экранированная витая пара | |
Примечания
1) характеристики приведены для оптопары, управляющей мощными тиристорами
2) при работе симисторной оптопары в непрерывном режиме ток нагрузки не должен превышать 50 мА
Таблица 2.2 — Характеристики корпусов
| Наименование | Корпус | ||
| щитовой Щ1 | щитовой Щ2 | настенный Н | |
| Габаритные размеры, мм (без элементов крепления) Степень защиты корпуса | 96х96х70 IP54 1) | 96х48х100 IP54 1) | 105х130х65 IP44 |
Примечание
1) со стороны передней панели.
Таблица 2.3 — Датчики и входные сигналы
| Тип датчика или входной сигнал | Диапазон измерений | Значение единицы младшего разряда |
| 1 | 2 | 3 |
| Термопреобразователи сопротивления (по ГОСТ 6651-94) | ||
| ТСМ (Cu50) W100 = 1,4260 1) | — 50. + 200 °С | 0 1 °С 2) |
| ТСМ (50М) W100 = 1,4280 | — 190. + 200 °С | |
| ТСП (Pt50) W100 = 1,3850 | — 200. + 750 °С | |
| ТСП (50П) W100 =1,3910 | — 200. + 750 °С | |
| ТСМ (Cu100) W100 =1,4260 | — 50. + 200 °С | |
| ТСМ (100М) W100 =1,4280 | — 190. + 200 °С | |
| ТСП (Pt100) W100 =1,3850 | — 200. + 750 °С | |
| ТСП (100П) W100 =1,3910 | — 200. + 750 °С | |
| Нестандартизированные термопреобразователи сопротивления 3) | ||
| ТСМ (53М) W100 =1,4260 (гр.23) | — 50. +200 °С | 0 1 °С 2) |
| ТСП (46П) W100 =1,3910 (гр.21) | — 200. +650 °С | |
| Термопары (по ГОСТ Р 8.585-2001) | ||
| TХК (L) | — 200. + 800°С | 0,1 °С 2) |
| TЖК (J) | — 200. + 1200°С | |
| ТНН (N) | — 200. + 1300°С | |
| TХА (К) | — 200. + 1300°С | |
| ТМК(Т) | — 200. + 400°С | |
| TПП (S) | 0. + 1750°С | |
| ТПП (R) | 0. + 1750°С | |
| ТВР(А-1) | 0. + 2500° С | |
| ТВР(А-2) | 0. + 1800°С | |
| ТВР(А-3) | 0. + 1800°С | |
| ТПР(В) | +200. + 1800°С | |
| Унифицированные сигналы постоянного тока | ||
| 0. 5 мА | 0. 100 % | 0,1 % |
| 0. 20 мА | 0. 100 % | |
| 4. 20 мА | 0. 100 % | |
| Унифицированные сигналы постоянного напряжения | ||
| -50. 50 мВ | 0. 100 % | 0,1 % |
| 0. 1 В | 0. 100 % | |
1) Здесь и далее, W100 – отношение сопротивления датчика при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С
2) При температурах выше1000 °С и в точке минус 200 °С значение единицы младшего разряда равно 1 °С
3) НСХ датчиков ТСП (46П) и ТСМ (53М), ранее известных как гр.21 и гр.23, соответственно, приведены в методике поверки
Примечание. Разрешающая способность прибора определяется значением единицы младшего разряда.
2.2 Прибор предназначен для эксплуатации в следующих условиях:
– Температура окружающей среды от 1 до 50 °С
– Атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа
– Относительная влажность воздуха (при температуре 35 °С) 30…80%
3 Устройство и принцип действия
3.1 Принцип действия
Рисунок 3.1
3.1.4 Обработка входного сигнала
Сигнал, полученный с датчика, преобразуется в цифровое значение измеряемой величины (температуры, давления, расхода и т.д).
