Архив / 1999 / №1(16) / 

Микропроцессорные сигнализаторы уровня

В различных отраслях техники часто необходимы дешевые логические контроллеры со сравнительно простой логикой функционирования, небольшим количеством логических входов и невысокой скоростью реакции на внешнее воздействие (?1 сек). В таких контроллерах желательно иметь изменяемую логику и систему временных задержек включения или выключения исполнительных устройств.

Примерами применения подобных контроллеров могут служить различные сигнализаторы уровня жидких или сыпучих веществ с функцией поддержания заданного уровня, а также системы управления основными и резервными циркуляционными насосами в системах водо- и теплоснабжения и т.п.

Многообразие подобных сравнительно не сложных задач делает нерентабельным применение заказных контроллеров в малотиражных изделиях, так как разработка индивидуальной программы их функционирования сравнительно дорога.

Поэтому для решения простых задач автоматизации необходим дешевый многофункциональный контроллер, программирование которого мог бы осуществить сам пользователь.

Разработанный логический контроллер САУ-МП содержит три программируемых канала с выходами на реле.

Четыре входа используются совместно всеми каналами контроллера. К каждому входу могут быть подключены датчики с релейным выходом в виде механических контактов или открытого коллектора: емкостные, индуктивные, оптические и т.д.

Имеется возможность питания таких датчиков непосредственно от САУ-МП. Дополнительно схема контроллера обеспечивает непосредственное подключение пассивных погружных кондуктометрических датчиков с питанием их постоянным или переменным током по выбору.

Возможно также подключение датчиков с аналоговым выходом в виде тока или напряжения. Имеется возможность непосредственного включения реле каждого канала кнопками на лицевой панели контроллера.
Программирование контроллера сводится к заданию для каждого канала комбинации логических элементов эквивалентной схемы, функций временных задержек, связывающих входы контроллера с выходом, управляющим состоянием реле.

Выбор логических функций и тип временной задержки осуществляется путем установки или сброса битов, пронумерованных на эквивалентной логической схеме. Для каждого канала предусмотрены две индивидуальные временные задержки (аналог перезапускаемого одновибратора в сочетании с логикой).

Величина задержки устанавливается после составления логической схемы и может быть от 1 сек до нескольких часов. При необходимости в схему может вводиться функция "антидребезга" и тактовый генератор.

Ниже приведены для примера две задачи, решаемые при помощи нового САУ-МП.

Задача 1.

Имеется погружной насос, перекачивающий воду из скважины в бак. Необходимо поддерживать уровень воды в баке в промежутке между двумя кондуктометрическими датчиками верхнего и нижнего уровня.

В скважине установлен датчик минимально допустимого уровня. В случае его осушения насос необходимо выключить на время Т1, необходимое для достаточного заполнения скважины.

Рис. 1
Рис. 1

Для управления насосом используем 1-й канал контроллера.

Эквивалентная логическая схема, полученная в результате программирования, приведена на рис. 2.

Рис. 2
Рис. 2

Затопленному состоянию датчика соответствует лог. "1", осушенному - лог. "0".

При нормальном уровне воды в скважине уровень в баке поддерживается между двумя установленными уровнями с помощью RS-триггера.

В случае осушения скважины происходит немедленное выключение насоса. Насос остается выключенным и после затопления датчика 1 в течение времени Т1.

В данном случае нет необходимости применения "антидребезга", так как RS-триггер срабатывает по первому же положительному уровню, а задержка Т1 - представляет собой перезапускаемый одновибратор с запуском по спаду.

Задача 2.

В системе горячего водоснабжения используются три циркуляционных насоса, снабженные датчиками давления, замкнутое состояние которого свидетельствует о нормальной работе насоса. После включения насоса замыкание соответствующего датчика происходит с задержкой 30-40 сек и сопровождается "дребезгом" контактов в 2-3 сек.

Необходимо обеспечить следующее функционирование системы: насосы 1 и 2 должны периодически переключаться с интервалом в 24 часа. В случае выхода из строя любого из 2-х насосов должен включиться насос 3 (резервный) до устранения причины отказа основных насосов. Разомкнутое состояние датчиков соответствует лог. "1", замкнутое - лог. "0".

Один из возможных вариантов логической структуры контроллера приведен на рис. 3.

Рис. 3
Рис. 3

Реле Р1, Р2 и Р3 соответственно управляют пускателями двигателей насосов 1, 2 и 3.

На входах контроллера включаются задержки "антидребезга" с Т=5-10 сек. остальные задержки - это одновибраторы с соответствующими временами срабатывания.

При включении тумблера будет запущен первый насос, если его датчик замкнется через 1 мин., то он будет работать в течение 24-х часов, пока не кончится удерживающий импульс одновибратора Т2, запускаемый датчиком "1". Размыкание датчика "1" запустит второй насос на время Т4. Если не запустится какой-либо из насосов (1 или 2), то через 2 мин. после размыкания обоих датчиков запустится 3-й резервный насос.

Контроллер выпускается в корпусе для настенного крепления с габаритами 104х128х60 мм и степень защиты IP44.
Индикация состояния реле и входов контроллера осуществляется во время работы с помощью светодиодов.

Владимир Иванов