ПЕРЕТВОРЮВАЧ ВИМІРЮВАЛЬНИЙ ЦИФРОВИЙ типу ЦП7004

Опис

Призначений для перетворення сигналів напруги постійного струму в кодований електричний сигнал, що забезпечує обмін інформацією з ЕОМ.
Застосовується в автоматизованих системах управління технологічними процесами електролізу алюмінію і в інших галузях промисловості.
Перетворювач являє собою пристрій вимірювання та обробки даних, що працює під управлінням ЕОМ і передає в ЕОМ оброблені результати вимірювання.
Структурну схему перетворювача (рис. 145) можна розділити на аналогову частину, яка здійснює перетворення напруги в частоту, і мікропроцесорний контролер (МПК), який виробляє обробку результатів вимірювання і управляє всіма вузлами перетворювача.
Аналогова частина складається з вхідного дільника (Д), джерела опорного напруги (ДОН), комутатора (К), буферного підсилювача (У) і перетворювача напруга-частота (ПНЧ).


Вхідні та вихідні ланцюга перетворювача гальванічно розв’язані між собою за допомогою двох пристроїв гальванічної розв’язки (УГР1 і УГР2), забезпечують відповідно передачу керуючих сигналів від МПК в аналогову частину і частотного сигналу від ПНЧ в МПК. харчування перетворювача забезпечує блок живлення (БП).


Вхідний сигнал з Д надходить на К, туди ж надходять сигнали з ДОН. З виходу До сигнал подається на У з одиничним посиленням і далі на ПНЧ. ПНЧ перетворює надходять на нього напруги в частот-
ний сигнал, лінійно пов’язаний з напругою на його вході, який через оптоелектронні УГР2 надходить на МПК.
МПК < / I> підраховує число імпульсів за певний інтервал часу. Точність вимірювання забезпечується за рахунок періодичного калібрування вимірювального тракту за опорним сигналам-нульового напрузі і напрузі з ДОН. Відповідно до закладеної в нього програмою МПК управляє К, по черзі підключаючи на вхід вимірювального тракту опорні сигнали і напруга з Д.


Придушення перешкод з частотою мережі і її гармонік забезпечується за рахунок програмної обробки результатів перетворення в МПК з використанням методу вагового усереднення.
Час перетворення (60 мс ) розділене на п’ять інтервалів (10-10-20-10-10 мс). У процесі перетворення МПК зберігає проміжні значення, отримані на кожному інтервалі. Результат перетворення формується як сума проміжних значень, помножених на відповідні вагові коефіцієнти.
Використана в перетворювачі вагова функція забезпечує придушення 70 дБ в діапазоні частот 50 ± 1 Гц і на гармоніках частоти мережі.
Для зв’язку перетворювача з ЕОМ служить магістральний інтерфейс , що дозволяє ЕОМ за єдиною системою ліній зв’язку управляти роботою і отримувати

результати вимірювання від великої групи перетворювачів (до 200). По інтерфейсу ЕОМ одночасно передає всім перетворювачів команди або адреси.
Команда задає режим вимірювання і виповнюється усіма перетворювачами, підключеними до інтерфейсу. Адреса ставиться до того перетворювача, від якого ЕОМ вимагає передачі даних (результатів вимірювання). Всі перетворювачі мають свої неповторювальні на одному інтерфейсі адреси, коди яких задаються адресними перемичками на інтерфейсних роз’ємах індивідуально кожному перетворювача.
Крім інтерфейсних перетворювач має два додаткових позиційних вихідних сигнали. Сигнал на виході «Діапазон» показує, якого з двох діапазонів відповідає вимірюваний сигнал.
Сигнал вбудованої системи контролю на виході «Справний» показує результати виконання тестових програм, які перевіряють працездатність МПК і знаходження результатів перетворення опорних сигналів в допустимих межах. Якщо тестові програми виявляють будь-якої дефект, то на виході «Справний» з’являється сигнал у вигляді розімкненого стану електронного ключа і запалюється світлодіод «Відмова». При цьому вбудована система контролю блокує вихідні інтерфейсні схеми МПК, що веде до відключення несправного перетворювача від інтерфейсу.

Рис. 146. Функціональна схема сполучення перетворювача типу ЦП7004 з ЕОМ
Функціональна схема сполучення перетворювача ЦП7004 з ЕОМ приведена на рис. 146.
Структурна схема МПК приведена на рис. 147.
Центральним елементом МПК є однокристальна мікроЕОМ (ОЕВМ), реалізує обробку даних і управління більшістю функціональних вузлів. ОЕВМ працює за програмою, що зберігається в постійному пристрої, що запам’ятовує (ПЗУ).


У циклі вибірки команд ОЕВМ видає на поєднану шину адреси даних (ШАД) молодші розряди адреси і защелкивает їх в регістрі адреси < I> (РА) стробом адреси (ALE).


Старші розряди адреси надходять на ПЗУ за трьома лініями порту (Р2.0-Р2.2) безпосередньо з ОЕВМ, вісім молодших-с РА . Вибіркою кодів команд з ПЗУ на ШАД управляє сигнал читання пам’яті (PSEN). Крім звернення до ПЗУ ШАД < / I> використовується для передачі даних в регістр даних (РД). Фіксація інформації в ньому відбувається за стробу записи WR. < / P>

Через РД і підключений до його виходу буфер даних (БД) МПК виводить результати вимірювання відповідно до описаного нижче протоколом на шість ліній даних (ДО-Д5) , лінію контролю даних (ДК) і лінію стробування даних (СТР-Д). За цим восьми лініях інформація надходить з перетворювача на ЕОМ.
Для відключення від шини даних ОЕВМ записує на всі розряди РД нулі, при цьому всі ключі БД розмикаються.
за допомогою сигналів на двох лініях порту 2 (Р2.5 і Р2.7) ОЕВМ через буфер управління (БУ) і УГР1 (див. рис. 145) управляє вхідним комутатором аналогової частини і забезпечує підключення до підсилите
лю вхідної напруги (код 01), нульового опорного напруги (код 00) і опорного напруги з ДОН (код 10).
Імпульси з ПНЧ (див. рис. 145) — ^ ПНЧ надходять на пристрій синхронізації (УС). Для підвищення точності і роздільної здатності при вимірюванні частоти в цифровий частини перетворювача використовується комбінація методів перетворення напруга-частота і перетворення напруга-час. Вимірювання з невисокою роздільною здатністю реалізується підрахунком імпульсів з ПНЧ у внутрішньому таймері / лічильнику МПК. Відповідні лічильні імпульси, синхронізовані в УС з роботою таймера / лічильника (з сигналом ALE), надходять на вхід ТО ОЕВМ.


Точний результат перетворення ОЕВМ обчислює з урахуванням неповних періодів частоти ПНЧ на початку і в кінці інтервалу вимірювання. Для вимірювання цих неповних періодів і періоду проходження імпульсів ПНЧ використовується лічильник СТ.


При приході чергового рахункового імпульсу СТ скидається сформованим в УС імпульсом, а потім підраховує імпульси високої частоти (ALE) до приходу чергового імпульсу від УС.


ОЕВМ зчитує з лічильника і запам’ятовує число nk., відповідне неповного періоду , від останнього імпульсу ПНЧ в інтервалі вимірювання до кінця інтервалу, в момент закінчення інтервалу вимірювання. Потім ОЕВМ продовжує зчитувати збільшується в лічильнику число до тих пір, поки лічильник не скинеться черговим імпульсом УС, після чого ОЕВМ зможе визначити і запам’ятати число Nu, відповідне періоду проходження.
Початок першого інтервалу ОЕВМ синхронізує з черговим імпульсом ПНЧ, інші інтервали є сполученими.
Інформація з СТ, а також код адреси (ЛО-А7) з формувача логічних рівнів Ф і стан адресних перемичок (ПО-П7) ОЕВМ зчитує через порт Р1. Підключення необхідного джерела інформації до порту забезпечує мультиплексор М. Управління мультиплексором здійснюється від ОЕВМ двухразрядного кодом з лінією Р2.4 і Р2. 6. Крім того, мультиплексор забезпечує підключення до входу ТО сигналів СТР-А і СТР-Д інтерфейсу.
Фронт сигналу СТР-А встановлює тригер запиту переривання (Т). Вихідний сигнал тригера надходить на вхід переривання INT МПК, Запит скидається сигналом з виходу Р2.4 при зчитуванні коду шини адреси. Зчитується цей код за допомогою програми обробки переривань.
Якщо лічений код не співпадає з кодом однієї з команд, що визначають режим вимірювання, або з кодом, заданим перемичками (адресою перетворювача), то МПК ігнорує лічений код і продовжує працювати в колишньому режимі. В іншому випадку ОЕВМ переходить до виконання отриманої по інтерфейсу команди або передає по інтерфейсу результати вимірювання.
Апаратна частина системи контролю справності складається зі схеми стеження за мережею (СО, одновібратора (0В), формує сигнал скидання ОЕВМ, і схеми контролю справності (СКІ), фіксує порушення в роботі МПК і формує сигнал блокування на РД і сигнали «Справний» і «Відмова».
СС контролює рівень змінної напруги харчування. Її вихідний сигнал до встановлення напруги харчування блокує роботу ОЕВМ і РД, < / I> утримуючи в скинутому стані одновибратор і СКІ. Після встановлення харчування знімається вихідний сигнал 0В, скидає ОЕВМ.
ОЕВМ починає працювати і відповідно до закладеної в ПЗУ програмою після самоперевірки і перевірки на допустимість значень нуля і калібрування, одержуваних з ПНЧ, встановлює сигналом лінії PROG СКІ в робочий стан, а також пачкою імпульсів з виходу RD розряджає времязадающей ланцюг в 0В.


Інтерфейс перетворювача утворений двома шинами, по яких передаються коди, двома відповідними лініями стробирования кодів на шинах і загальним проводом. За Восьмирозрядних шині адреси (АТ-А7) в супроводі стрибає адреси (СТР-А) від ЕОМ до перетворювача передаються коди команд або коди адрес.
Перехід СТР-А в активний стан встановлює тригер Г, при цьому формується сигнал переривання для ОЕВМ (вхід INT). Отримавши переривання, ОЕВМ перемикає мультиплексор і зчитує код з шини адреси, порівнює Етод код з кодами команд і з кодом, встановленим на перемичках. Перемикання мультиплексора автоматично скидає тригер запиту.
Якщо код на шині адреси не збігається з кодами команд або з адресою перетворювача. ОЕВМ повертається до виконання перерваної програми.
Вихідна інформація перетворювача представлена ​​у вигляді 14-розрядного двійкового коду і передається у вигляді двох слів за два звернення (команди) до перетворювача, кожне слово супроводжується сигналом синхронізації. < br> Рівні вхідних сигналів команд на зчитування і сигналів синхронізації відповідають рівням сигналів управління. При першому зверненні передаються шість молодших розрядів результату перетворення і контрольний розряд, що доповнює інформацію до непарного числа одиниць, при повторному зверненні-п’ять старших розрядів результату перетворення, ціна одиниці молодшого розряду і контрольний розряд на непарність.


Формат вихідний інформації представлений на рис. 148.


Вихідні ланцюги перетворювача виконані у вигляді напівпровідникових ключів.


Виконання приладу призначене для утопленого монтажу на щитах і панелях.


Конструкція передбачає установку перетворювача в стійках і шафах.


Перетворювач складається з литої рами і двох бічних штампованих кришок. На рамі кріпиться трансформатор і плата з друкованим монтажем, на якій розміщені елементи електричної схеми.


На передній панелі перетворювача розташований індикатор наявності напруги харчування «Мережа» і індикатор несправності перетворювача «Відмова».


На задній панелі перетворювача розміщені три вилки з’єднувачів: для підключення напруги живлення, вхідного напруги і вихідних ланцюгів.


Схема зовнішніх з’єднань наведена на рис. 149.
Технічні характеристики
Клас точності 0,2 / 0,1.
Режими роботи: одноразове перетворення вхідної напруги; перетворення вхідної напруги з усередненням за час 85, 170, 255, 340, 425 і 510 с. Перемикання діапазонів перетворення-автоматичне. Інформація про включений діапазоні-позиційний сигнал. Інформативний параметр -разомкнутое (відповідає діапазону 0 … 10 В) або замкнутий стан напівпровідникового ключа (відповідає діапазону 10 … 100 В) на виході «Діапазон». Максимальні струм і напруга, комутовані ключами, не більше 25 мА і 30 В відповідно. Залишкова напруга на замкнутому ключі не більше 3 В при струмі 25 мА, струм витоку разомкнутого ключа не більше 50 мкА при напрузі 30 В.


Виконання перетворення-за зовнішньої команді. Рівні управління (команд): високий (логічний «О») — напруга 6, .. 30 В; низький (логічна «1») — напруга -2 … + 2 В. Вхідний опір по ланцюгу управління не менше 12 кОм. Час перетворення вхідної напруги не більше 200 мс. Максимально допустимий опір проводів лінії зв’язку з джерелом вхідного сигналу 25 Ом.
Харчування-від мережі змінного струму: напруга 220 В, частота 50 Гц. Споживана потужність не більше 8 В-А.
Габаритні розміри 60 ^ > <320 мм. Габаритний креслення перетворювача наведено на рис. 150.
Маса не більше 2,5 кг.
Середнє напрацювання на відмову не менше 50 000 ч. Середній час відновлення працездатності не більше 2 ч. Середній термін служби не менше 10 років.

За стійкості до кліматичних і механічних впливів перетворювачі відповідають групі ГОСТ 12997-84: СЗ впливу температури;
PI-впливу атмосферного тиску; N1-впливу вібрації.
За стійкістю до проникненню води і пилу перетворювачі відповідають ступеню захисту 1Р40 ГОСТ 14254-80, по експлуатаційної закінченості виробам третього порядку ГОСТ 12997-84.
Умови експлуатації: температура навколишнього повітря -10 … + 50 ° С; відносна вологість 95% при 35 ° С; атмосферний тиск 84 … 106,7 кПа (630 … 800 мм рт.ст.).
Зовнішні постійні магнітні поля з напруженістю 4000 А / м; зовнішні змінні магнітні поля (частотою 50 Гц) з напруженістю 400 А / м;
синусоїдальні вібрації в діапазоні частот 10 … 55 Гц з амплітудою зміщення 0,15 мм.
У комплект поставки входять: перетворювач типу ЦП7004, комплект ЗІП, експлуатаційна документація.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *