МЕТАКОН-6305 многофункциональный ПИД-регулятор с таймером выдержки

МЕТАКОН-6305 - многофункциональный специализированный ПИД-регулятор для управления температурно-временными режимами работы электротермического оборудования  по следующим алгоритмам:

- Разогрев-Выдержка-Охлаждение

- непрерывный режим управления t с отсчётом времени выдержки по таймеру и формированием сигнала готовности

 

Особенности МЕТАКОН-6305

  • ПИД-регулятор с автонастройкой, управление мощностью либо ШИМ сигналом, либо аналоговым токовым сигналом
  • Возможность ретрансляции измеренного сигнала токовым сигналом (функция нормирующего преобразователя)
  • Сигнализатор (до 4 уровней)
  • Три таймера: - таймер пуска - таймер выдержки - таймер готовности
  • Управление работой контроллера температуры по 4 дискретным входам, с панели, по интерфейсу RS-485
  • Программируемое назначение дискретных выходов (сигналы компараторов (сигнализация), таймеров, функциональная сигнализация)
  • Встроенный источник питания 24 В для питания индикаторв, датчиков, исполнительных устройств, кнопок
  • Логгер
  • Счётчик моточасов
  • Управление работой, настройка параметров и сбор данных по интерфейсу RS-485

 

Функции МЕТАКОН-6305

  • Программный выбор типа входного сигнала
  • Линеаризация НСХ термопреобразователей, пирометров и ПМТ
  • Масштабирование линейных сигналов
  • Компенсация температуры холодного спая (может быть отключена пользователем)
  • Коррекция результатов измерения путем смещения на фиксированную величину
  • Извлечение квадратного корня из результата измерения
  • Ретрансляция измеренных сигналов в унифицированный токовый сигнал (0…5, 0…20, 4…20) мА
  • ПИД-регулирование с ШИМ-управлением и/или токовым выходным сигналом управления
  • Позиционное регулирование
  • Диагностика контура регулирования – функция LBA с ручным и автоматическим заданием параметров диагностики
  • Формирование временной диаграммы «Разогрев-Выдержка-Охлаждение»
  • Формирование сигналов трёх таймеров: пуска, выдержки, готовности
  • Запуск прибора с задержкой по таймеру пуска
  • Управление работой регулятора сигналами СТАРТ/СТОП, ПАУЗА, ТАЙМЕР, ПРЕДУСТАВКА по дискретным входам, с панели или по интерфейсу RS-485
  • Сигнализация при достижении заданного уровня (16 функций, до 4 уровней)
  • Сигнализация с функцией задержки срабатывания
  • Сигнализация с функцией отложенного срабатывания при первом включении
  • Переключение уставок на предуставки внешним дискретным сигналом
  • Диагностика и сигнализация аварийных ситуаций Функция логгера – фиксация минимального и максимального значения
  • Функция счетчика моточасов
  • Встроенный источник питания 24 В
  • Передача данных и управление по сети RS-485

 

Общие сведения

  • Высокая точность измерения и преобразования 0,1 %
  • Высокая температурная стабильность (0,0025 % / градус)
  • Гальваническая изоляция между собой входов, выходов, питания прибора, RS-485
  • Активный выход тока (не требуется дополнительный источник питания)
  • Одновременная индикация измеренного значения и уставок (или уровня сигнала управления, таймеров и других параметров) на двух 4-х разрядных цифровых дисплеях
  • Индивидуальная настройка состава оперативного меню
  • Программная настройка (конфигурирование) прибора
  • Ограничение доступа к конфигурированию с помощью пароля
  • Высокая помехозащищённость – класс 3 критерий А
  • Разъемные винтовые клеммы обеспечивают простой монтаж
  • Диапазон рабочих температур (0…50) °С Диапазон напряжений питания ~(85…265) В

Функциональная схема контроллера температуры МЕТАКОН-6305

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание функций

ПИД-регулирование

 

 

 

В регуляторе реализован ПИД-алгоритм управления, однако можно использовать и двухпозиционное регулирование (On/Off). Применение ПИД-алгоритма повышает точность регулирования в 5…100 раз по сравнению с двухпозиционным регулированием. Уровень сигнала управления может быть ограничен как снизу, так и сверху. ПИД-регулятор может формировать импульсный ШИМ-сигнал управления (управление твердотельными реле, пускателями, клапанами и т.п.) и/или непрерывный токовый сигнал (аналоговое управление регуляторами мощности, задвижками, частотными преобразователями).

