Контроллер уровня универсальный

НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ
Контроллер предназначен для создания полнофункциональных систем автоматизации технологических процессов, в том числе:

– поддержания заданного уровня жидких или сыпучих веществ в различного рода резервуарах, емкостях, контейнерах и т.п.

– управления насосами, пополняющими накопительные или напорные резервуары

– управления насосами, подающими воду из скважин, откачивающими ее из различных емкостей и т.п.

– для управления группой подающих насосов в системах горячего и холодного водоснабжения.

Контроллер обеспечивает работу в автоматическом режиме по одному из 14 встроенных алгоритмов или в ручном режиме, от встроенных кнопок ручного управления на передней панели.

В качестве входных датчиков могут быть применены:

– кондуктометрические зонды;

– активные датчики с выходными ключами
n–p–n – типа («открытый коллектор»);

– механические контактные устройства
(«сухие контакты»);

– датчики с токовым выходом
0…5 , 0…20 или 4…20 мА;

Для управления насосами и другим оборудованием контроллер оснащен тремя встроенными электромагнитными реле.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основные технические характеристики контроллера приведены в таблице1.
Таблица 1

Наименование	Значение
Номинальное напряжение питания контроллера	220 В 50 Гц
Допустимые отклонения напряжения питания от номинального значения	+10 %…-15 %
Потребляемая мощность, не более	4 ВА
Количество встроенных алгоритмов работы	14
Количество входов	4
Напряжение встроенного в контроллер источника питания активных датчиков	12 ± 1 В (50 мА макс.)
Количество выходных реле	3
Допустимая нагрузка на контакты реле (при напряжении 220В и cos >0,6)	10 А
Защита входов от высокого напряжения, не менее	230 В переменного тока
Диапазон задания временных уставок	От 1секунды до 99 суток
Сопротивление жидкости, не более	400 КОм
Масса контроллера, не более	0,7 кг
Средняя наработка на отказ, не менее	6000 ч
Средний срок службы	5 лет

Внешний вид контроллера приведен на Рисунке 1



Рисунок 1
Габаритные и присоединительные размеры контроллера приведены в Приложении А.
КОМПЛЕКТНОСТЬ

Наименование изделия	Обозначение изделия	Количество, шт.
1 Контроллер уровня универсальный «Контур-У»	РЭЛС.421415.004	1
2 Комплект крепежных деталей	РЭЛС.421924.002	1
3 Тара потребительская	РЭЛС.323229.014	1
4 Тара транспортная	РЭЛС.321339.014	См. примечание
5 Руководство по эксплуатации	РЭЛС.421415.004 РЭ	1
Примечание – Поставка контроллеров в транспортной таре, в зависимости от количества изделий, по заявке Заказчика

УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

По способу защиты от поражения электрическим током контроллер выполнен, как управляющее устройство класса 0 с кожухом из изоляционного материала по ГОСТ Р МЭК 730–1–94.

По степени защиты от доступа к опасным частям и проникновению влаги контроллер соответствует IP 20 по ГОСТ 14254–96, со стороны передней панели IP 54.

ВНИМАНИЕ! В контроллере используется напряжение питания опасное для жизни человека.

В связи с наличием на клеммной колодке напряжения опасного для жизни человека, установка контроллера на объект эксплуатации должна производиться только квалифицированными специалистами.

При установке контроллера на объект эксплуатации, а также при устранении неисправностей и техническом обслуживании необходимо отключить контроллер и объект эксплуатации от питающей сети.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ попадание влаги на контакты клеммной колодки и внутренние электро– и радиоэлементы контроллера.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ эксплуатация контроллера в химически агрессивных средах с содержанием кислот, щелочей и пр.

Техническая эксплуатация и техническое обслуживание контроллера должны производиться только квалифицированными специалистами и изучившими настоящее РЭ.

