Назначение
Контроллеры цифровые типа U серий UT, ЦР, ЦМ, UD (далее - контроллеры) предназначены для измерения сигналов напряжения и силы постоянного электрического тока, сигналов от термопар (ТП) и термопреобразователей сопротивления (ТС) различных градуировок, вычисления управляющего воздействия и выработки управляющего сигнала.
Контроллеры применяются для измерения и регулирования технологических параметров в различных отраслях промышленности.
Описание
Принцип действия контроллеров основан на измерении и преобразовании входных электрических сигналов в цифровую форму при помощи аналого-цифрового преобразователя интегрирующего типа с последующим отображением результатов измерений на цифровом дисплее и вычислением управляющего воздействия, которое после цифроаналогового преобразователя поступает на управляющий выход контроллера и далее на исполнительное устройство.
Конструктивно контроллеры выполнены в пластиковых неразборных корпусах щитового монтажа, что защищает измерительные компоненты от несанкционированного доступа. На лицевой панели расположены дисплей, светодиоды для отображения состояния устройства и функциональные клавиши для оперативного управления и настройки контроллеров. Имеются также модели шкафного исполнения, отличающиеся от аналогов отсутствием дисплея и клавиш на передней панели, при этом полностью соответствуя им функционально. Настройку таких моделей, а также стандартных контроллеров, оснащенных дисплеем, можно производить с помощью специального программного обеспечения для ПК. Связь контроллера с ПК в таком случае осуществляется либо через стандартные порты Ethernet или RS-485, либо с помощью специализированных USB-кабелей, подключаемых к сервисному порту контроллера, либо к ИК-адаптеру, который устанавливается на переднюю панель контроллера.
Контроллеры могут выполнять функцию непрерывного пропорционального - интегрального - дифференциального (ПИД) -регулирования параметров, позиционного регулирования, управления по программному шаблону, управления нагревом/охлаждением, управления с коррекцией по положению регулирующего органа. Поддерживаются такие режимы, как одноконтурный, каскадный, автоселекторный, отработка удаленной уставки, поступающей из систем верхнего уровня, и др. Контроллеры могут работать как автономно, так и синхронизированно: по равноправной (однораноговой) связи, либо в режиме «основной-подчиненный», когда один из контроллеров транслирует задание на одно или несколько подчиненных устройств. Кроме того, контроллеры могут использоваться в ручном режиме в качестве задатчиков, позволяя оператору изменять управляющее воздействие на исполнительное устройство вручную.
Контроллеры моделей UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A поддерживают программирование на языке релейно-контактной логики, позволяющее использовать основные и дополнительные аналоговые и дискретные входы и выходы в пользовательских программах реализующих различную управляющую логику по аналогии с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК). Программируемый режим может использоваться как для вычисления входных и выходных сигналов ПИД-контура, так и независимо от него.
Различные модели контроллеров отличаются количеством входных и выходных каналов, типами измеряемых сигналов, типами дисплея, размерами встроенной энергонезависимой памяти, габаритными размерами и массой.
Программное обеспечение
Для преобразования измеренных аналоговых сигналов в цифровой код и преобразования управляющего воздействия в аналоговый сигнал используются алгоритмы, реализованные в базовом программном обеспечении (БПО) и записанные в постоянной памяти контроллеров. БПО устанавливается в энергонезависимую память на заводе-изготовителе во время производственного цикла. Оно недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования прибора, что соответствует уровню защиты «высокий» в соответствии с требованиями п. 4.3 Р 50.2.077-2014.
Метрологические характеристики контроллеров нормированы с учетом влияния на них БПО.
Для конфигурирования контроллеров UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A, UM33A и просмотра данных с помощью ПК используется прикладное программное обеспечение (ППО) LL50A. ППО LL50A не имеет доступа к энергонезависимой памяти контроллеров и не позволяет заменять или корректировать БПО.
Идентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в таблицах 1 - 2.