3.1.4.1 Масштабирование
Программируемые параметры (приложение Б):
— «нижняя граница диапазона измерения» in.L;
— «верхняя граница диапазона измерения» in.H;
— «положение десятичной точки» dP.
При работе с датчиками, формирующими на выходе унифицированный сигнал тока или напряжения, можно произвольно задавать диапазон измерения. При измерении аналоговых сигналов прибор осуществляет линейное преобразование входной величины в реальную физическую величину в соответствии с заданным диапазоном измерения.
3.1.4.2 Вычисление квадратного корня
Программируемый параметр «Вычислитель квадратного корня» SQR (Sqr). Для активизации вычислителя параметр SQR — установить в позицию «on» (см. приложение Б).
Для работы с датчиками, унифицированный выходной сигнал которых пропорционален квадрату измеряемой величины, используется функция вычисления квадратного корня, включается программным путем.
Значение квадратного корня измеряемой величины, которое подается на индикатор и ЛУ, вычисляется по формуле (3.2):
где Пн — заданное пользователем нижнее значение границы диапазона измерения;
Пв — заданное пользователем верхнее значение границы диапазона измерения
Ix — значение сигнала с датчика в относительных единицах от 0,000 до 1,000.
3.1.4.3 Коррекция измерений
Программируемые параметры (Приложение Б):
— «сдвиг характеристики» SH;
— «наклон характеристики» KU.
3.1.4.3.1 Для устранения начальной погрешности преобразования входного сигнала и погрешности, вносимой соединительными проводами, измеренное прибором значение может быть откорректировано. В ТРМ201 есть два типа коррекции, позволяющих осуществлять сдвиг или наклон характеристики на заданную величину.
3.1.4.3.2 Для компенсации погрешностей ΔR = R0 – R0.тсм, вносимых сопротивлением подводящих проводов Rтсм, к каждому измеренному значению параметра Тизм прибавляется заданное пользователем значение δ. На рисунке 3.2 приведен пример сдвига характеристики для датчика TCM (Cu50).
3.1.4.3.3 Для компенсации погрешностей датчиков при отклонении значения W100 от номинального каждое измеренное значение параметра Тизм умножается на заданный пользователем поправочный коэффициент α. Коэффициент задается в пределах от 0,500 до 2,000. На рисунке 3.3 приведен пример изменения наклона характеристики для датчика TCM (Cu50).
3.1.4.4 Цифровая фильтрация измерений
Программируемые параметры (Приложение Б):
— «полоса цифрового фильтра» Fb;
— «постоянная времени цифрового фильтра» inF.
3.1.4.4.1 Для улучшения эксплуатационных качеств входного сигнала в приборе используется цифровой фильтр, позволяющий уменьшить влияние случайных помех на измерение контролируемой величины.
3.1.4.4.2 Полоса цифрового фильтра позволяет защитить измерительный тракт от единичных помех и задается в единицах измеряемой величины. Если измеренное значение T отличается от предыдущего Ti-1 на величину, большую, чем значение параметра Рв, то прибор присваивает ему значение равное Ti + Рв (рисунок 3.4). Таким образом характеристика сглаживается.
Как видно из рисунка 3.4, малая ширина полосы фильтра приводит к замедлению реакции прибора на быстрое изменение входной величины. Поэтому при низком уровне помех или при работе с быстроменяющимися процессами рекомендуется увеличить значение параметра или отключить действие полосы фильтра, установив в параметре Fb значение 0. При работе в условиях сильных помех для устранения их влияния на работу прибора необходимо уменьшить значение параметра.
3.1.4.4.3 Цифровой фильтр устраняет шумовые составляющие сигнала, осуществляя его экспоненциальное сглаживание. Основной характеристикой экспоненциального фильтра является тф — постоянная времени цифрового фильтра, параметр inF — интервал, в течение которого сигнал достигает 0,63 от значения каждого измерения Ti (рисунок 3.5).
Уменьшение значения тф приводит к более быстрой реакции прибора на скачкообразные измерения температуры, но снижает его помехозащищенность. Увеличение тф повышает инерционность прибора, шумы при этом значительно подавлены.
3.1.5 Логическое устройство
Логическое устройство (ЛУ), может работать в одном из режимов:
— двухпозиционного регулирования — для ключевого ВУ,
— П-регулятора — для аналогового ВУ,
— регистратора — для аналогового ВУ.
3.1.5.1 Приборы с ключевыми выходами
Программируемые параметры (приложение Б):
— «уставка компаратора» SP;
— «значения гистерезиса» для компаратора HYS;
— «тип логики компаратора» CMP;
— «время задержки» включения don и выключения doF;
— «минимальное время удержания выхода ЛУ в замкнутом ton и разомкнутом toF состояниях».
3.1.5.1.1 ЛУ работает в режиме двухпозиционного регулирования, если выходное устройство ключевого типа: электромагнитное реле, транзисторная оптопара, оптосимистор.
При работе в режиме двухпозиционного регулирования ЛУ работает по одному из представленных на рисунке 3.6 типов логики:
— Тип логики 1 (обратное управление) применяется для управления работой нагревателя (например, ТЭНа) или сигнализации о том, что значение текущего измерения Ттек меньше уставки Туст. При этом выходное устройство, подключенное к ЛУ, первоначально включается при значениях Ттек Туст + HYS и вновь включается при Ттек Туст + HYS, вы-ключается при Ттек Туст + HYS.
Рисунок 3.6
Задание уставки (Туст) и гистерезиса (HYS) производится назначением параметров регулирования прибора.
3.1.5.1.2 Для ЛУ, работающего в режиме двухпозиционного регулирования, может быть задано время задержки включения и время задержки выключения (рисунок 3.7).
Рисунок 3.7
3.1.5.1.3 Для ЛУ может быть задано минимальное время удержания выхода в замкнутом и разомкнутом состояниях. ЛУ может удерживать выход в соответствующем состоянии в течение заданного в времени, даже если по логике работы устройства сравнения требуется переключение (рисунок 3.8).
Рисунок 3.8
3.1.5.2 Приборы с аналоговым выходом
Программируемые параметры:
— «режим работы ЦАП» dAC;
— «нижняя граница выходного диапазона регистрации» An.L.
— «верхняя граница выходного диапазона регистрации» An.H.
3.1.5.2.1 В режиме П-регулятора текущее значение Т сравнивается с уставкой Туст и выдает сигнал, пропорциональный отклонению Т от Туст в зоне, определяемой полосой пропорциональности.
В зависимости от объекта, которым мы управляем, задается тип управления (прямое для охлаждения и обратное для нагревания), рисунок 3.9.
Программируемые параметры :
— «полоса пропорциональности» XP;
— «тип управления» CtL.
3.1.5.2.2. При работе в режиме регистратора (dAC = Pu) ЛУ сравнивает входную величину с заданными значениями и выдает на соответствующее выходное устройство аналоговый сигнал в виде тока 4. 20 мА, который можно подавать на самописец или другое регистрирующее устройство. Принцип формирования тока регистрации показан на рисунке 3.10.
3.1.5.3 Дистанционное управление регулятором
ТРМ201 имеет функцию управления двухпозиционным или П-регулятором с компьютера через интерфейс RS-485. В этом случае пользователь имеет возможность самостоятельно задавать требуемый выходной сигнал регулятора.
Для прибора с ключевыми выходами управление двухпозиционным регулятором осуществляется с учетом существующих временных задержек (см. п. 3.1.5.1.2, п. 3.1.5.1.3).
3.1.6 Выходное устройство
Выходное устройство (ВУ) предназначено для передачи управляющего сигнала на исполнительные механизмы, либо для передачи данных на регистрирующее устройство.
3.1.6.1 Ключевое ВУ — электромагнитное реле, транзисторная оптопара, оптосимистор — используется для управления (включения/выключения) нагрузкой либо непосредственно, либо через более мощные управляющие элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы.
3.1.6.2 ВУ аналогового типа в приборе ТРМ201 — это 10-разрядный цифроаналоговый преобразователь, который формирует токовую петлю 4. 20 мА на активной нагрузке 0. 1000 Ом и, как правило, используется для управления электронными регуляторами мощности и регистрирующими устройствами.
3.1.6.3 Особенности подключения и использования выходных устройств см. в п. 5.3.2.
3.1.7 Интерфейс связи RS-485
Интерфейс связи предназначен для включения прибора в сеть, организованную по стандарту RS-485. Использование прибора в сети RS-485 позволяет осуществлять следующие функции:
1) Сбор данных об измеряемых величинах и протекании процессов регулирования в системе SCADA.
2) Установка параметров прибора с помощью программы «Конфигуратор ТРМ2хх».
3) Дистанционное управление процессом регулирования с помощью программы «Конфигуратор ТРМ2хх», работающей в среде Windows.
RS-485 является широко распространенным в промышленности стандартом интерфейса, обеспечивает создание сетей с количеством узлов (точек) до 256 и передачу данных на расстояние до 1200 м. При использовании повторителей количество подключенных узлов и расстояние передачи может быть увеличено. Для соединения приборов применяется экранированная витая пара проводов, к которым предъявляются следующие требования: сечение не менее 0,2 мм2 и погонная емкость не более 60 пФ/м.
Рисунок 3.11
Все приборы в сети соединяются в последовательную шину (рисунок 3.11). Для качественной работы приемопередатчиков и предотвращения влияния помех линия связи должна иметь на концах согласующий резистор сопротивлением Rсогл = 120 Ом, подключаемый непосредственно к клеммам прибора (см. рисунок 3.11).
Подключение прибора к персональному компьютеру осуществляется через адаптер интерфейса RS-485-M-RS-232, в качестве которого может быть использован адаптер ОВЕН АС3, АС3-М или АС4.
Примечания
1) Адаптер интерфейса ОВЕН имеет согласующий резистор сопротивлением Rсогл = 120 Ом внутри.
2) C описанием протокола обмена, списком параметров, программой пользователь может ознакомиться на сайте www.owen.ru. Обмен может осуществляться с одной из скоростей стандартного ряда: 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 115200 бит/с.
3.2 Устройство прибора
Рисунок 3.12
3.2.2.2 На лицевой панели расположены следующие элементы управления и индикации.
Верхний цифровой индикатор красного цвета отображает:
– текущее значение измеряемой величины,
– при программировании – название параметра,
– в МЕНЮ – надпись nEnU.
Нижний цифровой индикатор зеленого цвета отображает
– значение уставки,
– при программировании – значение параметра,
– в МЕНЮ – название группы параметров.
Свечение светодиодов означает:
– RS — засвечивается на 1 с в момент передачи данных компьютеру;
– К — включено выходное устройство.
3.2.2.3 Кнопки, находящиеся на передней панели прибора, имеют следующее назначение:
– «∧» — для увеличения значения программируемого параметра;
– «∨» — для уменьшения значения программируемого параметра;
— [ПРОГ] — для входа в меню программирования или для перехода к следующему параметру.
Для входа в специальные режимы работы прибора используются комбинации кнопок:
[ПРОГ] + «∧» + «∨» — для перехода к установке кодов доступа, на индикаторе получаем изображение: PASS 0
[ПРОГ] + «∨» — для отображения и редактирования дробной части значения программируемого параметра;
[ПРОГ] + «∧» — для возврата в режим отображения и редактирования целой части значения программируемого параметра.
4 Меры безопасности
5 Монтаж прибора на объекте и подготовка к работе
5.1 Монтаж прибора
Рисунок 5.1 Монтаж прибора настенного исполнения
Установка приборов щитового крепления:
1) Вставить прибор в специально подготовленное отверстие на лицевой панели щита (см. Приложение А и рисунок 5.2, а).
2) Вставить фиксаторы из комплекта поставки в отверстия на боковых стенках прибора (рисунок 5.2, б).
3) С усилием завернуть винты М4 х 35 в отверстиях каждого фиксатора так, чтобы прибор был плотно прижат к лицевой панели щита.
Рисунок 5.2 Монтаж прибора щитового исполнения
5.2 Монтаж внешних связей
5.3 Подключение прибора
5.3.1 Общие указания
5.3.1.1 Подключение прибора к сети питания и исполнительным устройствам управления производится по схемам, приведенным в прил. В, соблюдая изложенную ниже последовательность действий:
1) произвести подключение прибора к исполнительным механизмам и внешним устройствам, а также к источнику питания;
2) подключить линии связи «прибор — датчики» к первичным преобразователям;
3) подключить линии связи «прибор — датчики» к входам прибора.
5.3.1.2 Схемы подключения датчиков и исполнительных устройств к приборам различных модификаций приведены в приложении В. Параметры линии соединения прибора с датчиком приведены в таблице 5.1.
Внимание!
1) Клеммные соединители прибора, предназначенные для подключения сети питания и внешнего силового оборудования, рассчитаны на максимальное напряжение 250 В. Во избежание электрического пробоя или перекрытия изоляции подключение к контактам прибора источников напряжения выше указанного запрещается. Например, при работе в составе трехфазной сети 380/220 В недопустимо подключение к соответствующим контактам из группы 1. 8 разных фаз напряжения питания.
2) Для защиты входных цепей прибора от возможного пробоя зарядами статического электричества накопленного на линиях связи «прибор — датчик» перед подключением к клеммнику прибора их жилы следует на 1.2 с соединить с винтом заземления щита.
Таблица 5.1
| Тип датчика | Длина линии, м, не более | Сопротивление линии, Ом, не более | Исполнение линии |
| Термопреобразователь сопротивления | 100 | 15,0 | Трехпроводная, провода равной длины и сечения |
| Термопара | 20 | 100 | Термоэлектродный кабель (компенсационный) |
| Унифицированный сигнал постоянного тока | 100 | 100 | Двухпроводная |
| Унифицированный сигнал постоянного напряжения | 100 | 5,0 | Двухпроводная |
5.3.2 Подключение внешних устройств управления
Цепи Выходных элементов, как ключевых, так и аналоговых, имеют гальваническую изоляцию от схемы прибора. Исключение составляет выход «Т» для управления внешним твердотельным реле. В этом случае гальваническую изоляцию обеспечивает само твердотельное реле.
5.3.2.1 Подключение нагрузки к ВУ типа «транзисторная оптопара» («К»)
Транзисторная оптопара применяется, как правило, для управления низковольтным электромагнитным или твердотельным реле (до 50 В пост. тока).
На рисунке 5.3 приведена схема подключения для ВУ1. Во избежание выхода из строя транзистора из-за большого тока самоиндукции, параллельно обмотке реле следует установить диод VD1, рассчитанный на ток 1 А и напряжение 100 В.
5.3.2.2 Подключение нагрузки к ВУ типа»симисторная оптопара» («С»)
Оптосимистор включается в цепь управления мощного симистора через ограничивающий резистор R1 (для ВУ1 см. рисунок 5.4). Значение сопротивления резистора определяет величина тока управления симистора.
Оптосимистор может также управлять парой встречно-параллельно включенных тиристоров VS1 и VS2 (для ВУ1 см. рисунок 5.5). Для предотвращения пробоя тиристоров из-за высоковольтных скачков напряжения в сети к их выводам рекомендуется подключать фильтрующую RC цепочку (R2C1).
Рисунок 5.5
5.3.2.3 Подключение нагрузки к ВУ типа «ЦАП от 4 до 20 мА» («И»)
Для работы ЦАП 4. 20 мА используется внешний источник питания постоянного тока (для ВУ1 см. рисунок 5.6), номинальное значение напряжения которого Uп рассчитывается следующим образом:
Источник