Микропроцессорный программируемый контроллер МикРА К12

Универсальный микропроцессорный программируемый контроллер с двумя каналами регулирования температуры МикРА К12, (далее контроллер) предназначен для применения в системах управления промышленным оборудованием.

Использование контроллера происходит в сфере:

• Управление отдельными исполнительными механизмами;
• Управление полуавтоматическими и автоматическими установками по упаковке и производству продуктов и изделий;
• Управление различными станками;

Устройство и принцип работы контроллера

• Контроллер К12 предназначен для утапливаемого монтажа на вертикальных щитах и панелях.
• Конструктивно состоит из корпуса, лицевой панели и печатных плат, на которых установлены все радиоэлементы и клеммные соединители для подключения внешних цепей.

Принцип работы

Функционально контроллер состоит из:

1. блока дискретных входов
2. блока аналоговых входов
3. блока выходных элементов
4. дисплея
5. клавиатуры
6. микроконтроллера
7. источника питания

Блок индикации и клавиатуры предназначен для отображения текущего состояния входов и выходов, параметров каналов регулирования температуры, а также программирования контроллера без использования внешних устройств.

Микроконтроллер реализует программу управления выходами по сигналам дискретных и аналоговых входов. В памяти контроллера может быть сохранено до 16 различных программ работы оборудования с возможностью оперативного выбора одной из них.

Источник питания обеспечивает все узлы контроллера необходимыми для их работы напряжениями независимо от изменения напряжения сети.

Блок дискретных входов имеет гальваническую развязку между внешними и внутренними цепями. Внешние датчики подключаются к одному общему для всех входов отрицательному контакту и к одному из 12 положительных.

Входные сигналы

На входы контроллера могут подаваться сигналы от 12 дискретных датчиков и 2 датчиков температуры. Сигналом логического ноля на дискретном входе является постоянное напряжение в диапазоне от 0 до +2В относительно общего провода. Сигналом логической единицы на дискретном входе является постоянное напряжение в диапазоне от +12В до +30В относительно общего провода.

В качестве датчиков температуры могут применяться термоэлектрические преобразователи (ТП) типа ТХК(L), ТХА(К) или ТЖК(J). Тип датчиков устанавливается программно одинаковым для обоих входов. Сигналы с датчиков температуры используются двумя встроенными регуляторами температуры (входы “АН1” и “АН2”), управляющие сигналы с которых (ШИМ) могут быть выведены на любой из выходов контроллера.

Выходные цепи

Каждый из 12 выходов контроллера имеет по два таймера – задержки включения и задержки выключения. Время задержки может быть задано непосредственно в программе или связано с одной из переменных :

1. “ПЕР.1”
2. “ПЕР.2”
3. “ПЕР.3”
4. “ПЕР.4”

Их можно оперативно менять в процессе работы, не включая режим программирования. Кроме того, каждый выход имеет по два счетчика – счетчик сигналов включения и счетчик сигналов выключения.

Выход только тогда изменит свое состояние, если на него поступит необходимое количество сигналов включения (выключения). Значение каждого счетчика может быть задано непосредственно в программе или связано с переменной “СЧЕТ”, которую можно оперативно менять в процессе работы, не включая режим программирования.

При включении питания контроллера, а также при выборе новой программы из памяти выходы устанавливаются в заранее заданные начальные состояния. Особым режимом работы выхода является режим формирования импульса. В этом режиме выход включается по сигналам входов с учетом задержки включения и счетчика сигналов включения, а выключается сам через время равное задержке выключения. Повторное включение возможно только после окончания предыдущего цикла формирования импульса.

Все выходы функционально и электрически равноценны. Исключение составляют только последние 4 выхода (выходы “9”, “A”, “B” и “C”), которые кроме основных функций могут выполнять еще и функцию блокирования входа. Данная функция реализована аппаратно для совместимости с контроллером МикРА К11 и может быть отменена с помощью перемычек на плате внутри контроллера.

Внутренние логические элементы

В контроллере программно реализованы четыре независимых многовходовых логических элемента “И” (далее – сумматоры). Каждый из сумматоров может быть связан по входу с любым из входов, выходов контроллера или выходом любого другого сумматора. На выходе сумматора будет логическая единица только тогда, когда на всех связанных с ним элементах будет логическая единица. Таким образом, можно организовать четыре элемента “И” с количеством входов от 1 до 28 в каждом.

Параметры управляющих сигналов

В качестве входных управляющих сигналов могут использоваться сигналы дискретных входов, выходы сумматоров, внутренние логические состояния выходов или сигналы ШИМ (широтно-импульсной модуляции) каналов регулирования температуры.

При управлении выходом активным событием является изменение управляющего сигнала с ноля на единицу или с единицы на ноль. Если управляющий сигнал не изменяется, то его значение не может влиять на состояние связанных с ним выходов. Таким образом, состояние какого-либо выхода будет определяться тем управляющим сигналом, на котором было последнее изменение состояния. По умолчанию, изменение управляющего сигнала из состояния логического ноля в состояние логической единицы является включающим для выходов, которые связаны с данным сигналом. В свою очередь переход из состояния логической единицы в состояние логического ноля выключает соответствующие выходы.

Каждый из дискретных входов может быть проинвертирован для того, чтобы появление напряжения на нем выключало, а снятие включало соответствующие выходы. Кроме того, одна из функций входа (включение или выключение) может быть заблокирована. Если выход связан с управляющим сигналом через инвертор (инверсная связь), то значения включающих и выключающих событий меняются на противоположные.

В процессе работы контроллер опрашивает управляющие сигналы в следующем порядке – сначала дискретные входы с “in 1” по “in C”, затем выходы сумматоров “СУ 1”, “СУ 2”, “СУ 3”, “СУ 4”, далее состояния выходов с “ou 1” по “ou C” и последними - выходы каналов регулирования температуры. Особым режимом работы дискретных входов является использование любого из них в качестве блокирующего для тех управляющих сигналов, которые опрашиваются после него (кроме сигналов ШИМ с регуляторов температуры).

Например, установка логической единицы (или ноля при инвертировании входа) на входе “in 3” блокирует обработку управляющих сигналов с дискретных входов “in 4” … “in С”, выходов сумматоров “СУ 1” … “СУ 4”, а также с выходов “ou 1” … “ou C”, в то же время сигналы с входов “in 1”, “in 2”, “АН1”, “АН2”, будут продолжать работать. Для входов сумматоров играет роль только статическое состояние управляющего сигнала, блокирование включающего или выключающего события не влияет на работу входных цепей сумматоров.

Реализация связей между входными управляющими сигналами и выходами

Любой из дискретных входов контроллера, выход сумматора или сигнал с выхода (внутреннее состояние) может быть связан программно с любым (одним или несколькими) выходами или входами сумматоров. При связывании дискретных входов контроллера или выходов сумматоров выходами контроллера связь может быть прямой, инверсной (через элемент “НЕ”) или переключающей (состояние выхода меняет свое состояние на противоположное при поступлении любого активного события). Вход сумматора можно связать с другими элементами только прямой связью или инверсной. Аналоговые входы (“АН1” и “АН2”) можно связать только с выходом (одним или несколькими) и только прямой связью.

Технические характеристики

1. Количество дискретных входов 12
2. Напряжение логического нуля на дискретном входе, В -0,5 … +2
3. Напряжение логической единицы на дискретном входе, В +12 … +30
4. Входной ток дискретного входа не более, mA 10
5. Количество внутренних многовходовых сумматоров 4
6. Количество входов каждого сумматора от 1 до 28
7. Количество переменных для оперативного изменения задержек 4
8. Диапазон задержек включения и выключения нагрузки, с 0,00 … 9,99; 10,0 … 99,9
9. Диапазон задания количества импульсов включения/выключения в программе 1 … 99
10. Диапазон задания переменной “СЧЕТ” 1 … 250
11. Количество выходов для подключения нагрузки 12
12. Напряжение, коммутируемое выходами, В переменное (50-60 Гц) 20 … 250
13. Включение нагрузки в момент перехода фазного напряжения через ноль
14. Максимальный ток выхода управления, А 0,5
15. Количество аналоговых каналов регулирования температуры 2
16. Диапазон регулируемых температур, °С ТХК (L): -50 … 550
17. ТХА (K): -50 … 999
18. ТЖК (J): -50 … 800
19. Дискретность задания температуры, °С 1.0
20. Закон регулирования ПИД
21. Настройки параметров ПИД-закона автоматическая независимо в обоих каналах
22. Точность поддержания температуры, °С ± 2
23. Выходной сигнал каналов регулирования температуры ШИМ
24. Дискретность задания мощности в нагрузке, % 0.5
25. Температура окружающей среды,°С 5 - 50
26. Напряжение питания 120-250 В, 50-60 Гц
27. Габаритные размеры контроллера, мм. 96 x 96 x 120
28. Масса контроллера не более, грамм 480

Рис.1 Вырез в щите для крепления контроллера