cyfrowy regulator ciśnienia 2.pdf

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Cyfrowy regulator ciśnienia, część 2

W tym artykule

koÒczymy opis cyfrowego

regulatora ciúnienia,

o†niebanalnej konstrukcji

z†czym zapewne zgodz¹

siÍ uwaøni Czytelnicy EP.

Przedstawiamy opis

szczegÛ³Ûw zwi¹zanych

z†uruchomieniem

i†kalibracj¹ regulatora.

Projekt

090

mosfer) 20mA

(I MAX ). Poniewaø za-

stosowano 8-bitowy

przetwornik A/C,

maksymalnie moøna

uzyskaÊ 256-stopnio-

w¹ rozdzielczoúÊ war-

toúci ciúnienia. Jeøeli za-

³oøymy rozdzielczoúÊ wska-

zaÒ rÛwn¹ 0,005MPa (5kPa),

to ìzuøyjemyî wÛwczas N W

stopni rozdzielczoúci prze-

twornika A/C: N W =1MPa/

0,005Pa=200.

NastÍpnie obliczmy war-

toúÊ pr¹du przypadaj¹c¹ na

jednostkÍ rozdzielczoúci prze-

twornika, zgodnie ze wzorem:

I IRP =(I MAX -I 0 )/N W =0,08mA.

Programowanie pamiÍci

wyúwietlacza PW

Programowanie pamiÍci

rozpoczynamy od pamiÍci

wyúwietlacza PW, w†ktÛrej

naleøy zapisaÊ charakterysty-

kÍ przetwornika ciúnienia.

W†naszym przyk³adzie bÍ-

dzie to przetwornik o†zakre-

sie pomiarowym 0..1MPa

z†wyjúciem pr¹dowym

4..20mA. Oznacza to, iø przy

ciúnieniu atmosferycznym

pr¹d wyjúciowy przetwornika

bÍdzie wynosi³ 4mA (I 0 ),

a†przy ciúnieniu 1MPa (10 at-

Tab. 3.

Wyjście cyfrowe Wskazania

Znaczenie

Uwagi

przetwornika A/C wyświetlacza

(dziesiętnie)

0 ÷ 40

Awaria − prąd w pętli Następuje

pomiarowej mniejszy zablokowanie

niż 3,2 mA

pompy PU

41 ÷ 49

Wartość ujemnej Do kalibracji

9 ÷ 1

odchyłki od zera przetwornika

50 ÷ 249

0 ÷ 995 Wskazania ciśnienia

( co 5 kPa )

250 ÷ 255

Przekroczenie

zakresu pomiarowego

Elektronika Praktyczna 10/2001

101

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Tab. 4.

Adresy

Wyjście danych pamięci PW

pamięci

Binarnie

Heksadecymalnie

Część znakowa Część pozycyjna

A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2D1 D0

0 0 10101001

0 1 10111010

1 0 00001000

1 1 00001000

Rys. 7.

NastÍpnie obliczmy

liczbÍ stopni N 0 rozdziel-

czoúci przetwornika A/C

przypadaj¹cych na niezwi¹-

zany z†samym pomiarem

pr¹d zerowy przetwornika

ciúnienia (I 0 =4mA): N 0 =I 0 /

I IRP =50 oraz sprawdzimy czy

8-bitowy przetwornik zapew-

ni nam za³oøon¹ rozdziel-

czoúÊ: N W +N 0 =250<256.

Okaza³o siÍ wiÍc, øe zmieú-

ciliúmy siÍ w†rozdzielczoúci

8-bitowego przetwornika A/

C, a†nawet mamy ma³y za-

pas. Mapa pamiÍci wyúwiet-

lacza PW (US2) zosta³a

przedstawiona w†Tabeli PW.

SkrÛtowy opis mapy przed-

stawia tab. 3 .

Zbyt ma³a wartoúÊ pr¹du

w†pÍtli pomiarowej (poniøej

3,2mA) jest uznawana za sy-

tuacjÍ awaryjn¹ - rozerwa-

nie linii. Na wyúwietlaczu

pojawia siÍ odpowiedni

symbol, a†pompa uzupe³nia-

j¹ca PU jest utrzymywana

w†stanie wy³¹czenia. Do blo-

kowania pompy wykorzystu-

je siÍ wyjúcie D3 pamiÍci

PW (US2), ktÛre za pomoc¹

negatora OC (US13/C) zwie-

ra kondensator C11 do ma-

sy. W†tym teø celu bajty wy-

úwietlaj¹ce symbol przerwy

maj¹ budowÍ przedstawion¹

w† tab. 4 .

Jak moøna zauwaøyÊ, pa-

miÍÊ wyúwietlacza podzielo-

no na czterobajtowe grupy,

w†ktÛrych kaødy bajt odpo-

wiada za jedn¹ z†cyfr wy-

úwietlacza. I†tak zapis:

- *1 - dotyczy najmniej zna-

cz¹cej cyfry,

- *2 - dotyczy cyfry úrodko-

wej,

- *4 - dotyczy najbardziej

znacz¹cej cyfry,

- *8 - steruje awaryjnym wy-

³¹czeniem pompy PU, gdzie

* oznacza znak do wyúwiet-

lenia.

o†nastawach i†wartoúci histe-

rezy, ktÛre zosta³y doprowa-

dzone do jej wejúÊ adreso-

wych (12 bitÛw).

Mapa pamiÍci PR jest two-

rzona na podstawie charakte-

rystyki przetwornika A/C.

SposÛb jej tworzenia zostanie

pokazany na przyk³adzie. Dla

przejrzystoúci wszystkie war-

toúci w† tab. 5 †s¹ podane w†po-

staci dziesiÍtnej.

Poniewaø do ustawienia

punktÛw pracy zaworu

i†pompy zastosowano na-

stawniki z³oøone z†dwÛch

segmentÛw, to nastawy moø-

na wykonywaÊ z roz-

dzielczoúci¹ do 0,01MPa

(10kPa). Ustawiaj¹c na na-

stawniku dla pompy punkt

pracy rÛwny 20kPa i†histere-

zÍ His=0, musimy zgodnie

z†tabel¹ wygenerowaÊ na

wyjúciu pamiÍci PR liczbÍ

54, gdyø taka jest wartoúÊ

otrzymana z†przetwornika A/

C dla tego ciúnienia. Jeøeli

zmienimy histerezÍ na

His=5kPa, to na wyjúciu pa-

miÍci PR otrzymamy liczbÍ

55 dla histerezy dodatniej

i†liczbÍ 53 dla ujemnej.

Z kolei ustawiaj¹c His=10kPa

otrzymamy liczby 56 i†52.

Znak histerezy ustalany jest

w†zaleønoúci od stanu, w†ja-

kim znajduje siÍ przekaünik

wyjúciowy. Gdy jest on wy-

³¹czony, to dla pompy musi

byÊ to histereza ujemna,

gdyø za³¹czenie jej nastÍpu-

je kiedy ciúnienie rÛwne jest

wartoúci nastawionej na na-

stawniku minus wartoúÊ his-

terezy (dla zaworu jest od-

wrotnie). Do sterowania zna-

kiem histerezy wykorzystuje

siÍ wyjúcia Q†uk³adÛw US10

i†US11.

Minimalna histereza dla

His=0 wynosi +5kPa, dlatego

ustawiaj¹c np. wartoúÊ histe-

rezy His=15kPa naleøy siÍ li-

czyÊ z tym, øe bÍdzie ona

w†rzeczywistoúci wynosi³a od

-15kPa do +20kPa.

PowtÛrnie ustawiamy war-

toúÊ pr¹du na 4†mA, co po-

winno spowodowaÊ wyúwiet-

lenie ì0î.

Jeøeli tak siÍ sta³o, to ka-

libracja jest skoÒczona. Gdy-

by nie uda³o siÍ uzyskaÊ dla

jednego ustawienia potencjo-

metru RH1 powyøszych

wskazaÒ na wyúwietlaczu, to

winÍ za to moøe ponosiÊ nie-

liniowoúÊ przetwornika A/C.

W†takim przypadku naleøy

zdj¹Ê charakterystykÍ prze-

twornika doúwiadczalnie

i†odpowiednio do niej zmo-

dyfikowaÊ zawartoúci pamiÍ-

ci PW i†PR.

Wykorzystuj¹c uk³ad do

kalibracji naleøy sprawdziÊ

dzia³anie regulatora dla rÛø-

nych nastaw i†wartoúci histe-

rezy.

Montaø i†kalibracja

Regulator najlepiej zamon-

towaÊ w†obudowie panelowej.

Niestety, na rynku bardzo

trudno dostaÊ takie obudowy

w†rozs¹dnej cenie. Dlatego teø

p³ytka regulatora zosta³a do-

pasowana do obudowy po sta-

rym mierniku analogowym.

Na p³ycie czo³owej regulatora

znajduje siÍ wyúwietlacz cyf-

rowy i†elementy nastawcze.

KalibracjÍ wykonuje siÍ

w†uk³adzie przedstawionym

na rys. 7 .

Procedura kalibracji po-

winna przebiegaÊ nastÍpuj¹-

co:

Uwagi koÒcowe

W†regulatorze moøna wy-

korzystaÊ dowolne pamiÍci

z†wyjúciem rÛwnoleg³ym, przy

czym pamiÍÊ wyúwietlacza

PW (US2) musi posiadaÊ mi-

nimum 10 wejúÊ adresowych

(np. 2716, 28C16), a†pamiÍÊ

regulatora PR (US3) 12 wejúÊ

(2764).

Przedstawione rozwi¹za-

nie sterownika ciúnienia jest

sprawdzone podczas wielolet-

niej bezawaryjnej pracy

w†rÛønych miejscach, takich

jak wÍz³y cieplne, stacje wo-

doci¹gowe i†instalacje sprÍøo-

nego powietrza.

Mariusz Dulewicz,

dulewicz@poczta.wp.pl

Za pomoc¹ rezystora RK

naleøy ustawiÊ wartoúÊ pr¹du

rÛwn¹ 4†mA.

Potencjometrem RH1 (we-

wn¹trz regulatora) naleøy

ustawiÊ wartoúÊ 0†na wy-

úwietlaczu cyfrowym.

ZwiÍkszamy pr¹d do war-

toúci 19,2mA i†tak krÍcimy

potencjometrem RH1, aby na

wyúwietlaczu uzyskaÊ wska-

zanie ì995î.

Tab. 5.

Ciśnienie Wyjście Nastawniki Wyjście PR Wyjście PR Wyjście PR Wyjście PR Wyjście PR

A/C x 10kPa His 0 His −5kPa His +5kPa His −10kPa His +10kPa

5kPa

10kPa

15kPa

20kPa

PamiÍÊ regulatora PR

Zadaniem pamiÍci regula-

tora jest wytworzenie na wyj-

úciu danych 8-bitowej liczby

z†zakodowan¹ informacj¹

25kPa

30kPa

35kPa

40kPa

102

Elektronika Praktyczna 10/2001

Elektronika Praktyczna 2/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: