Каталог продукции
Примеры решений задач АСУТП
Записная книжка инженера
Методичка
Прайс-лист и заказ
Вернуться   Форум специалистов КИПиА и АСУ ТП > Методичка, статьи > Статьи

Ответ
 
Опции темы Поиск в этой теме Опции просмотра
Старый 12.10.2009, 15:54   #1
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию Статьи по нормирующим преобразователям в АСУТП

Здесь я сделаю подборку статей по преобразователям.

Роль и место преобразователя в структуре современной системы автоматизации технологических процессов
см. отрывок из статьи:
Современные распределенные и многофункциональные системы контроля и управления при всем их многообразии, условно принято разбивать на уровни, где доминирующим критерием выделения определенного уровня является его функциональность.

К настоящему времени выработана четырёхуровневая структура, которой придерживаются практически все производители систем автоматизации технологических процессов. Пример такой иерархической структуры представлен на рисунке (см. ниже).

4. Расчет и анализ финансово-экономических показателей, сервис, администрирование
3. Оперативный технологический контроль и управление
2. Управление. Контроллеры, в том числе Программируемые логические
1. Технологический процесс. Объект автоматизации. Датчики и исполнительные устройства

Традиционно, такую структуру представляют в виде пирамиды, подчеркивая то обстоятельство, что базисом любой автоматизации является технологический процесс с его многообразием параметров. Собственно измерение технологических параметров и управление ими в соответствии с требованиями технологических регламентов является основной задачей автоматизации.

На первом уровне находятся все первичные датчики и органы управления, необходимые для измерения и для изменения параметров. Состав датчиков и органов управления, их характеристики определяются прежде всего требованиями технологического процесса, поэтому для разных технологических процессов они различны.

На втором уровне выполняются следующие функции:

Измерение и получение данных о параметрах и состояниях процесса и оборудования
Анализ данных
Управление процессом (локальное или координированное или взаимосвязанное), доведение управляющих воздействий до исполнительных устройств
Представление информации о процессе и об оборудовании, включая сигнализацию, в том числе и аварийную, накопление и сохранение информации
Обмен информацией со смежными системами и верхним уровнем

На втором уровне находятся различные контрольно-измерительные приборы, регуляторы, программируемые контроллеры. Несмотря на разнообразие технологических процессов, технические средства на втором уровне в значительной степени унифицированы.

Таким образом, между первым и вторым уровнями происходит интенсивный обмен данными: измеренные данные о параметрах и состояниях процесса и оборудования передаются в одном направлении и сигналы управления — в обратном.

Обобщенно перечисленные выше функции обеспечивают СБОР и ПЕРЕДАЧУ ДАННЫХ о параметрах и состояниях процесса и технологических переменных.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ...


А также:

Термопреобразователи сопротивления
см. статью:
Измерение температуры с помощью термопреобразователей сопротивления (ТС) основано на температурной зависимости электрического сопротивления металлов, из которого сделан чувствительный элемент ТС. Чувствительный элемент (ЧЭ) обычно изготавливается из меди или платины и конструктивно выполняется в виде проволочной катушки или пленочного покрытия.

Чувствительный элемент характеризуется типом Номинальной Статической Характеристики (НСХ) – зависимости сопротивления от температуры. Эта зависимость нелинейная. Для основных типов НСХ зависимости представлены в виде таблиц в ГОСТ 6651-94. Кратко тип НСХ однозначно определяется двумя параметрами: R0 – сопротивлением ЧЭ при 0°С и W100 – отношением сопротивления ЧЭ при 100 °С к его сопротивлению при 0 °С. Основные типы НСХ и соответствующие им параметры R0 и W100 представлены в таблице. Это наиболее часто применяемые в промышленности типы ЧЭ.
см. таблицу
Современные микропроцессорные приборы, выпускаемые НПФ КонтрАвт, обеспечивают линеаризацию НСХ. Перед эксплуатацией при настройке прибора пользователь должен программно установить тип НСХ применяемого датчика.


Нормирующие преобразователи
см. статью:
Подключение датчиков непосредственно ко вторичному измерительному прибору в случае их большой удаленности сталкивается с определенными трудностями, которые связаны с сильным воздействием электромагнитных помех на слабые измеренные сигналы, а также паразитным влиянием соединительных проводов (емкость, сопротивление).
В настоящее время общая тенденция построения датчиков заключается в том, что в измерительный тракт вслед за датчиком включают электронные устройства – нормирующие преобразователи, которые позволяют:
* реализовать метод измерения электрического параметра;
* усилить слабые сигналы;
* произвести (при необходимости) линеаризацию нелинейных характеристик первичного преобразователя;
* произвести термокомпенсацию, если первичный преобразователь подвержен сильному влиянию температуры, как, например, в случае с термопарами и емкостными датчиками влажности;
* снизить влияние электромагнитных помех.
Конструктивно нормирующие преобразователи размещают либо непосредственно в корпусе датчика (см. раздел «Нормирующие преобразователи для термодатчиков»), либо выполняют в виде независимых модулей, которые крепятся на DIN-рельсы или специальные панели рядом с датчиками.


Нормирующие преобразователи для термодатчиков
см. статью:
Несмотря на то, что первичные термопреобразователи часто подключают непосредственно к вторичным приборам, в ряде случаев оказывается целесообразным применение нормирующих преобразователей. Очень удобным является конструктивное исполнение, позволяющее размещать нормирующий преобразователь в головке термопреобразователя.

В таком конструктивном исполнении НПФ КонтрАвт выпускает два типа нормирующих преобразователей:

* преобразователи сопротивление-ток ПСТ, предназначенные для работы с термопреобразователями сопротивления ТСМ и ТСП;
* преобразователи напряжение-ток ПНТ, предназначенные для работы с термопарами типа ХА(K), ХК (L), НН (N).
Оба типа преобразователей
* реализуют метод измерения электрического параметра и усиление слабого сигнала;
* осуществляют линеаризацию нелинейных характеристик термодатчика;
* нормируют сигнал и приводят его к унифицированному виду;
дополнительно преобразователь ПНТ обеспечивает термокомпенсацию влияния «холодного» спая термопары.
Применение нормирующих преобразователей позволяет:
* снизить влияние электромагнитных помех;
* снизить требования к соединительным проводам и сократить расходы на них;
Подключение нормирующих преобразователей ко вторичному измерительному прибору производится по двухпроводной схеме.
При этом сопротивление соединительных проводов не оказывает влияния на результат измерения. При напряжении питания 24 В допускается использовать соединительные провода с сопротивлением от 0 до 300 Ом без увеличения погрешности измерения. Напряжение питания может изменяться в диапазоне от 18В до 36В.
Изображения
Тип файла: jpg tr.JPG (19.2 Кб, 0 просмотров)
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта

Последний раз редактировалось MatilDA!; 20.10.2009 в 13:56.
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.10.2009, 13:58   #2
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию Статья по теме : "Унифицированные сигналы"

Унифицированные сигналы
см. статью:
Нормирующие преобразователи решают еще одну очень важную задачу.

Как было сказано выше, в промышленности применяется огромное разнообразие первичных преобразователей физико-химических величин, каждый из которых имеет свой выходной электрический сигнал. Чтобы избежать такого же разнообразия вторичных измерительных и регулирующих приборов, датчики оснащаются нормирующими преобразователями, которые преобразуют различные сигналы первичных преобразователей (термопар, термопреобразователей сопротивления, влажности, давления, веса, рН и проч.) в унифицированные сигналы постоянного тока или напряжения. Происходит нормирование и стандартизация сигналов связи.

На функциональной схеме мы видим, как один многоканальный вторичный измерительный прибор, рассчитанный на один тип унифицированного сигнала, работает с датчиками различных физико-химических параметров.


Если говорить более широко, унифицированные сигналы применяются для связи не только датчиков, но и других устройств промышленной автоматики: регистраторов, регуляторов, контроллеров, исполнительных механизмов и проч. Применение унифицированных сигналов регламентировано ГОСТ 26.011-80. Стандарт устанавливает допустимые диапазоны унифицированных сигналов, а также вводит ограничения на величину сопротивления источников и приемников этих сигналов.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ...
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 26.11.2013, 11:55   #3
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию Нормирующие преобразователи сигналов

Статья, вышедшая в ИСУП 2010, но по-прежнему актуальна Нормирующие преобразователи сигналов
В статье рассматриваются задачи, которые призваны решать нормирующие преобразователи аналоговых сигналов в системах сбора и передачи данных, основные требования к ним, а также рекомендации по их использованию

Роль и место нормирующих преобразователей в современных контрольно- измерительных и управляющих системах:
В структуре как локальных, так и распределенных систем измерения, контроля и управления при всем их многообразии всегда присутствуют два обязательных базисных уровня:

Уровень 1: Технологический процесс. Объект автоматизации. Датчики и исполни-тельные устройства.
Уровень 2: Управление. Контроллеры. Регуляторы. Измерители.
Наличие и состав других уровней в значительной степени зависит от масштаба и назначения систем. В рамках данной статьи эти уровни не рассматриваются.

Итак, базисом любой автоматизации является технологический процесс с его многообразием параметров. Собственно измерение технологических параметров и управление ими в соответствии с требованиями технологических регламентов является основной задачей автоматизации.

На первом уровне находятся все первичные датчики и органы управления, необходимые для измерения и для изменения параметров. Состав датчиков и органов управления, их характеристики определяются, прежде всего, требованиями технологического процесса, поэтому для разных технологических процессов они неодинаковы.

На втором уровне находятся различные контрольно-измерительные при-боры, регуляторы, программируемые контроллеры. Несмотря на разнообразие технологических процессов, технические средства на втором уровне в значительной степени унифицированы.

Таким образом, между первым и вторым уровнями происходит интенсивный обмен данными: измеренные данные о параметрах и состояниях процесса и оборудования передаются в одном направлении и сигналы управления — в обратном. Обобщенно это именуется СБОРОМ и ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ о параметрах и состояниях процесса и технологических переменных.

Самый простой подход к СБОРУ И ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ заключается в том, чтобы передавать сигналы непосредственно с датчиков на первом уровне к вторичным измерительным и управляющим приборам на втором уровне. Но такой подход часто оказывается не самым лучшим по целому ряду причин. Сформулируем обстоятельства, которые препятствуют применению такого подхода.