Таблица 1 Идентификационные данные ПО для серий UT130, UT150, UP 150, UD310
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| UT130 UT150 | UP150 | UD310 |
| Идентиф икационное наименование БПО | S1 и выше | S1 и выше | S1 и выше |
| Номер версии (идентификационный номер) БПО | 1.01 и выше | P.01 и выше | D.01 и выше |
| Цифровой идентификатор БПО | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | не используется |
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО для серий UT35A, UT52A, UT55A, UM33A, UP35A, UP55A, UT75A, UP32A_
| Идентификационные данные (признаки) | Значения | |
| UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UM33A, UP35A, UP55A | UT75A, UP32A | UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UM33A, UP32A, UP35A с опцией/S041 |
| Идентиф икационное наименование БПО | S1.01 и выше | S11.01 и выше | S11.01 и выше |
| Номер версии (идентификационный номер) БПО | 1.01.01 и выше | 1.02.01 и выше | 1.70.01 и выше |
| Цифровой идентификатор БПО | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | не используется |
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики приведены в таблицах 3 - 11. Метрологические характеристики указаны с учетом встроенного ПО.
| Тип входного сигнала | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений |
| Сигналы от термопар |
| | от -199 до +999 °С | | |
| К | от 0 до +600 °С | | |
| от 0 до +400 °С | | ±(2,0 °С+1 е.м.р.) |
| | от -199 до +200 °С | |
| J | от -199 до +999 °С | 1 °С | ±4,0 °С в диапазоне от -200 до -100 °С; ±3,0 °С в диапазоне от -100 до 0 °С |
| Т | от -199 до +400 °С | |
| E | от -199 до +999 °С | |
| L | от -199 до +900 °С | | |
| U | от -199до +400 °С | | |
| Сигналы от термопреобразователей сопротивления |
| JPt100 | от -199 до +500°С | | |
| Pt100 | от -199 до +850 °С | 1 °С | |
| (W100 = 1,381) | от 0 до +400°С | ±(1,0 °С+1 е.м.р.) |
| | от -199 до +200 °С | | |
| | от -19,9 до +99,9 °С | 0,1 °С | |
Таблица 4 - Метрологические характеристики контроллеров серий UT150, UP 150, UD310
| Тип входного сигнала | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений |
| Сигналы от термопар |
| N | от -200 до +1300 °С | 1 °С | ±(2,0 °С+1 е.м.р.) ±4,0 °С в диапазоне от -200 до -100 °С ±3,0 °С в диапазоне от-100 до 0 °С |
| К | от -270 до +1370 °С |
| от 0 до +600,0 °С от 0 до +400,0 °С от -199,9 до +200,0 °С | 0,1 °С |
| J | от -199,9 до +999,9 °С |
| Т | от -199,9 до +400,0 °С |
| E | от -199,9 до +999,9 °С |
| L | от -199,9 до +900,0°С |
| U | от -199,9 до +400,0 °С |
| S, R | от 0 до +1700 °С | 1 °С | ±5 °С ±9 °С в диапазоне от 0 до +500 °С |
| B | от 0 до +1800 °С | ±9 °С в диапазоне от 0 до +400 °С погрешность не нормируется |
| Сигналы от термопреобразователей сопротивления |
| JPt100 | от -199,9 до +500,0 °С | 0,1 °С | ±(1,0 °С+1 е.м.р.) |
| Pt100 (W100 = 1,381) | от -199,9 до +850,0 °С от 0 до +400,0 °С от -199,9 до +200,0 °С от -19,9 до 99,9 °С |
| Тип входного сигнала | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Измерение напряжения постоянного тока |
| 0-100 мВ | от 0 до 100 мВ | 0,1 мВ | ±(0,3 %+1 е.м.р) |
| 0-5 В | от 0 до 5 В | 0,001 В |
| 1-5 В | от 1 до 5 В | 0,001 В |
| 0-10 В | от 0 до 10 В | 0,01 В |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопар ±2,0 °С (в диапазоне температур от 0 до плюс 50 °C).
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей для контроллеров UT130, UT150, UP150, UD310:
а) абсолютной и/или приведенной погрешности от изменения температуры окружающей среды на 10 °C:
±20 мкВ или ±0,2 % от диапазона, выбирается наибольшее значение (с округлением до ближайшего значения е.м.р.) - для сигналов напряжения постоянного тока и термопар;
±0,5 °С - для сигналов от термопреобразователей сопротивления;
б) погрешности от колебаний напряжения питания (в пределах диапазона номинальных напряжений) на 10 В (/В): ±2 мкВ или ±0,02 % от диапазона, выбирается наибольшее значение (с округлением до ближайшего значения е.м.р.);
в) абсолютной или приведенной погрешности, обусловленной сопротивлением источника сигнала (приводится для сигналов термопар и напряжения постоянного тока): ±0,2 мкВ/1 Ом или ±0,01 %/100 Ом, выбирается наибольшее значение (с округлением до ближайшего значения е.м.р.);
г) абсолютной погрешности, обусловленной сопротивлением проводов, для сигналов термопреобразователей сопротивления: ±0,2 °С/10 Ом (с округлением до ближайшего значения е.м. р.).
Таблица 5 - Параметры входных сигналов контроллеров серий UM33A, UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A_
| Тип входного сигнала | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Сигналы от термопар |
| К | от -270 до +1370°С | 0,1 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) при >0 °С; ±(0,2 %+1 е.м.р.) при <0 °С; ±(2 %+1 е.м.р.) при <-200 °С для типа «К»; ±(1 %+1 е.м.р.) при <-200 °С для типа «Т» |
| от -270 до +1000°С |
| от -200 до +500 °С |
| J | от -200 до +1200 °С |
| Т | от -270 до +400 °С |
| от 0 до +400 °С |
| В | от 0 до +1800 °С | ±(0,15 %+1 е.м.р.) при > +400 °С ±(5 %+1 е.м.р.) при < +400 °С |
| S,R | от 0 до +1700 °С | ±(0,15 %+1 е.м.р.) |
| N | от -200 до +1300°С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) ±(0,25 %+1 е.м.р.) при <0 °С |
| E | от -270 до +1000°С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) при >0 °С ±(0,2 %+1 е.м.р.) при <0 °С ±(1,5 %+1 е.м.р.) при <-200 °С для типа «Е» |
| L | от -200 до +900 °С |
| U | от -200 до +400 °С |
| от 0 до +400 °С |
| Тип входного сигнала | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Сигналы от термопреобразователей сопротивления 3-проводная схема подключения |
| JPt100 | от -150 до +150°С | 0,01 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| от -200 до +500 °С | 0,1 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.); ±(0,3 °С+1 е.м.р.) в диапазоне св. 0 до +100 °С вкл. ±(0,5 °С+1 е.м.р.) в диапазонах от -100 до 0 °С вкл. и св. +100 до +200 °С вкл. |
| Pt100 (W100 = 1,381) | от -200 до +850 °С |
| от -200 до +500 °С |
| от -150 до +150°С | 0,01 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| Сигналы напряжения постоянного тока |
| 0,4 - 2 В | от 0,4 до 2 В | 0,001 В | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| 1 - 5 В | от 1 до 5 В |
| 0 - 2 В | от 0 до 2 В |
| 0 - 10 В | от 0 до 10 В | 0,01 В |
| -10 - 20 мВ | от -10 до +20 мВ | 0,01 мВ |
| 0 - 100 мВ | от 0 до 100 мВ | 0,1 мВ |
| Сигналы силы постоянного тока |
| 4 - 20 мА | от 4 до 20 мА | 0,01 мА | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| 0 - 20 мА | от 0 до 20 мА |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопар ±1,0 °С (в диапазоне температур св. 15 до 35 °С вкл.), ±1,5 °С (в диапазоне температур от минус 10 до плюс 15 °С вкл., св. плюс 35 до плюс 50 °С вкл.).
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей для контроллеров UM33A, UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A:
а) абсолютной и/или приведенной к диапазону измерений погрешности изменения температуры окружающей среды на 10 °С:
±10 мкВ или ±0,1 % от диапазона (выбирается наибольшее значение с округлением до ближайшего значения е.м.р.) для сигналов напряжения постоянного тока и термопар;
±0,1% от диапазона для сигналов постоянного тока;
±0,5 °С - для сигналов от термопреобразователей сопротивления;
б) погрешности от колебаний напряжения питания (в пределах диапазона номинальных напряжений) на 1 В (/В): не более 0,05% от диапазона - для сигналов аналогового входа и выхода;
в) абсолютной или приведенной погрешности, обусловленной сопротивлением источника сигнала (приводится для сигналов термопар и напряжения постоянного тока):
не более 0,1 мкВ/1 Ом для сигналов термопар/мВ;
не более 0,01 %/100 Ом для сигналов напряжения постоянного тока;
г) абсолютной погрешности, обусловленной сопротивлением проводов, для сигналов термопреобразователей сопротивления: ±0,1 °С/10 Ом.