При эксплуатации и техническом обслуживании контроллера необходимо соблюдать требования «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителем» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Конструктивно контроллер выполнен в пластмассовом корпусе щитового исполнения.

Подключение к контролеру напряжения питающей сети, датчиков и исполнительных устройств осуществляется через клеммную колодку, расположенную на задней стенке корпуса контроллера.

На передней панели управления и индикации контроллера в соответствии с рисунком 1 расположены:

— цифровой четырехразрядный индикатор;

— кнопки , , , , , , ;

— светодиодные индикаторы
«Вход1», «Вход2», «Вход3», «Вход4»,

, ,
Принцип действия контроллера
Контроллер преобразует аналоговые сигналы с датчиков уровня в логические и, в соответствии с выбранным алгоритмом, осуществляет включение/выключение встроенных реле.



Рисунок 2
Функциональная схема контроллера представлена на рис. 2.

В состав контроллера входят:

– входные устройства, предназначенные для приема сигналов с датчиков, и преобразования их в логические уровни (0 или 1) для блока логики;

– генератор измерительного напряжения, предназначенный для формирования измерительного напряжения различного рода (переменного или постоянного);

– блок логики, предназначенный для формирования сигналов управления выходными реле по принятым от входных устройств сигналам в соответствии с выбранным алгоритмом;

– выходные электромагнитные реле, предназначенные для управления исполнительными механизмами;

– светодиодные индикаторы, служащие для отображения информации о состоянии датчиков и выходных реле.

– цифровой светодиодный индикатор, служащий для отображения информации об уровнях сигнала на входах, режимах работы контроллера и значений уставок.
Контроллер имеет четыре входа, к каждому из которых могут быть подключены:

– кондуктометрические зонды,

– датчики, имеющие на выходе транзисторный ключ n–p–n – типа («открытый коллектор»)

– "сухой контакт" (кнопка, переключатель и т.п.)

– аналоговый сигнал в виде тока 0…5 , 0…20 или 4…20 мА).


Рисунок 3
Функциональная схема одного из четырех входных устройств показана на рисунке 3.

Аналоговый сигнал поступает сначала на линейный преобразователь, который преобразует входное напряжение в унифицированное значение от 0 до 100 условных единиц, имеющих смысл «процент от максимального значения». Соответствие между входным напряжением и условными единицами зависит от типа датчика и приведено в таблице 2, тип датчика настраивается в режиме программирования (раздел Изменение входных параметров).

На рисунке 3 показан нагрузочный резистор, подключенный ко входным клеммам. Этот резистор необходим только при использовании датчиков с токовым выходом, номиналы приведены в таблице 3. Для датчиков с токовым выходом напряжение, соответствующее 100 условных единиц выбрано так чтобы соответствовать максимальному току. Например, для датчика с выходом 0..5 мА на нагрузочном резисторе 390 ом (см. таблицу 3) при максимальном токе 5 мА будет падать 1.95 В, что соответствует 100 условных единиц.

Таблица 2

Тип датчика	Напряжение, соответствующее 0 условных единиц, В	Напряжение, соответствующее 100 условных единиц, В	Напряжение, соответствующее 1 условной единице, мВ
Кондуктометрический, механический, «открытый коллектор»	0	4.0	40
Токовый 0..5мА	0	1.95	19.5
Токовый 0..20 мА	0	2.0	20
Токовый 4..20 мА	0.4	2.0	16

После линейного преобразователя унифицированное значение поступает на компаратор, который сравнивает его с порогом срабатывания, задаваемым так – же в условных единицах. Если унифицированное значение больше чем порог срабатывания, на выходе компаратора появляется логическая 1, если оно меньше чем порог срабатывания то на выходе компаратора логический 0. В случае переменного измерительного напряжения, компаратор работает только при положительной полуволне измерительного напряжения.

Компаратор имеет гистерезис, позволяющий повысить помехоустойчивость входа. Предусмотрена регулировка гистерезиса в пределах 0-9 условных единиц. По умолчанию гистерезис=1 для всех входов.

После компаратора логический сигнал поступает на управляемый инвертор, который позволяет изменить логику работы входа. Инвертор управляется логическим параметром активный уровень, который можно настраивать для каждого входа в отдельности (как это сделать см. раздел «Изменение входных параметров»). Этот параметр определяет, при каком логическом уровне на выходе компаратора вход будет считаться активным (логический 0 или логическая 1). Если активный уровень=1 то выходной сигнал компаратора будет передан без изменений на блок логики, и вход будет считаться активным если входной сигнал больше порога срабатывания. Если активный уровень=0 то выходной сигнал компаратора будет инвертирован перед подачей на блок логики, и вход будет считаться активным если входной сигнал меньше порога срабатывания. По умолчанию активный уровень=0 для всех входов, что подходит для работы с кондуктометрическими датчиками и механическими контактами.

О том, как настроить порог срабатывания, активный уровень и гистерезис, рассказано в разделе Изменение входных параметров.
Типы датчиков
Кондуктометрические зонды. Схема подключения кондуктометрического зонда к контроллеру приведена на рис. 4. Для надежного определения уровня сопротивление жидкости не должно превышать 400 Ком.


Рисунок 4
Настройки, необходимые для подключения ко входу контроллера кондуктометрического датчика, следующие: тип датчика , параметр активный уровень=0, измерительное напряжение – переменное.

Переменное измерительное напряжение позволяет повысить чувствительность и долговечность кондуктометрических зондов.

Механические контакты. Такие датчики могут применяться для контроля уровня жидкостей в устройствах поплавкового типа. К этому типу так - же относятся тумблеры.


Рисунок 5
Схема подключения датчиков с механическими контактами на выходе приведена на рис. 5.

Настройки, необходимые для подключения ко входу контроллера механических контактов, следующие: тип датчика (такой - же как для активных датчиков), параметр активный уровень=0. Измерительное напряжение любое.
Активные датчики с выходными ключами n–p–n - типа («открытый коллектор»).

Датчики этого типа преобразуют происходящие под влиянием внешних факторов изменения соответствующих входных параметров (индуктивности, емкости и т.п.) в скачкообразное изменение проводимости их выходных транзисторных ключей.

Питание активных датчиков осуществляется от встроенного в контроллер источника постоянного тока напряжением 12 В или от внешнего блока питания (рис. 6).


Рисунок 6
Настройки, необходимые для подключения ко входу контроллера активного датчика, следующие: тип датчика , измерительное напряжение постоянное +5В, Параметр активный уровень=0, что подходит для работы с датчиками, выходные ключи которых при достижении веществом контролируемого уровня переключаются из разомкнутого (закрытого) состояния в замкнутое (открытое). Если датчик имеет обратную логику работы (разомкнутое состояние при достижении веществом контролируемого уровня) то параметр активный уровень должен быть=1.
Датчики с токовым выходом 0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА.

Для приема сигнала с датчиков этого типа к соответствующему входу контроллера необходимо подключить нагрузочный резистор так, как показано на рис. 7.



Рисунок 7
Номинал нагрузочного резистора выбирается согласно таблице 3. При указанных номиналах и токах падение напряжения на нагрузочном резисторе не превысит 2.0 В

Таблица 3

Ток, мА	Номинал резистора, Ом
0...5	390
0...20	100
4...20	100

Питание датчиков с токовым выходом осуществляется от встроенного в контроллер источника постоянного тока напряжением 12 В или от внешнего блока питания.

Настройки, необходимые для подключения ко входу контроллера датчиков с токовым выходом, следующие: тип датчика или или , измерительное напряжение любое.
Возможно подключение одного датчика одновременно к нескольким входам контроллера.

При параллельном подключении датчика с токовым выходом нагрузочный резистор следует подключать только к одному из входов контроллера (рис. 8).


Рисунок 8