Устройство и принцип работы котроллёра-сборщика КСМ4

Прибор контроллёр-сборщик микропроцессорный КСМ4 выполнен на основе микроконтроллеров семейства PICmicro фирмы Microchip Techology Inc. и выполняет функции измерения уровней сигналов температурных и токовых датчиков, анализа состояния дискретных входов, регистрации и подсчета количества импульсов на дискретных частотных входах, формирования по записанному в прибор алгоритму управляющих воздействий с помощью дискретных выходов, а также обмен информацией с пультом.

Температурные измерения основаны на запитке термопреобразователей сопротивления типа ТСМ50 источником стабилизированного тока с последующим измерением падения напряжения на нем с помощью 12-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера, который по результатам измерений вычисляет и формирует цифровой код текущего значения температуры с весом младшего разряда 0,05°С.

С целью повышения достоверности результата в условиях значительного уровня промышленных помех температурные измерения синхронизованы с полупериодом сетевой частоты 50 Гц и цифровым способом фильтруются микроконтроллером. Периодичность обновления результата измерения температуры каждого канала составляет 160 мс.

Определение уровней токовых сигналов основано на включении последовательно в цепь каждого из них прецизионного резистора типа С2-29 номиналом 249 Ом и разбросом 0,1 %. По результатам цифровой обработки измерений падения напряжения на этом резисторе микроконтроллер формирует соответствующий цифровой код с весом младшего разряда 5,02 мкА.

Прибор имеет в своем составе шесть функционально законченных узлов: модуль интерфейса термометров МИТ1, модуль токовых входов МТВ1, модуль ввода МВ1, модуль ключей МК1, модуль интерфейса МИ1 и ячейку коммутации ЯК1.

ЯК1 является центральным узлом прибора. В ее задачи входит сбор информации с измерительных модулей МИТ1 и МТВ1 и модуля МВ1, прием блока данных настройки прибора от вторичного прибора или ЭВМ верхнего уровня посредством модуля МИ1, анализ телеметрического информационного пространства и массива данных настройки прибора, формирование на основе этого анализа соответствующих управляющих воздействий для модуля МК1, атакже связь с пультом через модуль МИ1.

Модуль МИТ1 состоит из шести одинаковых гальванически изолированных друг от друга и от общего провода прибора каналов измерения сигналов с термопреобразователей сопротивления ТСМ50. В каждом канале обеспечивается запитка термопреобразователя сопротивления ТСМ50 искробезопасным стабилизированным током, масштабирование и аналоговая фильтрация падений напряжений на нем для согласования с уровнем полной шкалы шкалы АЦП микроконтроллера данного канала. Микроконтроллеры (МКР) всех каналов модуля МИТ1 передают в ЯК1 результаты измерений по линиям синхронного обмена в последовательном коде.

Модуль МТВ1 состоит из шести аналогичных по построению гальванически изолированных друг от друга и от общего провода прибора каналов токовых сигналов. В каждом канале обеспечивается возможность запитки искробезопасным напряжением +24 В датчиков, имеющих стандартный токовый выход 4...20 мА, преобразование «ток-напряжение» входного токового сигнала и последующее измерение его преобразованного значения АЦП МКР данного канала. МКР всех каналов модуля МТВ1 передают в ЯК1 результаты измерений по линиям синхронного обмена в последовательном коде.

Модуль МВ1 обеспечивает гальваническую изоляцию и определение состояний контактов внешних устройств автоматики, запитку искробезопасным напряжением четырех дискретных входов и формирование информационного поля дискретных и дискретных частотных входов для ЯК1. Модуль МК1 обеспечивает гальваническую изоляцию и согласование уровней управляющих сигналов ЯК1 и входов внешних устройств промышленной автоматики и представляет собой восьмиканальный формирователь выходных сигналов типа «сухой контакт». Модуль МИ 1 обеспечивает связь с ЭВМ верхнего уровня посредством интерфейса RS-485, преобразование линий асинхронного обмена ЯК1 и вторичного прибора в физическое соединение типа «токовая петля», ввод шин внешнего источника питания прибора, а также подключение пульта.

Прибор выполнен в металлическом корпусе.

Внутри корпуса закреплена ЯК1, выполняющая одновременно функции кросс-платы.Модули вставляются по направляющим с передней стороны прибора во врубные разъемы ЯК1. Данные узлы представляют собой печатные платы, имеющие с одной стороны два разъема связи с ЯК1, а с другой стороны разъемы связи с внешними устройствами (датчиками, устройствами сигнализации и т.п.). Этой же стороной плата крепится к металлической панели, обеспечивающей фиксацию узла в корпусе прибора и предохраняющей прибор от проникновения посторонних предметов.

К металлическим панелям модулей прикреплены декоративные шильдики, на которых нанесены наименования подключаемых к разъемам модулей устройств или сигналов и обозначения контактов разъемов. Кроме того, на панелях модулей имеется узел, облегчающий извлечение модуля из корпуса прибора при использовании съемника, входящего в комплект поставки прибора.

Все модули, кроме МИТ1 и МТВ1, имеют определенное место установки в корпус прибора. Для предотвращения неправильной установки модуля в корпус (разъемы ЯК1), разъемы различных модулей имеют различные типономиналы. Исключение составляют модули МИТ1 и МТВ1, полностью взаимозаменяемые по установке.

Задняя панель корпуса прибора имеет отверстия, предназначенные для установки прибора на винты, предварительно зафиксированные на опорных балках внутри щита или стойки потребителя. Подача напряжения питания на прибор и осуществление защитного заземлениякорпуса прибора осуществляется через разъем МИ1. Кроме того, на панели МИ1 имеются светодиодные индикаторы наличия напряжения питания прибора «ПИТАНИЕ», нормального функционирования прибора «РАБОТА», состояния связи по интерфейсу RS-485 «ПРИЕМ» и «ПЕРЕДАЧА».

Пульт содержит в своем составе микроконтроллер PIC16F876A-I/SP, ЖКИ и клавиатуру. В процессе работы пульт осуществляет непрерывный обмен данными с ЯК1 прибора и выводит на индикатор текущие значения измеренных параметров. Индицируемые параметры и режимы индикации выбираются пользователем с клавиатуры. Ввод значений настроек производится с клавиатуры в режиме программирования прибора. Описание режимов индикации и управления пультом приведены в руководстве по эксплуатации на прибор.

Питание пульта и обмен данными с прибором производится посредством соединительного кабеля, входящего в комплект поставки. Пульт выполнен в металлическом корпусе. Внутри корпуса закреплена печатная плата, на которой собрана электрическая схема пульта, а также смонтированы ЖКИ и клавиатура. На задней стороне платы установлен разъем питания и связи с прибором. Передняя и задняя стенки пульта закрыты панелями с декоративными шильдиками. Передняя панель имеет пазы для ЖКИ и клавиатуры, а также резьбовые отверстия с невыпадающими винтами, предназначенными для установки пульта на щит потребителя.

Задняя панель имеет паз для подключения соединительного кабеля, а также клемму заземления.

Установка прибора

• Прибор устанавливается внутри щита или стойки потребителя на винты, входящие в состав прибора, которые предварительно установлены и зафиксированы гайками на опорных балках щита или стойки потребителя, и закрепляется барашковыми гайками, входящими в комплект поставки прибора.
• Сведения по установке, подготовке к работе и работе прибора даны в руководстве по эксплуатации УНКР.466514.009 РЭ.
• Схемы подключений к прибору внешних устройств даны в руководстве по эксплуатации УНКР.466514.009 РЭ