Во-первых, как правило, большинство датчиков и исполнительных механизмов, расположенных на технологической установке, удалены на значительные расстояния от вторичных средств контроля и управления. Именно удаленность датчиков от вторичных приборов порождает ряд негативных факторов:
  • в промышленных условиях длинные кабельные линии, как антенны, собирают «весь электромагнитный мусор», в результате электромагнитные помехи искажают слабый передаваемый сигнал;
  • сами длинные кабельные линии вносят искажение в схему измерения первичным датчиком и в передаваемый сигнал, поскольку представляют собой дополнительные неконтролируемые распределенные сопротивления, емкости и индуктивности;
  • удаленные датчики находятся под разными потенциалами даже в том случае, когда считаются заземленными, поэтому объединение сигналов от таких разнопотенциальных датчиков в одной измерительной системе имеет, как правило, негативные последствия;
  • стоимость длинных кабельных линий может составлять значительную долю стоимости всей системы.

Во-вторых, разнообразие типов сигналов от первичных датчиков вступает в противоречие с принципом унификации сигналов на втором уровне средств измерения, контроля и управления. Унификация позволяет использовать более дешевые многоканальные системы измерения (многоканальные АЦП, которые, как правило, имеют только групповую гальваническую изоляцию), а также исключить дополнительную обработку сигналов, которая требуется при работе непосредственно с первичными датчиками. Таким образом, унификация сигналов равнозначна простоте, дешевизне и эффективности решений на втором уровне.

Наконец, в-третьих, несмотря на общее стремление к унификации сигналов на втором уровне, парк контрольно-измерительных и управляющих средств, а также исполнительных устройств использует хоть и унифицированные, но разные сигналы. Например, регулятор имеет токовый выход 4..20 мА, а исполнительное устройство управляется сигналом 0…10 В. Или датчик уровня имеет выходной сигнал 0…5 В, а контроль воспринимает только 4…20 мА. Особенно ярко такое разнообразие унифицированных сигналов проявляется при использовании устаревшего оборудования и оборудования от различных производителей.

Поэтому часто более предпочтительным решением является введение между первичным датчиком и вторичным прибором так называемого нормирующего преобразователя сигнала в унифицированные сигналы.

Если говорить более широко, унифицированные сигналы применяются не только для связи с первичными датчиками, но и для связи между собой других устройств промышленной автоматики: регистраторов, регуляторов, контроллеров и исполнительных устройств. Применение унифицированных сигналов регламентировано ГОСТ 26.011-80.

Стандарт устанавливает допустимые диапазоны унифицированных сигналов, а также вводит ограничения на величину сопротивлений источников и приемников этих сигналов. И хотя в ряду унифицированных сигналов есть сигналы напряжения 0…1, 0…10В и сигналы тока 0…5, 0…20, 4…20 мА, самым распространенным сигналом в современных системах является ток 4…20 мА.

Широкое распространение токового унифицированного сигнала 4…20 мА объясняется следующими причинами:
  • на передачу токовых сигналов не оказывает влияние сопротивление соедини-тельных проводов, поэтому требования к диаметру и длине соединительных проводов (а значит, и к стоимости) снижаются;
  • токовый сигнал работает на низкоомную (по сравнению с сопротивлением источника сигнала) нагрузку, поэтому наведенные электромагнитные помехи в токовых цепях малы по сравнению с аналогичными цепями, в которых используются сигналы напряжения
  • обрыв линии передачи токового сигнала 4…20 мА однозначно и легко определяется измерительными системами по нулевому уровню тока в цепи (в нормальных условиях он должен быть не меньше 4 мА);
  • токовый сигнал 4…20 мА позволяет не только передавать полезный информационный сигнал, но и обеспечивать электропитание самого нормирующего преобразователя – минимально допустимого уровня 4 мА достаточно для питания современных электронных устройств.
Итак, занимая промежуточное положение между указанными ранее двумя базисными уровнями в структуре системы, нормирующие преобразователи сигналов:
  • реализуют метод измерения электрического параметра с первичного датчика;
  •  усиливают слабые сигналы первичных датчиков;
  •  линеаризуют при необходимости нелинейные характеристики первичных датчиков;
  •  осуществляют термокомпенсацию, если первичный датчик подвержен сильному влиянию температуры, как, например, в случае с термопарами (компенсация влияния «холодных» спаев ) и емкостными датчиками влажности;
  •  осуществляют преобразование в унифицированный токовый сигнал 4-20 мА (или в иные унифицированные сигналы);
  •  ослабляют влияние электромагнитных помех;
  •  ослабляют погрешности, связанные с влиянием сопротивления соединительных линий и с влиянием нестабильности источника питания датчика;
  •  позволяют экономить финансовые ресурсы за счет снижения стоимости соединительных линий, а также за счет применения более дешевых многоканальных измерительных систем на втором уровне;
  •  позволяют унифицировать сигналы, используемые для передачи данных и обрабатываемые вторичными средствами измерения.

Представленный перечень задач нельзя считать полным. Приведем еще две задачи, которые не связаны с применением первичных датчиков, но также предполагают использование нормирующих преобразователей.

Несмотря на общее стремление к унификации сигналов на втором уровне, контрольно-измерительные и управляющие средства, а также исполнительные устройства могут использовать хоть и унифицированные, но разные сигналы.

Например, регулятор имеет токовый выход 4..20 мА, а исполнительное устройство управляется сигналом 0…10 В. Или датчик уровня имеет выходной сигнал 0…5 мА, а регулятор воспринимает только 4…20 мА. Особенно ярко такое разнообразие унифицированных сигналов проявляется при использовании устаревшего оборудования. Таким образом, нормирующие преобразователи призваны еще преобразовывать одни унифицированные сигналы в другие.

До сих пор мы говорили о датчиках со слабыми сигналами. Но есть задачи, когда нужно измерять, напротив, большие сигналы, например, сетевое напряжение или ток нагрузки в силовых цепях. Здесь также применяются нормирующие преобразователи.

Приведенные соображения делают применение нормирующих преобразователей сигналов весьма привлекательным.
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 26.11.2013, 12:04   #4
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию продолжение стати "Основные характеристики нормирующих преобразователей"

Перечислим характеристики и параметры, по которым следует оценивать и сравнивать между собой нормирующие преобразователи.
  • основная погрешность преобразования
  • Погрешность на уровне 0,1% является для современных нормирующих измерительных преобразователей стандартом де факто, хотя на рынке широко представлены преобразователи (особенно отечественного производства) с погрешностями 0,25 и 0,5%.
  • стабильность метрологических характеристик при изменении температуры эксплуатации, сопротивлений нагрузки, которая характеризуется соответствующими дополнительными погрешностями
  • типы и диапазоны входных и выходных сигналов
Эти свойства диктуются прежде всего областью применения (назначением) преобразователя, сами же типы и диапазоны преобразования обычно стандартизированы.
  • подавление помех с частотой 50 Гц общего и нормального вида, а также устойчивость к электромагнитным воздействиями (микро- и наносекундные импульсы, статическое электричество и проч.).
  • Этот параметр, который характеризует способность преобразователя работать в сложных промышленных условиях.
  •  наличие гальванической изоляции и напряжение гальванической изоляции
  • Гальваническая изоляция, с одной стороны, позволяет работать с датчиками, находящимися под разными потенциалами, а с другой, служит защитой измерительных систем от электромагнитных воздействий, вызванных разрядами молний, сваркой и проч.
  • выполняемые функции (индикация, сигнализация, обнаружение аварийных ситуаций и проч.), возможность изменять функции пользователем путем программирования
  • параметры электропитания и их влияние на точность преобразования
  • конструктивное исполнение
В дополнение к указанным параметрам следует особо упомянуть исполнение преобразователей для применения во взрывоопасных условиях.
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 26.11.2013, 12:07   #5
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию Конструктивные исполнения нормирующих преобразователей сигналов

Анализируя задачи, которые призваны решать нормирующие преобразователи, становится понятным, что нормирующие преобразователи желательно размещать как можно ближе к первичным датчикам.

Идеальным можно считать решение, когда датчик и преобразователь размещены в едином конструктиве. Анализ современных датчиков показывает, что большинство производителей так и делают. Практически все датчики давления, веса, расхода, влажности, уровня, концентрации газа и т.п. имеют встроенный нормирующий преобразователь. Датчики температуры имеют встроенный преобразователь реже, но и в этом сегменте датчиков общая тенденция сохраняется. Во всех этих случаях нормирующий преобразователь реализует метод измерения первичного датчика, выполняет нелинейные преобразования, термокомпенсацию, усиление сигнала. В результате связь со вторым уровнем осуществляется уже унифицированным сигналом.

По-видимому, единственное ограничение, которое может препятствовать размещению преобразователя в едином конструктиве с датчиком, связано только особыми условиями эксплуатации, недопустимыми для электронных устройств. Прежде всего, это такие факторы как температура, химически активные среды, взрывоопасные среды, вибрация, рентгеновское излучение и проч.

Очень распространенным является конструктивное исполнение, рассчитанное на монтаж на стандартный DIN-рельс 35 мм. В этом случае преобразователь и первичный датчик разнесены, но расстояние между ними желательно сделать по-прежнему минимальным. Такое конструктивное решение позволяет, с одной стороны, размещать их за пределами зон с жесткими условиями эксплуатации, а с другой – располагать их в единой защитной оболочке.

Следует также упомянуть преобразователи, выполненные в виде модулей и рассчитанные на монтаж на коммуникационных платах.

Нормирующие преобразователи сигналов НПФ КонтрАвт:
В настоящее время Научно-производственная фирма «КонтрАвт» выпускает широкую номенклатуру нормирующих преобразователей для работы с термопреобразователями сопротивления и термоэлектрическими преобразователями. Преобразователи классифицируются:
по конструктивному исполнению и способу монтажа:
  • монтаж на DIN-рельс 35 мм;
  • монтаж в стандартную 4-х клеммную головку термопреобразователя;
  • монтаж в cоединительную головку типа B (DIN43729);
по возможности выбора пользователем типа и диапазона преобразования:
  • преобразователи с фиксированным типом и диапазоном преобразователя (указываются в заказе и устанавливается при выпуске);
  • преобразователи программируемым типом и диапазоном преобразователя (определяется пользователем);
по наличию гальванической изоляции:
  • без гальванической изоляции;
  • с гальванической изоляцией;
по напряжению и типу электропитания:
  • питание от сети в диапазоне 85…265В;
  • питание от токовой петли 4…20 мА.
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 26.11.2013, 12:19   #6
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию Нормирующие преобразователи сигналов НПФ КонтрАвт

Преобразователи сигналов ПСТ/ПНТ:
Преобразователи сигналов ПСТ-х-х предназначены для преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления типа 100М, 100П и Pt100, а преобразователи ПНТ-х-х – термопар типа ХА (хромель-алюмель), ХК (хромель-копель), НН (нихросил-нисил).