 

Автонастройка

 

Режим автонастройки упрощает процедуру настройки параметров ПИД-регулятора и позволяет получать высокие результаты широкому кругу пользователей. Автонастройка проводится один раз, однако при значительных изменениях свойств объекта регулирования может потребоваться повторная автонастройка. Во избежание недопустимого перерегулирования в процессе автонастройки уровень автонастройки может быть смещён относительно уставки на величину At.SP.

 

Режимы работы регулятора

АВТО – режим автоматического регулирования

РУЧН – режим ручного управления, уровень сигнала управления задается кнопками ▲ и ▼

А/Н – режим автоматической настройки параметров регулятора с последующим переходом в режим автоматического регулирования

СТОП – режим остановки, в котором все дискретные выходы переходят в обесточенное состояние, а аналоговый – в 0 (4) мА

Назначение токового выхода

Назначение токового выхода программируется пользователем. Токовый выход может использоваться:

  • для ретрансляции входного измеренного сигнала – полный диапазон входного сигнала преобразуется в полный диапазон выходного
  • для формирования токового сигнала управления ПИД-регулятора
  • для формирования активного дискретного сигнала с максимальным током нагрузки 20 мА
    Диапазон токового сигнала выбирается пользователем: 0…5, 0…20, 4…20 мА

Таймер пуска

Таймер пуска позволяет запускать работу регулятора через заданное время. Используйте Таймер пуска для предварительной подготовки оборудования к моменту использования. Таймер пуска запускается:

  • внешним сигналом СТАРТ/СТОП
  • с передней панели
  • по интерфейсу RS-485

 

 

 

Таймер выдержки

Безусловный запуск непосредственно по сигналу ТАЙМЕР.

 Условный запуск после сигнала ТАЙМЕР:

А – при условии, что измеренная температура попадает в заданный допуск около уставки

Б – при условии, что текущая уставка достигнет активной уставки

В – при условии, что сработает компаратор 2 (или 3)

Если на момент подачи сигнала ТАЙМЕР условия уже выполняются, то Таймер выдержки запускается сразу. Таймер выдержки запускается:

  • внешним сигналом ТАЙМЕР
  • с передней панели
  • по интерфейсу RS-485

Поведение регулятора после окончания работы Таймера выдержки

​А – Таймер выдержки на работу регулятора не влияет, регулятор продолжает работать. Сигнал Таймера выдержки может подаваться на выходное реле для управления внешними устройствами, индикаторами и проч.

Б – Таймер выдержки останавливает работу регулятора, а сигнал управления равномерно уменьшается до нуля за заданное время t.Out

В – По окончании выдержки регулятор переходит с заданной скоростью на предуставку P.SP и продолжает регулировать на этом уровне

Г – По окончании выдержки регулятор переходит с заданной скоростью на предуставку P.SP, после чего сигнал управления равномерно уменьшается до нуля за заданное время t.Out

 

Таймер готовности

Запуск Таймера готовности

А – непосредственно после таймера выдержки

Б – после падения сигнала управления до нуля за время t.Out

В – после выхода на предуставку

Г – при срабатывании компаратора 3 (или 4)

 

 

 

 

Сигнал ПАУЗА

Действие сигнала ПАУЗА на работу Таймера выдержки

А – на отсчет времени не влияет

Б – приостанавливает отсчет времени

Действие сигнала ПАУЗА на работу регулятора

А – сигнал управления фиксируется на уровне на момент подачи сигнала ПАУЗА Б – сигнал управления фиксируется на заданном уровне dP

В – сигнал управления в частном случае равен 0 (dP=0) Г – сигнал управления фиксируется на уровне на момент подачи сигнала ПАУЗА, смещенном на заданную величину

 

 

 

Управление ПРЕДУСТАВКАМИ

Для регулятора и для 4 компараторов помимо набора УСТАВОК, можно предварительно задать набор ПРЕДУСТАВОК. Смена набора УСТАВОК на набор ПРЕДУСТАВОК производится:

  • внешним сигналом ПРЕДУСТАВКА
  • с передней панели
  • по интерфейсу RS-485

Функция счётчика моточасов

Сохранение в энергонезависимой памяти времени включенного состояния прибора.

Функция логгера

Фиксация в энергонезависимой памяти максимального и минимального значения измеренного технологического параметра с момента последнего сброса, возможность просмотра и удаления этих значений.

 

Большой выбор функций и режимов работы компараторов

  • программный выбор функций компараторов (16 типов функций)
  • для каждой из функций возможен режим отложенной сигнализации (блокировка при первом включении), режим задержки срабатывания компаратора
  • переключение уставок и предуставок компараторов внешним дискретным сигналом

Функции компараторов

Функции, гистерезис и уставки всех компараторов программируются независимо. Гистерезис Δ для функций 9–16 фиксирован и равен двум значениям младшего разряда измерительного индикатора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние величины зоны гистерезиса на работу компараторов в условиях сильных помех

 

 

 

 

 

 

Органы управления и индикации

Варианты применения

Периодическая загрузка и термическая обработка деталей в постоянно  разогретой электропечи

Описание работы
Печь предварительно разогревается, детали периодически закладываются в постоянно разогретую печь на заданное время. Время термообработки контролируется таймером выдержки регулятора. 

 

Особенности работы регулятора

 

  • Таймер пуска позволяет включить печь накануне, так чтобы она была разогрета к началу следующей смены.
  • При загрузке дверца печи открывается и от концевика на регулятор подается сигнал ПАУЗА. На это время регулятор либо обесточивает ТЭН (обеспечение безопасности при открытых спиралях), либо фиксирует мощность на таком уровне, чтобы минимизировать провал температуры за счет выветривания и размещения холодной детали. Поведение регулятора по сигналу ПАУЗА выбирается пользователем при настройке.
  • После загрузки и закрытия дверцы печи термист подает сигнал ТАЙМЕР. Отсчет времени выдержки начинается либо сразу, либо при достижении температуры в печи требуемого уровня. Режим запуска выбирается пользователем при настройке.
  • По окончании выдержки регулятор подает сигнал готовности. Термист открывает дверцу, выгружает деталь и загружает новую. Цикл завершен. При открытой дверце опять формируется сигнал ПАУЗА. Печь продолжает работать.

Термическая обработка детали по циклу «Разогрев – Выдержка – Охлаждение»

Описание работы
Деталь загружается в охлажденную печь, выполняется контролируемый разогрев печи вместе  с деталью с заданной скоростью, термическая обработка ведётся в течение заданного времени, контролируемое охлаждение электропечи производится вместе с деталью. 

 

Особенности работы регулятора
  • После загрузки и закрытия дверцы печи термист подает одновременно сигналы СТАРТ и ТАЙМЕР. Печь вместе с деталью начинает разогреваться с заданной скоростью.
  • Отсчет времени выдержки начинается либо сразу, либо при достижении температуры в печи требуемого уровня. Режим запуска Таймера выдержки выбирается пользователем при настройке.
  • По окончании выдержки регулятор начинает автоматически охлаждать печь. Варианты охлаждения выбираются пользователем при настройке:
  • - Сразу полное отключение ТЭНов и естественное охлаждение печи
    - Плавное равномерное уменьшение мощности нагрева за заданное время и соответствующее охлаждение печи
    - Плавное управляемое по температуре охлаждение с заданной скоростью с переходом на новый уровень температуры
  • Регулятор подает сигнал готовности при выполнении условия, которое выбирается пользователем при настройке:
  • - Сразу после окончания времени выдержки
    - После снижения мощности нагрева до нуля
    - После перехода на заданный уровень температуры

Применение регуляторов МЕТАКОН в опасном производстве

Регуляторы МЕТАКОН имеют РАЗРЕШЕНИЕ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору № РРС 00-32521 на применение на поднадзорных производствах и объектах.

 

В зависимости от используемых барьеров искробезопасности, регуляторам МЕТАКОН присвоена маркировка взрывозащиты:

 

[Exia]II C, [Exia]II C X, [Exib]II C, [Exia]II B X

 

Технические характеристики ПИД-регулятора МЕТАКОН-6305

 
Измерительный вход Универсальный (термопары, термосопротивления, датчики вакуума, пирометры, напряжение, ток)
Основная погрешность измерений, не более ± 0,1 %
Встроенный источник питания 24 ± 1,2 В, 100 мА
Скорость обмена по RS-485 до 115,2 кбит/с
Номинальное напряжение питания 220 ± 22 В, 50 Гц, 20 В·А
Допустимый диапазон напряжений питания 85…265 В
Монтаж Щитовой, монтажное окно 92 х 46 мм
Габариты / панель 116 х 48 х 132 мм / 96 х 48 мм
Корпус КА-Щ2
Условия эксплуатации Закрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов Температура: 0…50 °С Влажность: 80 % при 35 °С
Масса, не более 800 г
Гарантия 36 месяцев

Помехоустойчивость регуляторов

Помехоустойчивость регуляторов соответствует 3 степени жесткости (промышленные условия эксплуатации) с критерием функционирования А (помехи не оказывают никакого влияния на работоспособность регулятора).

