Двухканальный контроллер ELHART ECD2-L: преимущества применения в промышленности

ELHART ECD2-L — щитовой цифровой прибор для измерения двух технологических параметров и управления процессами по двум независимым каналам. Он принимает сигналы от температурных датчиков, преобразователей тока и напряжения, а затем формирует управляющие сигналы в соответствии с выбранным алгоритмом. Прибор применяют, например, для регулирования температуры в нагревательных установках и контроля других параметров, которые можно представить электрическим сигналом. Модификация ECD2-L выполнена в корпусе с лицевой панелью 96 × 96 мм. Помимо двух универсальных измерительных входов, у неё есть два дискретных входа, интерфейс RS-485 и дополнительное аварийное релейное устройство. Конкретный тип основных выходов зависит от исполнения с буквенным кодом после ECD2-L.

Задачи прибора

ECD2-L объединяет функции измерителя, регулятора и сигнализатора. Каждый канал может работать независимо: получать значение от своего датчика, сравнивать его с уставкой и управлять отдельным исполнительным устройством. Это позволяет контролировать два участка процесса одним прибором, например температуру в двух зонах печи или температуру теплоносителя на разных этапах установки. Прибор также можно использовать для обработки унифицированного сигнала от внешнего датчика. В этом случае он измеряет не температуру как таковую, а электрический сигнал, соответствующий контролируемому параметру: например, давлению, расходу или уровню. Возможность измерения определяется типом подключённого преобразователя и правильной настройкой входа. Основные задачи ECD2-L:

• измерение параметров по двум универсальным входам,
• поддержание заданных значений по двухпозиционному, П-, ПИ-, ПИД- или ПИД-Fuzzy-алгоритму,
• сигнализация о достижении заданного порога,
• работа в ручном режиме или в режиме нормирующего преобразователя,
• передача данных по интерфейсу RS-485 с протоколом Modbus-RTU.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам модели относятся:

• габаритные размеры корпуса — 96 × 96 × 88,2 мм,
• число универсальных измерительных входов — 2,

• число дополнительных дискретных входов — 2,
• период опроса одного измерительного канала — 0,3 с, двух каналов — 0,6 с,
• основная приведённая погрешность для термосопротивлений и унифицированных сигналов — ±0,25 %,
• основная приведённая погрешность для термопар — ±0,25 % при отсутствии компенсации температуры холодного спая,
• погрешность встроенного ЦАП — ±0,15 %,
• напряжение питания — 90–240 В переменного тока, 50 Гц,
• потребляемая мощность — не более 3,3 Вт,
• рабочая температура окружающей среды — от −20 до +50 C,
• допустимая относительная влажность — 0–80 % без конденсации,
• степень защиты лицевой панели — IP54, со стороны клемм — IP20,
• категория изоляции — CAT II, двойная изоляция.

Универсальность входов позволяет задавать тип используемого датчика отдельно для каждого канала. ECD2-L поддерживает термосопротивления, включая Pt100, Pt500, Pt1000 и ряд датчиков с номинальными сопротивлениями 50, 100, 500 и 1000 Ом; термопары L, J, K, R, S, T, N, B и A-1, A-2, A-3; сигналы тока 0–5, 0–20 и 4–20 мА; сигналы напряжения −50...50 мВ, 0–70 мВ, 0–1 В и, в версии 2.0, 0–10 В.