Таблица 6 - Параметры входных сигналов контроллеров серий UT52A, UT55A, UP55A с опцией /DR, UT75A (Тип 1: -5) с функцией прямого подключения 4-проводных термопреобразователей сопротивления_
| Тип сигнала на входе | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной абсолютной и/или приведенной к диапазону измерений погрешности |
| JPt100 | от -150 до +150°С | 0,01 °С | ±(0,2 °С+1 е.м.р.) |
| от -200 до +500 °С | 0,1 °С | ±(0,5 °С+1 е.м.р.) |
| Pt100 (W100 = 1,381) | от -200 до +850 °С | 0,1 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.); ±(0,5 °С+1 е.м.р.) в диапазоне от -200 до +500 °С |
| от -200 до +500 °С |
| от -150 до +150°С | 0,01 °С | ±(0,2 °С+1 е.м.р.) |
Таблица 7 - Параметры входных сигналов дополнительного аналогового входа контроллеров UT52A (Тип 2: -1, -2), UT55A (Тип 2: -1, -2, -4, -5, -7), UT75A (Тип 2: -1,-2,-3), UP55A (Тип 2: -1, -4),_
| Тип сигнала на входе | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Сигналы напряжения постоянного тока |
| В 2 1 ,4 0 | от 0,4 до 2 В | 0,001 В | ±(0,2 %+1 е.м.р.) |
| 1 - 5 В | от 1 до 5 В | 0,001 В | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| 0 - 2 В | от 0 до 2 В | 0,001 В | ±(0,2 %+1 е.м.р.) |
| 0 - 10 В | от 0 до 10 В | 0,01 В | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| Сигналы напряжения постоянного тока с высоким сопротивлением входа |
| 0 - 1,25 В | от 0 до 1,25 В | 0,001 В | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
Таблица 8 - Параметры входных сигналов удаленного неизолированного аналогового входа контроллеров UT32A, UT35A с опцией /RSP_
| Тип сигнала на входе | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Сигналы напряжения постоянного тока |
| 0,4 - 2 В | от 0,4 до 2 В | 0,001 В | ±(0,2 %+1 е.м.р.) |
| 1 - 5 В | от 1 до 5 В | 0,001 В | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| 0 - 2 В | от 0 до 2 В | 0,001 В | ±(0,2 %+1 е.м.р.) |
| 0 - 10 В | от 0 до 10 В | 0,01 В | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
Таблица 9 - Параметры дополнительных входных сигналов контроллеров UM33A, UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A с опцией /S041_
| Тип сигнала на входе | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной абсолютной и/или приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Сигналы от термопреобразователей сопротивления 3-п | роводная схема подключения |
| Pt100 (W100 = 1,391) | от -200 до -100 °С | 0,1 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| от -100 до 0 °С | ±(0,5 °С+1 е.м.р.) |
| от. 0 до 100 °С | ±(0,3 °С+1 е.м.р.) |
| от 100 до 200 °С | ±(0,5 °С+1 е.м.р.) |
| от 200 до 850 °С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
| Си100 | от -180 до +200 °С | ±(0,7 °С+1 е.м.р.) |
| Си50 | от -130 до +200°С |
| Тип сигнала на входе | Диапазон измерений | е.м.р. | Пределы допускаемой основной абсолютной и/или приведенной к диапазону измерений погрешности |
| Сигналы от термопар |
| XK (L) | от -200 до -100 °С | 0,1 °С | ±(0,2 %+1 е.м.р.) |
| от -100 до +800°С | ±(0,1 %+1 е.м.р.) |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопар и пределы допускаемых дополнительных погрешностей соответствуют характеристикам, указанным для серий UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A и UM33A (примечания к таблице 5).
Таблица 10 - Параметры выходных аналоговых сигналов контроллеров типа U:
| Серия контроллеров | Диапазон изменения выходного сигнала, мА | Пределы допускаемой приведенной к диапазону изменений выходного сигнала погрешности | Пределы допускаемой приведенной к диапазону изменений выходного сигнала погрешности |
| UT150, UP150, UD310 | от 4 до 20 | ±0,3 % | ±0,05 %/°С* ** ±0,05 %/В |
| UM33A, UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A | от 0 до 20 от 4 до 20 | ±0,1 % для значений выходного тока более 1 мА; ±5 % для значений выходного тока <1 мА; | ±0,02 %/°С ** ±0,05 %/В |
| Примечания: - от изменения температуры окружающей среды на 1 °С в пределах рабочих условий применения; - от изменения напряжения питания на 1 В (в пределах диапазона номинальных напряжений). |
Дополнительно контроллеры могут быть оснащены импульсными или контактными выходами, метрологические характеристики которых не нормируются.
Типы и параметры импульсных/контактных выходных сигналов контроллеров серий UT130, UT150, UP150:
- импульс напряжения: в состоянии «ON» - от 12 до 18 В постоянного тока, в состоянии «OFF» - менее 0,1 В постоянного тока;
- контакт реле: нагрузочная способность - 3 А при 240 В переменного тока или 3 А при 30 В постоянного тока (с резистивной нагрузкой);
- контакт реле: нагрузочная способность - 1 А при 240 В переменного тока или 1 А при 30 В постоянного тока (с резистивной нагрузкой).
Типы и параметры импульсных/контактных выходных сигналов контроллеров серий UD310, UM33A:
- контакт реле: нагрузочная способность - 1 А при 240 В переменного тока или 1 А при 30 В постоянного тока (с резистивной нагрузкой);
Типы и параметры импульсных/контактных выходных сигналов контроллеров серий UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A:
- импульс напряжения: в состоянии «ON» - до 12 В постоянного тока включительно, в состоянии «OFF» - менее 0,1 В постоянного тока;
- контакт реле: нагрузочная способность - 3 А при 240 В переменного тока или 3 А при 30 В постоянного тока (с резистивной нагрузкой);
- контакт реле: нагрузочная способность - 1 А при 240 В переменного тока или 1 А при 30 В постоянного тока (с резистивной нагрузкой).
| Серия контроллеров | Г абаритные размеры, мм | Масса, кг, не более |
| UT130, UT150, UF150,UD310 | 48х48х100 | 1 |
| UM33A | 96х48х65 |
| UT32A, UT52A, UP32A | 48x96x65 |
| UT35A, UT55A, UT75A, UP35A, UP55A | 96x96x65 |
Таблица 12 - Рабочие условия эксплуатации
| Серия контроллеров | Температура окружающего воздуха, °С | Относительная влажность, % |
| UT130, UT150, ПР150, UD310 | от 0 до +50 | от 20 до 90 |
| UT32A, UT35A, UT52A, UT55A, UT75A, UP32A, UP35A, UP55A, UM33A | от -10 до +50 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность в соответствии с таблицей 12.
Таблица 12
| Наименование | Количество |
| Контроллер (модель согласно заказу) | 1 шт. |
| Комплект монтажных принадлежностей | 1 комплект |
| Запасные части и принадлежности в соответствии с заказом | 1 комплект |
| Руководство по эксплуатации (на русском языке) | 1 шт. |
| Методика поверки | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».
Основные средства поверки:
универсальный калибратор Н4-7 (рег. № 46628-11); магазин сопротивлений Р4831 кл. т.0,02; цифровой мультиметр Fluke 8845А (рег. № 57943-14);
Знак утверждения типа наносится на корпус контроллера в соответствии с рисунком 7. Сведения и методиках (методах) измерений
Сведения о методах измерений
Сведения и методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационной документации на каждую серию контроллера.
Нормативные документы
Нормативные документы, устанавливающие требования к контроллерам цифровым типа U
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
65281-16: Описание типа СИСкачать334.7 Кб