МПР51 — регулятор температуры и влажности, программируемый по времени

Назначение регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

Программный задатчик МПР51 предназначен для управления многоступенчатыми температурно-влажностными режимами технологических процессов при производстве мясных и колбасных изделий, в хлебопекарной промышленности, в инкубаторах, термо- и климатокамерах, варочных и сушильных шкафах, при сушке древесины и изготовлении железобетонных конструкций. Прибор выпускается в щитовом корпусе типа Щ4.

Варианты исполнения регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

Функциональные возможности регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

• Измерение трех параметров: температуры камеры («сухого» термометра) Тсух, температуры «влажного» термометра Твлаж, температуры продукта Тпрод.
• Вычисление двух дополнительных параметров: разности температур ΔТ = Тсух – Тпрод, влажности Ψ психрометрическим методом (по показаниям «сухого» и «влажного» термометров);
• Два ПИД-регулятора для поддержания любых двух из пяти вышеперечисленных величин с высокой точностью;
• Четыре выходных реле для подключения ТЭНов, охладительных систем, задвижек и других исполнительных устройств;
• Регулирование по заданной пользователем программе;
• Дополнительное реле и 8 транзисторных ключей: для сигнализации об аварии и об окончании выполнения программы, для управления дополнительным оборудованием;
• Автонастройка ПИД-регуляторов;
• Уровни защиты настроек прибора для разных групп специалистов (наладчиков, технологов и прочее);
• Встроенный интерфейс RS-485 по заказу;
• Конфигурирование на ПК с помощью программы-конфигуратора (для подключения к ПК используется специальный кабель).

Стандартные варианты регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

• Измеритель-регулятор температуры и влажности (Тсух, ψ);
• Измеритель-регулятор температуры и разности температур (Тсух, ΔТ);
• Двухканальный измеритель-регулятор температуры с дополнительным каналом сигнализации (Тсух, Твлаж, Тпрод).

Бесплатно: ОРС-сервер, драйвер для работы со SCADA-системой TRACE MODE; библиотеки WIN DLL.

Функциональная схема регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

Рис.1. Схема МПР51

Входы для измерения температур:

Датчики температуры Тсух, Твлаж и Тпрод подключают ко входам 1...3.

Прибор имеет две модификации входов:

• для подключения датчиков ТСМ/ТСП сопротивлением 50 Ом;
• для подключения датчиков ТСМ/ТСП сопротивлением 100 Ом, Pt100.

Использование датчиков положения задвижки:

МПР51 может управлять задвижками с использованием резистивных датчиков положения, которые подключаются ко входам 4 и 5.

Точное регулирование температуры и влажности:

МПР51 имеет в своем составе 2 ПИД-регулятора, которые обеспечивают точное поддержание любых двух из пяти измеренных и вычисленных параметров: Тсух, Твлаж, Тпрод, Ψ и ΔТ.

Выходные устройства для управления исполнительными механизмами и сигнализации

Для регулирования в МПР51 используются 4 двухпозиционных нормально разомкнутых реле 4 А 220 В, которые попарно закреплены за ПИД-регуляторами.

ПИД-регуляторы могут управлять различными исполнительными механизмами:

• двухпозиционным (ТЭНом, охладителем) с использованием одного э/м реле;
• трехпозиционным (задвижкой) с использованием двух э/м реле.

Для управления дополнительным оборудованием либо для сигнализации о ходе технологического цикла можно использовать пятое реле «Авария» или 8 транзисторных ключей с открытым коллектором.

Любое незадействованное реле может использоваться одним из компараторов для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные пределы или для двухпозиционного регулирования.

Регулирование по заданной пользователем программе:

Изменение параметров регулирования осуществляется по заданной пользователем программе, состоящей из последовательности шагов.

На каждом шаге программы могут быть заданы:

• входная величина (из пяти возможных) для каждого ПИД-регулятора;
• уставки поддерживаемых температур и влажности;
• условия перехода к следующему шагу – по времени и (или) по достижении заданного значения температуры (влажности);
• скорость выхода на уставку;
• режимы следования импульсов для транзисторных ключей.

Программы запоминаются в энергонезависимой памяти прибора, а затем используются по выбору пользователя. Количество программ, хранящихся в памяти прибора, зависит от числа шагов в каждой. Количество шагов в программе задается пользователем. Всего прибор может хранить от 60 программ по 7 шагов каждая до 5 программ по 99 шагов каждая.

Диагностика и контроль прохождения технологического процесса

Прибор выдает сигнал «Авария» замыканием контактов пятого реле прибора и свечением светодиода «Авария»:

• при выходе любого из регулируемых параметров за заданные пределы;
• при обрыве или коротком замыкании датчика;
• при диагностировании невозможности продолжения работы;
• по окончании выполнения программы.

В случае временного отключения питания во время выполнения программы дальнейшие действия прибора определяются по заданному пользователем алгоритму.

Программирование и защита настроек:

Значения параметров задаются с помощью кнопок на лицевой панели прибора. Для каждой группы специалистов (наладчиков, технологов и прочее) имеется своя группа параметров, доступ к которой возможен только через пароль.

Существует возможность задания и изменения параметров МПР51 с помощью программы-конфигуратора на ПК. Для этого прибор необходимо подключить к ПК с помощью специального кабеля.

Регистрация данных на ПК:

В приборе предусмотрена возможность регистрации хода технологического процесса на ПК. Для регистрации можно использовать SCADA-систему Owen Process Manager или какую-либо другую программу.

Подключение прибора к ПК осуществляется по интерфейсу RS-485 через адаптер ОВЕН АС4. Для этого прибор должен быть в модификации с интерфейсом RS-485.

Компания ОВЕН бесплатно предоставляет для МПР51:

• драйвер для Trace Mode;
• OPC-сервер для подключения прибора к любой SCADA-системе или другой программе, поддерживающей OPC-технологию;
• библиотеки WIN DLL для быстрого написания драйверов.

Элементы управления регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

Рис.2. Дисплей прибора

Цифровые индикаторы:

• Цифровой индикатор «ЧАСЫ:МИНУТЫ» — В режимах ОСТАНОВ и РАБОТА показывает время от начала программы. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ показывает имя параметра;
• Цифровой индикатор «ПАРАМЕТР» — Показывает значения температуры Тсух, Твлаж, Тпрод и положение задвижек 1 и 2 (КЗР1 и КЗР2). В режиме ПРОГРАММИ РОВАНИЕ выводится значение задаваемого или просматриваемого параметра;
• Цифровой индикатор «ШАГ» — В режимах ОСТАНОВ и РАБОТА показывает номер шага. В режиме ПРОГРАММИ РОВАНИЕ на уровне L1 при задании или просмотре параметров компараторов показывает номер компаратора. По окончании программы показывает слово «Ed» (сокращ. англ. «End»);
• Цифровой индикатор «ВЛАЖНОСТЬ, %» — В режимах ОСТАНОВ и РАБОТА показывает влажность или номер программы в зависимости от установленного значения параметра о03. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на уровнях L2, L3, L4 показывает номер уровня.

Назначение светодиодов:

• Светодиод «АВАРИЯ» — Светится при выходе значения входного параметра за установленные границы, а также после окончания программы;
• Светодиод «СТОП» — Светится в режиме ОСТАНОВ;
• Пять зеленых светодиодов — Указывают входную величину, значение которой выведено на цифровой индикатор «ПАРАМЕТР».

Функции кнопок:

	Кнопка в режимах ОСТАНОВ и РАБОТА предназначена для смены входной величины, отображаемой на индикаторе «ПАРАМЕТР». В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ служит для перехода к следующему параметру при просмотре и для увеличения значения программируемого параметра при его изменении.
	Кнопка предназначена для входа в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ, в различные уровни параметров, а также для записи в память установленного значения программируемого параметра.
	Кнопка в режиме ОСТАНОВ служит для перехода в начало первого шага программы и сброса сигнала «АВАРИЯ». В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ для уменьшения значения программируемого параметра.
	Кнопка переводит прибор из режима ОСТАНОВ в режим РАБОТА и обратно, осуществляет выход без записи из режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

Схемы подключения регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

Рис.3. Схема подключения измерительных датчиков и датчиков положения задвижек

Рис.4. Схема подключения транзисторных ключей и выходных устройств

Примеры применения регулятора температуры и влажности, программируемого по времени МПР51:

Пример 1

Рис.5. Управление температурно-влажностным режимом при термической обработке мясопродуктов в термокамере

Рис.6. Графики температуры и влажности заданного температурно-влажностного режима

При термообработке и копчении мясопродуктов в термокамере требуется не только точное поддержание определенной температуры и влажности на каждой стадии процесса, но и периодическое включение дополнительных устройств, например дымогенератора или вентилятора. Для этого, помимо реле 2 для управления ТЭНом и двух реле (реле 3 и реле 4), обеспечивающих непрерывное поступление пара в камеру, в схеме задействованы транзисторные ключи для управления вспомогательными устройствами.

Пример 2

Рис.7. Управление температурно-влажностным режимом в процессе сушки

Процесс сушки состоит из нескольких последовательных этапов с определенной длительностью, во время которых температура и влажность поддерживаются постоянными.

Для поддержания температуры в сушильном шкафу используется паронагреватель, через который пропускается горячий пар.

Для управления количеством проходящего пара используются реле 1 и реле 2. Два других реле задействованы в управлении подачи пара для поддержания влажности: реле 4 управляет положением клапана, подающего пар, а реле 3 управляет задвижкой выпуска влажного воздуха. Реле 5 используется для сигнализации об аварии и об окончании процесса сушки.

Пример 3

Рис.8. Управление температурно-влажностным режимом варочного шкафа

Технология изготовления некоторых вареных колбас требует соблюдения особого температурного режима, суть которого заключается в необходимости поддержания заданной разности температур ΔТ в камере (Тсух) и внутри продукта. Превышение этой величины может привести к разрыву оболочки батонов и порче продукции.

Для выполнения условия ΔТ

где ΔТ = Тсух – Тпрод;

А – максимально допустимая разность температур,

в МПР51 используется компаратор 1, который в случае превышения ΔТ заданного значения блокирует включение реле 2, подающего пар для нагрева камеры.

Пример блока программы для поддержания компаратором 1 заданной величины ΔТ:

Значение параметра	Комментарии
с01=004	Входная величина компаратора равна Т=Тсух – Тпрод
с02=005	Выходом компаратора 1 является реле 5
с03=20	Значение верхней уставки компаратора 1 равно 20 °С
с04=18	Значение нижней уставки компаратора 1 равно 18 °С
с05=001	Логика работы компаратора 1: – по достижении Т=20 (верхняя уставка) компаратор блокирует включение реле 2 (реле 5 разомкнуто); – по достижении Т=18 (нижняя уставка) компаратор снимает блокировку реле 2 (реле 5 замкнуто)
с06=000	Блокировка срабатывания компаратора до 1 го достижения уставки в начале программы отключена
с07=001	Блокировка срабатывания компаратора до 1 го достижения уставки в начале шага отключена