Конструкция и индикация

Прибор монтируется в вырез щита или панели управления. На лицевой стороне расположены цифровая индикация и кнопки настройки. Через них оператор просматривает текущие значения, изменяет уставки и параметры регулирования. Настройка также доступна через RS-485 с использованием Modbus-RTU и программного конфигуратора ELHART. Внутри корпуса размещены измерительные цепи, вычислительный блок и выходные устройства. Входная часть преобразует электрические сигналы датчиков в значения, которые можно сравнивать с заданием. Вычислительная часть рассчитывает управляющее воздействие, а выходы передают его исполнительному оборудованию. Для питания подключённых первичных преобразователей предусмотрен встроенный источник 24 В постоянного тока с выходным током до 40 мА. Состав выходов зависит от модификации:

• R — электромагнитное реле; для ECD2-L указана коммутационная способность до 5 А при 250 В переменного тока или до 3 А при 30 В постоянного тока для активной нагрузки,
• T — импульсный выход 24 В, до 40 мА, предназначенный для управления внешним твердотельным реле,
• C — аналоговый выход ЦАП, в исполнении L — сигнал 0/4–20 мА с допустимой нагрузкой до 850 Ом,
• дополнительное релейное устройство — аварийный выход, предусмотренный в модификации L.

Принципы и режимы работы

После подключения датчика и выбора его типа прибор периодически считывает сигнал, масштабирует его и отображает измеренное значение. Регулятор сопоставляет это значение с уставкой и определяет требуемое воздействие. При двух независимых каналах такая последовательность выполняется отдельно для каждого измеряемого параметра. В режиме ON/OFF выход переключается при достижении заданного порога. Такой алгоритм применяют, когда допустимо циклическое включение и отключение нагрузки. П-, ПИ- и ПИД-регулирование изменяют выходное воздействие в зависимости от ошибки между измеренным значением и уставкой. ПИД-Fuzzy использует элементы нечёткой логики наряду с ПИД-алгоритмом; его применение и настройка должны соответствовать характеру конкретного процесса. Прибор предусматривает также ручное управление и режим сигнализатора. В режиме нормирующего преобразователя входное значение преобразуется в аналоговый выходной сигнал. Для аналоговых выходов задаются диапазон и шаг сигнала; тип и параметры зависят от исполнения. В процессе настройки можно задать уставки, ограничения измерительного диапазона, фильтрацию и масштабирование входа. Предусмотрены контроль обрыва датчика, быстрое включение и остановка регулирования, задержка включения или выключения выхода, ограничение выходной мощности, внешнее задание уставки и переключение на вторую уставку. Дополнительные дискретные входы ECD2-L позволяют работать с внешними сигналами типа «сухой контакт» или NPN.

Монтаж и эксплуатация

ECD2-L устанавливают в щит управления, обеспечивая доступ к лицевой панели и место для подключения проводников с тыльной стороны. Подключение выполняют по схеме для конкретного исполнения: расположение и назначение клемм зависят от типа входов и выходов. Перед монтажом выбирают совместимые датчики, проверяют их схему подключения и настраивают соответствующий тип сигнала. Для устойчивых измерений важно отделять сигнальные цепи датчиков от силовых проводов и учитывать требования к подключению термопар и термосопротивлений. Неверно выбранный тип входа, масштаб или схема подключения могут привести к ошибочному отображению параметра и неправильной работе регулятора. При подключении аналогового выхода необходимо учитывать допустимую нагрузку; выход T предназначен для управления внешним твердотельным реле и не заменяет его силовую коммутацию. Указанные IP54 и IP20 относятся к разным сторонам прибора: передняя панель защищена лучше, чем область клемм. Поэтому корпус устанавливают в подходящий щит, а клеммную часть защищают от пыли, влаги и случайного контакта. Также необходимо соблюдать рабочий температурный диапазон и не допускать конденсации влаги.

Таким образом, ELHART ECD2-L предназначен для измерения двух технологических параметров и управления процессами по независимым алгоритмам. Универсальные входы, несколько режимов регулирования, дискретные входы, аварийное реле и связь по RS-485 позволяют применять его в локальной автоматике и составе производственных систем. Практическая конфигурация определяется кодом исполнения, а надёжная работа — корректным выбором датчиков, подключением и настройкой. Компания «Олниса» поставляет промышленное оборудование на территории России и стран СНГ. Ассортимент компании включает средства измерения и автоматизации для производственных объектов. «Олниса» выступает поставщиком промышленного оборудования для предприятий различных отраслей.