Тип и диапазон преобразования фиксированы, определяются модификацией преобразователя и указываются в заказе. Выходной сигнал 4…20 мА. Питание и сам сигнал передается по двухпроводной схеме. Преобразователи рассчитаны на монтаж в стандартной 4-х клеммной карболитовой головке (см. Рис.1)


Преобразователи сигналов ПСТ/ПНТ-a-Pro и ПСТ/ПНТ-b-Pro:
Преобразователи сигналов ПСТ/ПНТ-a-Pro и ПСТ/ПНТ-b-Pro примечательны тем, что тип и диапазон преобразования программируются пользователем с помощью кнопки, контроль осуществляется по двухцветному светодиодному индикатору.

Преобразователи ПСТ поддерживают 11 типов преобразователей сопротивления (по 7-13 диапазон), а ПНТ – 14 типов термопар (по 3-8 диапазонов). Поскольку линеаризация Номинальных Статических Характеристик (НСХ) датчиков производится программно, то для всех типов и диапазонов преобразования зависимость выходного тока от температуры – линейная.

Преобразователи этих двух групп осуществляют контроль обрыва датчиков, а преобразователи ПСТ/ПНТ-b-Pro дополнительно контролирует замыкание чувствительного элемента на корпус.

Преобразователи ПСТ/ПНТ-a-Pro рассчитаны на монтаж в стандартной 4-х клеммной карболитовой головке (см. Рис.1), а Преобразователи ПСТ/ПНТ-b-Pro рассчитаны на монтаж в соединительной головке тип B (DIN43729) (см. Рис.2).

Преобразователи сигналов НПСИ:
В отличие от преобразователей ПСТ/ПНТ преобразователи НПСИ предназначены для монтажа на DIN–рельс (см. Рис.3) и имеют гальваническую изоляцию входных и выходных цепей. Кроме того, питание НПСИ осуществляется от сети с диапазоном напряжений 85…265 В, а выходной токовый сигнал активный, то есть дополнительного источника питания в выходных цепях не требуется.

Преобразователи сигналов НПСИ позволяют пользователю программно задавать основные параметры и режимы работы с помощью кнопок и индикаторов на панели (см. Рис.4).

Пользователь может установить:
  • тип и диапазон преобразования;
  • диапазон выходного сигнала (0…5, 0…20, 4…20 мА);
  • уровень выходного сигнала (высокий/низкий) в аварийной ситуации (обрыв датчика, выходных цепей и проч.);
  • схему подключения термопреобразователя сопротивления (2, 3, 4-х проводная или автоматический выбор схемы подключения);
  • компенсацию сопротивления при двухпроводной схеме подключения;
  • наличие компенсации «холодных спаев» термопар;
  • режим отображения уровня выходного сигнала на линейной шкале (бар-граф).
Для удобства монтажа и обслуживания подключение внешних соединений производится с помощью разъемных клеммных соединителей (см. Рис.5).


Рекомендации по применению:
Приведем наши рекомендации по применению разных видов преобразователей, выпускаемых НПФ «КонтрАвт».

1. Преобразователи с фиксированным типом и диапазоном преобразования ПСТ/ПНТ-х-х рекомендуется применять с датчиками со стандартной карболитовой 4-х клеммной головкой. Разнообразие типов и диапазон применяемых первичных датчиков не должно быть велико, в противном случае потребуется большой ЗИП.
Чувствительный элемент должен быть электрически изолирован от защитной оболочки датчика. В этом случае сигнал можно подавать на многоканальную измерительную систему даже без гальванической развязки входов между собой.
Удобно то, что питание и сигнал передается по двум проводам, жестких требований на сопротивление проводов не налагается. Точность преобразования на уровне 0.25-1% и проявляется, прежде всего, в нелинейности характеристики. Число модификаций по типу датчиков невелико, так как аппаратными средствами невозможно линеаризовать нелинейные НСХ других типов датчиков. Очень дешевое решение, которое становится экономически выгодным при длине линии от 10-20 м.

2. Преобразователи с программируемыми типом и диапазоном преобразования ПСТ/ПНТ-a-Pro и ПСТ/ПНТ-b-Pro различаются, прежде всего, конструкцией соединительных головок датчиков.

Их рекомендуется применять в тех случаях, когда велико разнообразие типов и диапазон применяемых первичных датчиков. Программно могут быть выбраны практически все типы датчиков. Возможность адаптировать один и тот же преобразователь под практически любой датчик значительно облегчает заказ, монтаж, замену и обслуживание преобразователей, а также сокращает запасы. Линеаризация НСХ производится программно, поэтому зависимость тока от температуры линейная.

Чувствительный элемент должен быть электрически изолирован от защитной оболочки датчика. В этом случае сигнал можно подавать на многоканальную измерительную систему даже без гальванической развязки входов между собой. Удобно то, что питание и сигнал передается по двум проводам, при этом жестких требований на сопротивление проводов не налагается.

3. Преобразователи с программируемыми типом и диапазоном преобразования НПСИ предназначены для монтажа на DIN-рельс 35 мм. Их рекомендуется применять в тех случаях, когда велико разнообразие типов и диапазон применяемых первичных датчиков. Программно могут быть выбраны практически все типы датчиков.

Возможность адаптировать один и тот же преобразователь под практически любой датчик значительно облегчает заказ, монтаж, замену и обслуживание преобразователей, а также сокращает запасы. Наличие гальванической изоляции позволяет подключать к датчикам с различными потенциалами.

Многоканальная измерительная система может не иметь гальванической развязки входов между собой. Питание от сети в широком диапазоне напряжений 85…265 В. Выход активный, поэтому не требуется отдельного источника питания выходных цепей. Жестких требований на сопротивление проводов не налагается. Основные параметры преобразователя могут быть запрограммированы пользователем с передней панели.