Типы и диапазоны входных сигналов

Тип входного сигнала

Диапазон измерения

Погрешность

Напряжение 0…50 мВ ± 50 мкВ
0…1000 мВ ± 2 мВ
Ток 0…5 мА ± 20 мкА
0…20 мА ± 20 мкА
4…20 мА ± 20 мкА
Хромель-алюмель ХА(K)* -100…+1300 °С ± 1 °С
Хромель-копель ХК(L) -100…+600 °С ± 1 °С
Нихросил-нисил НН(N) -50…+1300 °С ± 1 °С
Железо-константан ЖК(J)/p> -100…+900 °С ± 1 °С
Платина-10 % Родий/Платина ПП(S) 0…1600 °С ± 9 °С (0…500) °С
± 5 °С (500…1700) °С
Платина-13 % Родий/Платина ПП(R) 0…1600 °С ± 2 °С
Платина-30 % Родий/Платина-6 % Родий ПР(В) 300…1700 °С ± 5 °С
Медь/константан MK(T) -150…+400 °С ± 1,3 °С
Хромель/константан XKн(Е) -150…+1000 °С ± 0,8 °С
Вольфрам-рений ВР(А-1) 0…2200 °С ± 4 °С (0…2000) °С
± 5 °С (2000…2200) °С
Вольфрам-рений ВР(А-2) 0…1800 °С ± 4 °С (0…1500) °С
± 5 °С (1500…1800) °С
Вольфрам-рений ВР(А-3) 0…1800 °С ± 4 °С (0…1500) °С
± 5 °С (1500…1800) °С
РК-15 800…1500 °С ± 3 °С
РС-20 900…2000 °С ± 1 °С
ПМТ-2 0,1…500 мкм рт. ст. 0,15…80 мкм рт. ст.
ПМТ-4 0,1…200 мкм рт. ст. 0,15…80 мкм рт. ст.
Сопротивление 0…500 Ом 0,5 Ом
100М -180…+200 °С ± 0,3 °С
50М -180…+200 °С ± 0,3 °С
100П -200…+850 °С ± 0,3 °С
50П -200…+850 °С ± 0,3 °С
Pt100 -200…+850 °С ± 1 °С
 
Примечание*: При выпуске прибор сконфигурирован на работу с ТП типа хромель-алюмель ХА(K).
 
Выходы
 
Название выхода Назначение Тип выхода Характеристики
AO 1

Назначение программируется:

Сигнал управления токовый

 

Токовый, гальванически изолированный

0…5,0…20, 4…20 мА
Сигнал ретрансляции АТ Активный ключ  
DO 1 Сигнал регулятора, компараторов, таймеров Р электромеханическое реле, замыкание 250 В, 5 А
Т транзистор n-p-n с ОК 60 В, 150 мА
С драйвер управления симистором 600 В, 1 А имп.
DO 2 Р электромеханическое реле, замыкание 250 В, 5 А
DO 3 Р электромеханическое реле, переключение 250 В, 5 А
DO 4 Р электромеханическое реле, переключение 250 В, 5 А>
DC 24 V Питание нормирующих преобразователей, индикаторов, реле Источник питания 24 В, 100 мА макс. стабилизированный
RS-485 Передача данных по сети Интерфейс RS-485 115,2 кбит/с макс.

Назначение дискретных выходов DO1…DO

 

Каждый выход может быть подключен:

  • к ШИМ-сигналу управления регулятора
  • к выходам компараторов 1…4
  • к выходам таймеров пуска, выдержки, готовности
  • к функциональной сигнализации
  • не подключен

      К одному источнику может быть подключено сразу несколько выходов

 

 

 

 

 

Разъёмный клеммный соединитель облегчает монтаж-демонтаж прибора и снижает риск неправильного подключения сигнальных и силовых проводов при монтаже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема подключения