ТРМ251 ПИД-регулятор с пошаговыми программами и RS-485

Изучив опыт использования промышленных регуляторов с интегрированным таймером и функцией выполнения программ технолога (ТРМ501, ТРМ151, МПР51), компания ОВЕН представила на рынок ТРМ251 – программируемый ПИД-регулятор. Этот прибор сочетает в себе возможности современного и универсального инструмента для управления технологическими процессами, простоту в использовании, интуитивно понятный интерфейс для оператора и надежность, обеспеченную применением современных компонентов. ТРМ251 соответствует классу «А» по электромагнитной совместимости в условиях промышленного применения.

Назначение прибора ОВЕН ТРМ251

Одноканальный программный ПИД-регулятор ОВЕН ТРМ251 применяется для управления многоступенчатыми температурными режимами в системах управления электропечами (камерными, элеваторными, шахтными, плавильными и др.).

Прибор имеет удобный, интуитивно понятный человеко-машинный интерфейс.

Прибор выпускается в корпусах 2-х типов: настенном Н и щитовом Щ1.

Функциональные возможности прибора ОВЕН ТРМ251

• Два универсальных входа (основной и резервный)
• Функция резервирования датчиков – автоматическое включение резервного датчика в случае отказа основного
• Время опроса входа – 300 мс
• Программное пошаговое ПИД-регулирование – 3 программы технолога по 5 шагов
• Автонастройка ПИД-регулятора по современному эффективному алгоритму
• Три управляющих выхода:
  • управление исполнительным механизмом (э/м реле, транзисторная или симисторная оптопара, 4...20 мА, выход для управления внешним твердотельным реле)
  • сигнализация о выходе регулируемой величины за заданные пределы (э/м реле)
  • сигнализация о неисправности датчика или обрыве контура регулирования LBA (э/м реле) или регистрация (4...20 мА)
• Удобный человеко-машинный интерфейс
• Сетевой интерфейс RS-485 (протоколы Modbus RTU/ASCII, ОВЕН)
• Конфигурирование на ПК или с лицевой панели прибора
• Функция сохранения образа EEPROM

Технические характеристики

Напряжение питания	90...245 В переменного тока
Частота напряжения питания	47...63 Гц
Потребляемая мощность	не более 6 ВА
Количество универсальных входов	2 (основной и резервный)
Минимальное время опроса датчика	0,3 с
Количество выходных элементов	3
Тип интерфейса связи	RS-485
Протоколы передачи данных	ОВЕН, Modbus RTU, Modbus ASCII
Скорость передачи данных:
– по протоколу ОВЕН	2,4; 4,8; 9,6; 14,4; 19,6; 28,8; 38,4; 57,6; 115,2 кбит/с
– по протоколу Modbus RTU/ASCII	9,6; 14,4; 19,6; 28,8; 38,4; 57,6; 115,2 кбит/с
Габаритные размеры (мм) и степень защиты корпуса:
– настенный Н	130×105×65, IP44
– щитовой Щ1	96×96×70, IP54 со cтороны передней панели
Масса прибора	не более 0,5 кг

Характеристики измерительных датчиков

Тип датчика	Диапазон измерений	Разрешающая способность*	Предел основной приведенной погрешности
ТСМ 50М/100М (W100=1,426)	–50…+200 °С	0,1 °С	±0,25 %
ТСМ 50М/100М (W100=1,428)	–99…+200 °С	0,1 °С
ТСП 50П/100П (W100=1,391)	–200…+750 °С	0,1 °С
ТСП 50П/100П (W100= 1,385), Pt100	–200…+750 °С	0,1 °С
ТСП 500П/1000П (W100=1,391)	–200…+750 °С	0,1 °С
ТСП 500П/1000П (W100=1,385), Pt1000	–200…+750 °С	0,1 °С
ТСП 100Н/1000Н (W100=1,617)	–60…+180 °С	0,1 °С
ТСМ гр. 23	–50…+180 °С	0,1 °С
ТХК (L)	–200…+800 °С	0,1 °С	±0,5 %
ТХА (К)	–200…+1300 °С	0,1 °С
ТЖК (J)	–200…+1200 °С	0,1 °С
ТНН (N)	–200…+1300 °С	0,1 °С
ТПП (S), ТПП (R)	0…+1750 °С	0,1 °С
ТПР (B)	+200…+1800 °С	0,1 °С
ТВР (А-1)	0…+2500 °С	0,1 °С
ТВР (А-2)	0…+1800 °С	0,1 °С
ТВР (А-3)	0…+1800 °С	0,1 °С
ТМК (Т)	–200…+400 °С	0,1 °С
Сигнал тока 0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА	0…100 %	0,1 %	±0,25 %
Сигнал напряжения –50…+50 мВ, 0…1 В	0…100 %	0,1 %
* При измерении температуры выше 999,9 °С и ниже минус 99,9 °С разрешающая способность прибора 1 °С

Характеристики выходных элементов

Обозначение	Тип выходного элемента (ВЭ)	Электрические характеристики
Р	электромагнитное реле	для ВЭ1 – 4 А, для ВЭ2, ВЭ3 – 2 А при 220 В 50 Гц, cos φ>0,4
К	транзисторная оптопара n–p–n типа	400 мА при 60 В пост. тока
С	симисторная оптопара	50 мА при 250 В (пост. откр. симистор) или 400 мА (симистор вкл. с частотой 50±1 Гц и tимп. не более 2 мс)
И	цифроаналоговый преобразователь «параметр–ток 4…20 мА»	сопротивление нагрузки 0…1300 Ом напряжение питания 10...36 В
Т	выход для управления внешним твердотельным реле	выходное напряжение 4...6 В максимальный выходной ток 70±20 мА

Условия эксплуатации

Температура окружающего воздуха	+1...+50 °С
Атмосферное давление	84...106,7 кПа
Относительная влажность воздуха (при +35 °С и ниже без конденсации влаги)	не более 80 %

Функциональная схема прибора

Измерительный канал с функцией резервирования датчика

ТРМ251 в обычном режиме осуществляет одноканальное регулирование по показаниям основного датчика, подключенного ко входу 1. В случае отказа основного датчика (обрыв, короткое замыкание и т.п.) прибор автоматически переключается на регулирование по показаниям резервного датчика, подключенного ко входу 2.

Универсальные входы

Входы ТРМ251 – универсальные, к ним подключаются все наиболее распространенные типы датчиков:

• термопреобразователи сопротивления типа ТСМ/ТСП/ТСН;
• термопары TХК(L), ТХА(К), ТЖК(J), ТНН(N), ТПП(R), ТПП(S), ТПР(В), TВР(А_1,2,3), ТМК(Т);
• датчики с унифицированным выходным сигналом тока 0(4)...20 мА, 0...5 мА или напряжения 0...1 В, –50...+50 мВ.

ПИД-регулирование с автонастройкой

ТРМ251 позволяет управлять объектом с высокой точностью благодаря ПИД-регулированию. В приборе реализована функция автонастройки ПИД-регуляторов, избавляющая пользователя от трудоемкой операции ручной настройки.

Если в особой точности нет необходимости, прибор может работать в режиме двухпозиционного регулирования.

Современный эффективный алгоритм АВТОНАСТРОЙКИ ПИД-регулятора: 

разработан компанией ОВЕН совместно с ведущими российскими учеными  

При автонастройке прибор вычисляет оптимальные для данного объекта значения коэффициентов ПИД-регулирования. Последующая несложная ручная подстройка позволяет свести к минимуму перерегулирование.

Регулирование по программе, заданной технологом

ТРМ251 управляет технологическим процессом по программе, которая представляет собой последовательность шагов. Шаг включает в себя 2 стадии:

• нагрев (или охлаждение) до заданной температуры в течение заданного времени роста;
• поддержание температуры на уровне уставки в течение заданного времени выдержки.

Пример программы для ТРМ251

ТРМ251 может хранить в памяти 3 программы по 5 шагов в каждой

Управление исполнительными механизмами

Для регулирования температуры или другой физической величины прибор управляет исполнительным механизмом, подключенным к выходному элементу 1 (ВЭ1). Тип ВЭ1 в зависимости от подключаемой нагрузки пользователь выбирает при заказе:

• реле 4 А 220 В;
• транзисторная оптопара n–p–n_типа 400 мА 60 В;
• симисторная оптопара 50 мА 250 В;
• ЦАП «параметр–ток 4...20 мА»;
• выход 4...6 В 70 мА для управления твердотельным реле.

Сигнализация о выходе регулируемой величины за заданные пределы

ТРМ251 контролирует нахождение регулируемой величины в установленных границах. При выходе за границы технологический процесс не прерывается, но выдается предупреждение и срабатывает выходной элемент 2 (э/м реле 2 А 220 В), к которому можно подключить различные сигнальные устройства (лампу, звонок и т.п.).

Контроль исправности датчиков и контура регулирования

ТРМ251 контролирует работоспособность:

• основного и резервного датчиков (проверка на обрыв, замыкание, выход за допустимый диапазон и т. д.)
• контура регулирования (LBA-авария).

В случае отказа одного из датчиков включается функция резервирования, при этом выдается предупреждающее сообщение.

В случае неисправности обоих датчиков или контура регулирования прибор останавливает технологический процесс и сигнализирует об аварии с индикацией ее причины. Возможно подключение внешней сигнализации о неисправности системы, если при заказе в качестве ВЭ3 установлено э/м реле 2 А 220 В (модификация ТРМ251-Х.ХРР).

Регистрация измеряемой величины

ТРМ251 может осуществлять преобразование измеряемой величины в сигнал тока 4...20 мА для регистрации на внешнем носителе. Для этого при заказе в качестве ВЭ3 должен быть установлен ЦАП 4...20 мА (модификация ТРМ251-Х.ХРИ).

Интерфейс RS-485

В ТРМ251 установлен модуль интерфейса RS-485, позволяющий:

• дистанционно запускать и останавливать программу технолога;
• конфигурировать прибор на ПК (программа-конфигуратор предоставляется бесплатно);
• регистрировать на ПК параметры текущего состояния.

ТРМ251 может работать в сети только при наличии в ней мастера. Мастером сети RS-485 может быть персональный компьютер, программируемый контроллер, например ОВЕН ПЛК, панель оператора ОВЕН ИП320 и др.

Подключение ТРМ251 к ПК производится через адаптер ОВЕН АС3-М или АС4.

Поддержка протоколов ОВЕН и Modbus

Для сетевого обмена с ТРМ251 пользователь может выбрать один из трех протоколов: ОВЕН, Modbus RTU, Modbus ASCII. Конфигурирование ТРМ251 осуществляется по протоколу ОВЕН.

Поддержка универсального протокола Modbus позволяет ТРМ251 работать в одной сети с контроллерами и модулями как фирмы ОВЕН, так и других производителей.

Интеграция в АСУ ТП

При интеграции ТРМ251 в АСУ ТП в качестве программного обеспечения можно использовать SCADA-систему Owen Process Manager или какую-либо другую программу.

Компания ОВЕН бесплатно предоставляет для ТРМ251:

• 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.

Модификации

ТРМ251-Х.ХРХ