В заключение хочется обратить внимание на то, что пользователь имеет возможность опробовать преобразователи в работе и оценить их характеристики, поскольку все они предоставляются в опытную эксплуатацию.
Изображения
Тип файла: jpg Рис.1.jpg (69.4 Кб, 1 просмотров)
Тип файла: jpg Рис.2.jpg (82.4 Кб, 1 просмотров)
Тип файла: jpg Рис.3.jpg (87.9 Кб, 0 просмотров)
Тип файла: jpg Рис.4.jpg (75.4 Кб, 1 просмотров)
Тип файла: jpg Рис.5.jpg (80.5 Кб, 1 просмотров)
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.08.2015, 11:54   #7
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
Стрелка

В продолжение темы Преобразователей сигналов выкладываю статью, вышедшую в журнале ИСУП № 3 2013 года по теме: "Методы измерения и преобразования частотно-временных параметров сигналов".
Статья о том, как измерить и передать в систему измерения частотно-временные параметры переменных сигналов (частоту, период, длительность импульса) с помощью нормирующих преобразователей:
Этой статьей мы продолжаем цикл статей в журнале «ИСУП», посвященных нормирующим преобразователям (№3 за 2010 год, №№1 и 3 за 2012 год).
Напомним, что в системах с большим числом разнообразных сигналов и удаленными датчиками на нормирующие преобразователи возлагают решение следующих трех основных задач.

Во-первых, нормирующие преобразователи реализуют схему и метод измерения первичных сигналов и их параметров и осуществляют предварительную обработку результатов измерения, включая, в зависимости от измеряемых сигналов и параметров, линеаризацию характеристик, фильтрацию, компенсацию холодных спаев термопар и проч. Тем самым нормирующие преобразователи разгружают и упрощают второй уровень измерительной системы.

Во-вторых, нормирующие преобразователи, как правило, обеспечивают гальваническую развязку сигналов. Это позволяет подключать датчики, находящиеся под разными потенциалами, и сокращает уровень электромагнитных по-мех, проникающих в измерительный тракт.

В-третьих, нормирующие преобразователи унифицируют сигналы в системе, что опять же упрощает построение второго уровня многоканальных систем.

В указанных выше статьях мы обсуждали преобразователи, которые измеряли и преобразовывали в унифицированные сигналы термопар, термометров сопротивления, унифицированные постоянные сигналы тока и напряжения. Были также представлены преобразователи, которые измеряли не сами сигналы, а их параметры, а именно, действующие значения переменного тока и напряжения. В данной статье пойдет речь о нормирующих преобразователях, которые предназначены для измерения и преобразования частотно-временных параметров сигналов: частоты, периода, длительности импульсов.

Прежде чем описывать конкретные преобразователи, остановимся подробнее на методах измерения частотно-временных параметров сигналов и возникающих погрешностях измерения.

Измерение периода и частоты сигнала
По определению период T – это наименьший временной интервал, через который периодический сигнал повторяет свои значения. Частота f равна количеству периодов в единицу времени. Частота связана с периодов простым обратным соотношением f = 1/Т, поэтому измерив период, легко рассчитать и обратную величину – частоту, и наоборот.

Все достаточно просто, когда речь идет о синусоидальном (или гармоническом) сигнале. Он в принципе характеризуется только одной частотой fo (и соответствующим периодом To). Метод измерения периода заключается в следующем. Компаратором формируется временной строб, равный периоду To. Этот строб заполняется импульсами с фиксированной стабильной частотой F (и периодом =1/F), число импульсов N в стробе подсчитывается. Тогда измеряемый период будет равен To=N×(1/F) = N/F, а частота fo=F/N.

Рассмотрим погрешности, которые могут здесь возникать.
Во-первых, во временной строб в общем случае попадает не целое число периодов сигнала заполнения. Поэтому абсолютная погрешность измерения длительности временного строба (а следовательно, и измеряемого периода То) складывается из погрешностей н и к в начале и в конце строба и будет равна одному периоду сигнала заполнения , а относительная - То = / То = fo/F = 1/N.

Соотношение для расчета относительной погрешности измерения периода показывает, что при измерении по одному периоду сигнала нужно использовать сигнал заполнения, частота которого значительно превосходит частоту измеряемого сигнала. Например, если мы хотим измерять частоту сигнала до 10 кГц = 104 Гц с относительной погрешностью 0,01%, то частота заполнения должна быть не менее 100 МГц = 108 Гц.

Для того, чтобы смягчить требования к высокой частоте сигнала заполнения, можно воспользоваться принципом, хорошо известным специалистам, который гласит: «Точно мерить - долго мерить». Применительно к нашей задаче этот принцип дает следующее решение. Строб должен формироваться не в течение одного измеряемого периода, а в течение нескольких периодов M. В этом случае относительная погрешность будет рассчитываться по формуле о = / (M×То) = fo/(M×F) = 1/(M×N), из которой видно, что точность повышается в M раз.

Этот результат можно интерпретировать и по иному: при том же требуемом уровне по-грешности, измерение по M периодам сигнала позволяет снизить необходимую частоту заполнения в M раз. «Расплатой» за это в соответствии указанным прин-ципом является замедление процесса измерения так же в M раз.

Во-вторых, на погрешность измерения о периода To (соответственно, частоты fo) будет влиять нестабильность (и/или погрешность установки) частоты сигнала заполнения F, при этом о = F. Понятия стабильности и погрешности частоты сигнала заполнения, вообще говоря, следует различать. Под погрешностью следует понимать отклонение частоты от той, которую мы принимаем в расчетах. Такое отклонение может быть вызвано, например, не точной настрой-кой генератора сигнала заполнения. В то же время нестабильность частоты принципиально всегда существует в генераторах с конечной добротностью, и следовательно, с конечной шириной спектра сигнала. Более того, как нестабильность, так и погрешность могут меняться как во времени, так и под воздействием различных факторов, главными из которых являются изменения температуры и напряжения питания генератора. Таким образом, выбирая источник сигнала заполнения, всегда следует оценивать нестабильность (и погрешность установки) его частоты.

Третьей причиной погрешности измерения может быть наличие помехи, которая искажает синусоидальный сигнал (см. рис.2). Влияние помехи проявляется в том, что начало и конец строба начинают флуктуировать, причем несинхронно. Это приводит к флуктуациям длительности строба, и следовательно, к погрешности измерения периода (частоты). Детальный анализ погрешности, связанной с помехой, достаточно сложен и выходит за рамки данной статьи. Здесь мы только обращаем внимание на возможный источник погрешности.

Следует заметить, что наличие даже сильной помехи вовсе не означает что измерение периода (частоты) становится невозможным. Становится неприменим метод стробирования. Дело в том, что метод стробирования жестко привязан к порогу (а значит и к моменту) срабатывания компаратора, который собственно и формирует строб. Это значит, что метод стробирования определяется поведением сигнала в области порогов, и совсем не учитывает поведение всего сигнала в целом. Наоборот, методы, основанные на анализе сигнала и помехи в целом, в ряде случаев позволяют исключить влияние помехи. В частности, спек-тральный анализ сигнала позволяет рассчитать частоту сигнала, при условии, если спектр помехи сосредоточен в области, удаленной от частоты сигнала.

Аналогичная проблема возникает при измерении периода (частоты) сильно несинусоидального сигнала. Он хоть остается периодическим, но в его спектре могут присутствовать достаточно сильные высшие гармоники, которые при-водят к такому искажению формы сигнала, что применение метода стробирования может привести к ошибочным результатам. Однако, метод стробирования для второго сигнала не будет работать, так как будет формироваться «ложные» стробы (причем в нашем случае их два на периоде), не соответствующие периоду сигнала.

Сказанное означает, что прежде чем применять метод стробирования, следует проанализировать возможную форму исследуемого сигнала.

Измерение длительности импульсов
В данной статье под длительностью импульса будем понимать интервал времени между двумя следующими друг за другом фронтами разной направленности. При этом здесь мы рассматриваем только периодические положительные сигналы. Импульс между нарастающим и спадающим фронтами считается положительным, а между спадающим и нарастающим – отрицательным. Конечно, сумма длительностей положительного и отрицательного импульсов равна периоду.

Очевидно, измерение длительности импульсов производится методом стробирования, причем в качестве строба выступают сами импульсы. Для повышения точности измерения при ограниченной частоте сигнала заполнения применяют усреднение измеренных длительностей по большому числу импульсов.

__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.08.2015, 11:55   #8
Администратор
 
Аватар для MatilDA!
 
Регистрация: 24.09.2009
Адрес: НиНо
Сообщений: 207
Сказал(а) спасибо: 14
Поблагодарили 7 раз(а) в 6 сообщениях
Вес репутации: 10 MatilDA! скоро придёт к известностиMatilDA! скоро придёт к известности


Отправить сообщение для MatilDA! с помощью ICQ Отправить сообщение для MatilDA! с помощью Skype™
По умолчанию

Продолжение статьи
Характеристики преобразователей частотно-временных параметров серии НПСИ:

Рассмотрим основные характеристики и особенности нормирующих преобразователей частотно-временных параметров серии НПСИ, выпускаемых Научно-производственной фирмой «КонтрАвт». В серии НПСИ представлены два прибора такого назначения. Преобразователь НПСИ-ЧВ измеряет такие параметры как период, частота, длительность как у дискретных, так и у аналоговых сигналов. Преобразователь НПСИ-ЧС является более специализированным приборов, его основное назначение – измерение и преобразование частоты сетевого напряжения. Внешний вид нормирующего преобразователя частотно-временных параметров периодических сигналов НПСИ-ЧВ показан на рис. 6, преобразователь НПСИ-ЧС имеет аналогичный вид. Оба преобразователя имеют модификации со встроен-ной сигнализацией, которая срабатывает при достижении заданного уровня измеренного параметра. В модификациях с сигнализацией выполняемая функция выбирается пользователем из четырех возможных вариантов:
 Функция 1. Сигнализация срабатывает, если сигнал больше заданного уровня;
 Функция 2. Сигнализация срабатывает, если сигнал меньше заданного уровня;
 Функция 3. Сигнализация срабатывает, если сигнал больше заданного уровня, и фиксируется в этом состоянии до сброса пользователем;
 Функция 4. Сигнализация срабатывает, если сигнал меньше заданного уровня, и фиксируется в этом состоянии до сброса пользователем.

В преобразователях НПСИ-ЧВ выбор входных сигналов аналоговый/цифровой, а также диапазон измерения программируется пользователем. Диапазон преобразования по входу пользователь может дополнительно ограничить, задавая нижнюю и верхнюю границу диапазона преобразования.

