Компания Omron Industrial Automation (Omron промышленная автоматизация), выпускающая продукцию для промышленной автоматики, предлагает широкий выбор цифровых панельных индикаторов-измерителей Omron для управления технологическими процессами. Предусмотренная во многих приборах возможность переключения цвета дисплея (зеленый/красный) обеспечивает наглядную индикацию динамики процесса. Яркий эргономичный дисплей способствует комфортному считыванию отображаемых значений. Интуитивно понятная настройка с помощью больших клавиш на лицевой панели повышает эргономичность приборов. Пыле- и водонепроницаемая лицевая панель гарантирует защищенность приборов в соответствии со стандартом NEMA4X (эквивалент IP66). Удобство управления обеспечивает широкий выбор моделей с разными интерфейсами связи, включая DeviceNet для моделей серии K3HB. Навигатор для выбора необходимого цифрового панельного индикатора-измерителя представлен на рисунке 1.

 

 

Рис. 1. Навигатор для выбора панельного индикатора-измерителя Omron Industrial Automation

Цифровые индикаторы-измерители Omron можно разделить на четыре группы:

• многофункциональный K3GN с размером всего 1/32 DIN – это компактный интеллектуальный цифровой панельный индикатор-измеритель, который предназначен для решения разных задач благодаря комбинации в одном корпусе трех устройств: измерителя параметров процесса, счетчика оборотов (тахометра), цифрового индикатора для отображения данных ПК/ПЛК (программируемый логический контроллер);
• серия стандартных приборов K3MA с размером 1/8 DIN включает в себя индикатор параметров процесса, индикатор частоты/скорости и температуры. Все модели оснащены высококонтрастным ЖК-дисплеем с двухцветной подсветкой (красной и зеленой) с возможностью изменения цвета, имеют размеры лицевой панели 96х48 мм и одинаковую глубину для монтажа – всего 80 мм;
• серия K3HB с аналоговым входом и дополнительными функциями (размер 1/8 DIN) состоит из индикаторов-измерителей параметров процесса, температуры, веса и отображения сигналов датчиков линейного положения. Эти панельные индикаторы-измерители оснащены ярким и контрастным дисплеем с изменением цвета показаний и лицевой панелью со степенью защиты IP66. Серия K3BH допускает расширение функциональности путем установки дополнительных печатных плат (до трех штук): платы питания датчиков/дополнительных выходов (в том числе платы интерфейсов связи и платы линейных выходов напряжения), платы транзисторных/релейных выходов (или платы интерфейса DeviceNet), платы ввода сигналов событий;
• серия K3HB с цифровым входом и дополнительными функциями (размер 1/8 DIN) включает в себя индикаторы-измерители частоты/скорости вращения, интервалов времени и прямого/обратного счета импульсов. Остальные свойства этих приборов совпадают с перечисленными индикаторами-измерителями этой же серии K3HB с аналоговым входом.

 

Примеры применений и типовая структурная схема индикаторов-измерителей

Во многих случаях цифровые панельные индикаторы позволяют напрямую подключить разнообразные датчики и получить на выходах приборов сигналы, необходимые для обмена с исполнительным устройством, управляющим компьютером или программируемым логическим контроллером (ПЛК). На рисунке 2 показана лишь малая часть типовых применений цифровых панельных индикаторов-измерителей на примере K3MA-J, предназначенного для управления и контроля параметров процесса. Сигналы с конкретных датчиков подаются через аналоговый интерфейс «токовая петля» 4...20 мА на входы для подключения сигналов датчиков (в этих примерах датчики должны иметь встроенный аналоговый интерфейс «токовая петля» 4...20 мА). Выходные сигналы прибора K3MA-J подаются на исполнительные устройства, регулирующие конкретный технологический процесс, а также на ПЛК или управляющий компьютер. На рисунке 2 показаны самые простые примеры управления процессами, поэтому в качестве примера реализации дополнительных функций рассмотрим структурную схему индикатора-измерителя, например, K3GN. Структура не самого сложного управляющего прибора K3GN показана на рисунке 3.

 

 

Рис. 2. Примеры типовых применений цифровых панельных индикаторов-измерителей 

 

 

Рис. 3. Структурная схема цифрового индикатора-измерителя K3GN 

Структурные схемы всех рассматриваемых в статье панельных индикаторов очень похожи, но конкретные приборы могут отличаться типами входов и выходными интерфейсами. На рисунке 3 показаны возможные опции для вывода информации через разные интерфейсы. Некоторые функции могут отсутствовать, поэтому при заказе индикаторов-измерителей нужно обязательно обращать внимание на возможные опции, приведенные в документации (datasheets) (некоторые варианты опций показаны на рисунке 3). В приборах с расширенными функциями серии K3HB может также дополнительно присутствовать плата для обмена информацией по сети DeviceNet (один из примеров показан на рисунке 4).

 

 

Рис. 4. Управление индикаторами-измерителями серии K3HB по сети DeviceNet

 

Входные и выходные сигналы индикаторов-измерителей

Рассматриваемые приборы позволяют обрабатывать входной аналоговый сигнал несколькими способами. Основная идея большинства из этих модулей – фиксация и передача данных исполнительному устройству при нахождении уровней входного сигнала в определенных заданных пределах. Благодаря этой информации можно создать контур управления с обратной связью, не допуская выхода параметров за определенные границы, а при недопустимых условиях остановить технологический процесс. На рисунке 5 показана цветовая сигнализация индикаторов при превышении значениями входного сигнала заданных верхнего и нижнего пределов. Если сигнал находится в нужном диапазоне, цифры на дисплее светятся зеленым цветом. При выходе сигнала за установленные границы свечение цифр дисплея переключается на красный цвет. Это позволяет быстро заметить неисправность или некорректность работы технологического процесса даже при большом количестве цифровых приборов.

 

 

Рис. 5. Изменение цвета дисплея при выходе сигнала за заданные пределы 

При наличии цифровых выходов можно фиксировать временные интервалы, когда сигнал был больше или меньше определенных уровней или выходил за заданные пределы. Гистерезис позволяет избавиться от дребезга выходных цифровых сигналов и исключить моменты неопределенных состояний для исполнительных устройств.

Процесс усреднения аналогового сигнала позволяет исключить ложные срабатывания и повысить надежность контроля технологического процесса. Эта функция гарантирует отсутствие резких выбросов аналогового сигнала. Имеется возможность отключения этой функции.

Конструкцией цифровых панельных индикаторов-измерителей предусмотрен быстрый просмотр максимального/минимального значений сигнала нажатием всего одной кнопки. При этом происходит изменение цвета цифр на табло прибора (предельные значения отображаются красным цветом, а текущие допустимые уровни – зеленым). Иллюстрация этой функции приведена на рисунке 6.

 

 

Рис. 6. Считывание текущих и предельных значений

Пример управления электродвигателем с помощью двух приборов K3GN-NDC показан на рисунке 7. Первый измеритель считывает сигнал с трансформатора тока по аналоговому интерфейсу «токовая петля» 4...20 мА и передает информацию о потребляемом токе электродвигателя. Второй прибор считывает импульсы с датчика положения и передает информацию о частоте вращения двигателя управляющему устройству. При возникновении аварийной ситуации управляющее устройство размыкает электромагнитное реле, отключая напряжение питания с электромотора.

 

 

Рис. 7. Управление электродвигателем с помощью двух приборов K3GN-NDC

 

Измерение температуры с помощью термопар и индикаторов-измерителей Omron

Очень часто в технологических процессах необходимо измерять температуру в широких диапазонах. В большинстве случаев, благодаря своей простоте, низкой цене и возможности работы в широком диапазоне температур, в качестве датчика температуры используются термопары или платиновые терморезисторы. Вольт-температурные характеристики термопар показаны на рисунке 8. Наилучшей линейностью обладают термопары типа K. Они предназначены для работы в окислительных и инертных средах. Термопары типа N имеют высокую стабильность термоЭДС (по сравнению с термопарами типов K, R и S) и обладают высокой стойкостью к окислению электродов, что очень важно при измерении температуры в агрессивных средах.

 

 

Рис. 8. Вольт-температурные характеристики наиболее популярных термопар

Очень удобно измерять температуру в разных диапазонах и широких пределах с помощью панельного индикатора-измерителя с расширенными функциями K3HB-H. Прибор позволяет выбрать диапазон измерения для конкретного типа термопары или для платинового терморезистора Pt100. Возможные диапазоны температур и коды для задания конкретного диапазона показаны на рисунке 9. При измерении с помощью термопар производитель указывает точность 0,1°С. При использовании в качестве датчика температуры платинового терморезистора Pt100 в диапазоне температур от -100 до 150°С указанная точность измерения составляет 0,01°С.

 

 

Рис. 9. Варианты установки диапазонов измерения температуры для прибора K3HB-H

В новой серии панельных индикаторов K3HB частота опроса входов увеличена до 50 Гц, а у индикаторов-измерителей положения – до 2000 Гц. На дисплее приборов этой серии предусмотрена оригинальная графическая шкала для удобства считывания уровня сигнала. Более того, заказав дополнительный блок для обмена данными по интерфейсу DeviceNet, можно организовать скоростной обмен данными с ПЛК, не прибегая к специальному программированию.

Серия индикаторов K3HB с аналоговыми входами включает индикатор параметров процесса (K3HB-X), индикатор температуры (K3HB-H), индикатор веса (K3HB-V) и индикатор линейного датчика (K3HB-S). Эти индикаторы очень удобны и могут эффективно применяться как в системах управления процессами в промышленности, так и в производственном оборудовании, например, в швейных станках, машинах для пайки компонентов на печатных платах, в линиях по изготовлению полупроводников, в формовочных прессах и смесительных установках. Модульный принцип индикаторов серии K3HB позволяет пользователям выбрать прибор именно с теми функциями, которые необходимы для конкретного случая.

 

Заключение

Цифровые панельные индикаторы-измерители – это элементы встраиваемых систем, представляющие собой аппаратно-программные модули для создания завершенного электронного оборудования. Такие модули обладают требуемой функциональностью, являясь законченной коммерческой продукцией, соответствующей определенным стандартам. Эти модули заменяют электронные компоненты в их классическом понимании. В условиях жесткой конкуренции время вывода новой продукции на рынок имеет первостепенное значение, поэтому во многих случаях разумнее и выгоднее использовать готовые приборы, рассмотренные в этой статье, чем разрабатывать с самого нуля уже давно существующие завершенные модули. Именно такую продукцию предлагает компания Omron Industrial Automation.

Дополнительную информацию о цифровых панельных индикаторах-измерителях и другой продукции Omron для промышленной автоматизации можно найти на сайте www.industrial.omron.ru или на сайте www.compel.ru в разделе «Продукция/Продукты для промышленной автоматизации Omron/Управляющие компоненты/Цифровые панельные индикаторы-измерители».

Получение технической информации, заказ образцов, поставка - e-mail: automation.vesti@compel.ru