Часть 3
3 Использование модулей усо серии «Элемер el-4000» при проведении лабораторных работ
3.1 Лабораторная работа №1
Принципы обработки измерительной информации с использованием модулей УСО серии “Элемер EL-4000” в системах контроля и управления
3.1.1 Изучение оборудования лабораторного стенда «Элемер el-4000»
Используя инструкции по эксплуатации и технические паспорта модулей УСО серии «Элемер EL-4000» изучить назначение, технические характеристики и условия эксплуатации:
1) модуля УСО “Элемер EL-4001PWR”
2) модуля УСО “Элемер EL-4020RS”
3) модуля УСО “Элемер EL-4024”
4) модуля УСО “Элемер EL-4019”
3.1.2 Изучение основных схем:
а) функциональной схемы автоматизации;
б) электрической принципиальной схемы подключений;
в) структурной схемы.
Описание функциональной схемы
Схема представлена на рисунке 51. Для измерения уровня жидкости в деаэраторе был выбран ультразвуковой датчик ЭХО-АС-01 (позиция 1). Этот датчик предназначен для бесконтактного автоматического дистанционного измерения уровня жидких сред, в том числе взрывоопасных, агрессивных, вязких, неоднородных, выпадающих в осадок, а также сыпучих материалов с диаметром гранул и кусков от 5 до 300 мм, при температуре контролируемой среды от минус 30 до плюс 180 °С.
Принцип действия ультразвукового уровнемера ЭХО-АС-01 основан на локации уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду и отражающимися от границы раздела "газ - измеряемая среда".
Для измерения температуры уходящей воды из деаэратора был выбран термопреобразователь типа ТХК (позиция 2). Диапазон измеряемых температур термопаты ТХК составляет от -50 до +600 ̊С.
Для измерения расхода уходящей воды из деаэратора был выбран датчик Взлет ПР (позиция 3). Этот датчик предназначен для оперативного измерения расхода жидкости в напорных металлических и пластмассовых, в том числе многослойных трубопроводах, в различных условиях эксплуатации, а также во взрывоопасных зонах, с помощью ультразвуковых накладных датчиков без вскрытия трубопровода.
Для измерения давления в деаэраторы был выбран датчик давления Спектр МТ100Р (позиция 4). Датчики давления МТ100Р предназначены для непрерывного пропорционального преобразования давления нейтральных и агрессивных, в том числе коагулирующих, сред (жидкостей и газов) в унифицированный токовый выходной сигнал.
Датчик работает с показывающей и регистрирующей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, в том числе в системах автоматического контроля, регулирования и взрывобезопасных и взрывоопасных производствах.
Рисунок 51-Функциональная схема
Описание электрической принципиальной схемы подключений
Схема представлена на рисунке 52. На схеме отображены восемь модулей УСО “Элемер” EL-4000. Питание всех модулей обеспечивает EL-4001PWR. Питание осуществляется с помощью медных проводов(витой пары UTP 4 pair 18AWG), которые подключаются к контактам “+Vs” и “GND”. +24В подается на контакт “+Vs”, а -24В подается на контакт “GND”. Объединение модулей УСО происходит с помощью протокола RS485. Для обеспечения сети так же используется медный провод(витой пары UTP 4 pair 18AWG). Все модули подключаются последовательно контактами “DATA+” и “DATA-“ по отдельности. Резисторы сопротивлением 100 Ом, установленные на концах интерфейсной линии, предназначены для согласования линии связи. Тумблер SB1 предназначен для подачи переменного напряжения 220В, 50Гц модулю EL-4001PWR, который в свою очередь обеспечивает питание всем остальным модулям УСО.
Выходные аналоговые каналы модуля EL-4024 настроены на диапазон 4-20мА. Тумблеры SB2-SB5 служат для имитирования аварийной ситуации, такой как обрыв кабеля, по которому передается информация. Именно из этих соображений и был выбран диапазон 4-20мА выходного сигнала.
Кнопки с фиксацией нажатого состояния SB6-SB9 позволяют посылать дискретные сигналы на модуль EL-4060. Аналогичную функцию выполняют кнопки с фиксацией состояния SB10-SB17 для модуля EL-4059.
Связь с персональным компьютером обеспечивается по протоколу RS232 при помощи нуль-модемного кабеля.
1 Modbus — коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «клиент-сервер». Широко применяется в промышленности для организации связи между электронными устройствами. Может использовать для передачи данных через последовательные линии связи RS-485, RS-422, RS-232