В качестве аналогового сигнала может выступать переменный сигнал без постоянной составляющей. Максимальное напряжение «от пика до пика» аналогового сигнала не должно превышать 800 В, при этом минимальное напряжение «от пика до пика» не должно быть меньше 1 В. Ширина гистерезиса компаратора при работе с аналоговым сигналом 0,8 В.
Цифровыми считаются следующие типы сигналов: «открытый коллектор», «логический сигнал», «сухой контакт». Максимальное напряжение до 30 В, ток не более 10 мА.

В преобразователях НПСИ-ЧВ и НПСИ-ЧС программируется пользователем и выходной сигнал, причем устанавливаются не только диапазон преобразования, но и тип сигнала (ток и напряжение).

Типы и диапазоны постоянного выходного сигнала (программируется пользователем) Постоянный ток Постоянное напряжение
0…5 мА
0…20 мА
4…20 мА
0…1 В
0…2,5 В
0…5 В
0…10 В

Преобразователи НПСИ-ДНТВ обеспечивают гальваническую развязку входных и выходных сигналов. Напряжение изоляции составляет 1500 В.
Основная погрешность измерения частотно-временных параметров сигналов и их преобразования в унифицированные сигналы тока (или напряжения) составляет 0,1 %.

С точки зрения надежности и безопасности, в системе должна присутствовать сигнализация, которая должна срабатывать при достижении сигналами не-допустимых уровней. Лучше всего такую сигнализацию реализовать в устройствах, которые максимально приближены к источникам сигнала. Поскольку нормирующие преобразователи находятся на переднем крае на пути прохождения сигналов, то представляется целесообразным возложить выполнение функций сигнализации именно на них. Таким образом, некоторые нормирующие преобразователи наряду с преобразованием и гальваническим разделением сигналов выполняют важнейшую функцию сигнализации.

Преобразователи НПСИ-ЧВ и НПСИ-ЧС имеют модификации как с функцией сигнализации, так и без нее. В модификациях с сигнализацией выполняемая функция выбирается пользователем из четырех возможных вариантов:
 Функция 1. Сигнализация срабатывает, если измеренный параметр сигнала больше заданного уровня;
 Функция 2. Сигнализация срабатывает, если измеренный параметр сигнала меньше заданного уровня;
 Функция 3. Сигнализация срабатывает, если измеренный параметр сигнала больше заданного уровня, и фиксируется в этом состоянии до сброса пользователем;
 Функция 4. Сигнализация срабатывает, если измеренный параметр сигнала меньше заданного уровня, и фиксируется в этом состоянии до сброса пользователем.

Действие сигнализации для функций 1 и 3 иллюстрируют рис. 7, 8. Функции 3 и 4 представляют собой сигнализацию с защелкой. Сбросить его может пользователь только с передней панели преобразователя. Даже временное отключение питания не может сбросить защелку – после возобновления питания сигнализация будет включена. Таким образом, сигнализация с защелкой позволяет зафиксировать факт аварийной ситуации, а необходимость выполнения процедуры сброса с панели гарантирует, что обслуживающий персонал обнаружит аварийную ситуацию и предпримет действия, предусмотренные технологическим регламентом.

Помимо выполнения функций сигнализации, преобразователи обнаруживают аварийные ситуации, которые могут возникнуть в системе: обрыв линий связи выходных сигналов (только для 4…20 мА), выход параметров сигналов за допустимый диапазон, целостность параметров в энергонезависимой памяти. При обнаружении аварийных ситуаций (не путать с работой сигнализации) на преобразователе зажигается индикатор АВАРИЯ, на дисплее отображается код аварийной ситуации, а выходной ток принимает значение, которое при конфигурировании задает пользователь – низкий или высокий аварийный уровень. Измерительные системы, принимающие сигналы преобразователей, регистрируют эти аварийные уровни, и следовательно, обнаруживают аварийные ситуации.

Питание преобразователей НПСИ-ЧВ/ЧС в зависимости от модификации производится либо от сети переменного напряжения 220 В (допустимый диапазон рабочих напряжений 85…265 В), либо от постоянного напряжения 24 В (допустимый диапазон рабочих напряжений 10…42 В).

Конструктивно преобразователи НПСИ-ЧВ/ЧС выполнены в корпусе с габаритными размерами 115х110х22,5 мм, который обеспечивает монтаж на DIN-рельс 35 мм по стандарту EN 50 022.
Настройка преобразователя (конфигурирование) осуществляется пользователем с передней панели с помощью кнопок с контролем по цифровому двухразрядному дисплею. На цифровом дисплее отображается уровень сигнала в процентах от диапазона. Уровень сигнала наглядно показывает и линейный бар-граф.

Для удобства монтажа и обслуживания подключение внешних соединений производится с помощью разъемных клеммных соединителей.

Нормирующие преобразователи НПСИ-ЧВ/ЧС, выпускаемые НПФ «КонтрАвт», рассчитаны на эксплуатацию при температуре от -40 до +70 оС и относи-тельной влажности 95%.

Преобразователи предоставляются в опытную эксплуатацию, поэтому пользователь имеет возможность опробовать преобразователи в работе, оценить их характеристики и принять обоснованное решение об их применении.
__________________
менеджер сайта www.contravt.ru
теперь старший менеджер сайта
MatilDA! вне форума   Ответить с цитированием
Ответ

Метки
методичка, преобразователь, статья, термопреобразователь

Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход


Текущее время: 04:34. Часовой пояс GMT +4.


Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot