Частотный сигнал и ПЛК.

Передо мной стоит задача модернизации проливной установки. В наличии имеется электромагнитный расходомер Krohne Optiflux базовой комплектации. Хочу купить ПЛК(производитель пока не важен). Тонкость в том, какие входные сигналы должен распознавать ПЛК, чтобы потом передать их на СКАДа-систему. На самом эталонном расходомере есть возможность вывода нескольких сигналов(токовый, частотный, импульсный), но поверяемые расходомеры могут иметь только частотный сигнал, или импульсный.

В терминологии только разбираюсь, насколько понял, что частотный сигнал идет по ГОСТ 26.010-80, а импульсный-по ГОСТ 26.013-81.
Частотный сигнал, как правило, активный, и с частотой выше 10 Гц, импульсный-пассивный, и частота ниже.

А теперь вопрос: как называются частотные/импульсные входы на контроллерах? Одному менеджеру звонил, он предложил купить аналоговый модуль, на всякий случай.
Вот, например, Митсубищи FX1S-пригоден для моей задачи в базовой комплектации? http://www.melsec.ru/Melsec_FX1S.htm . Там есть высокочастотные счетчики, но будут ли они работать с частотным сигналом без всяких дополнительных схем-вот вопрос.

ЗЫ: у меня пробелы в знаниях, так что если я как-то неправильно выразился-поправляйте:)

Ну если на пальцах - частотный у расходомеров - синус с переменной частотой, а импульсный - выдача счетных импульсов по расходу. Цена импульса написана на расходомере. С частотным не связывайтесь, намучаетесь с метрологией и погрешностями. Да и счетные входы контроллера этот синус не примут нормально. С импульсными проще - один импульс - одна порция. Частотный же оставьте госповерителю, по нему эталонным частотомером приборы поверяются

так и называются частотные/импульсные/счетные входа. зачем вам только ПЛК, всё равно же на компьютер выводите? Берите спец i/o плату.

Сообщение **Serex** » 29 ноя 2011, 14:35

Я бы предпочел интерфейс какой-нибудь. Modbus RTU например. Считывать накопленное значение так, как оно представлено в расходомере и никакой метрологии. Ну ее в баню ))
С импульсным счетом выключать контроллер нельзя будет и пломбу на него пожирнее нужно ставить. Геморрой в эксплуатации будет.

:) Никита, я и есть гос. поверитель:) Это моя установка 2000 года, мы уже частично модифицировали(САУ другого принципа стала), но пока съем сигналов происходит на коленке, через многофункциональный калибратор(например), или частотомер. Расходомер поверяется и по частоте(погрешность вычисления расхода), и по импульсам(объем). В данный момент я просто хочу визуализировать этот процесс(для протоколов, например).

Михаил, на этот ПЛК я хотел завести частотный преобразователь, чтобы ПИД работал через ПЛК, а не через встроенный в частотник. В принципе, можно взять и i/o плату(например, какую?:) ). Такие используются в других установках, но ПЛК там тоже используется. Так как клапаны(например) тоже должны открываться/закрываться автоматически.

Никита, я и есть гос. поверитель:) Это моя установка 2000 года, мы уже частично модифицировали(САУ другого принципа стала), но пока съем сигналов происходит на коленке, через многофункциональный калибратор(например), или частотомер. Расходомер поверяется и по частоте(погрешность вычисления расхода), и по импульсам(объем). В данный момент я просто хочу визуализировать этот процесс(для протоколов, например).

Прошу прощения, слона то я и не приметил. Хотя можно было бы догадаться, раз речь про проливную установку...
Я так понял, проблем с вводом имульсов нет, вопрос в том, как затащить в контроллер частотный сигнал?

Никита писал(а):
Никита, я и есть гос. поверитель:) Это моя установка 2000 года, мы уже частично модифицировали(САУ другого принципа стала), но пока съем сигналов происходит на коленке, через многофункциональный калибратор(например), или частотомер. Расходомер поверяется и по частоте(погрешность вычисления расхода), и по импульсам(объем). В данный момент я просто хочу визуализировать этот процесс(для протоколов, например).
Прошу прощения, слона то я и не приметил. Хотя можно было бы догадаться, раз речь про проливную установку...
Я так понял, проблем с вводом имульсов нет, вопрос в том, как затащить в контроллер частотный сигнал?

Да, проблема в том, что надо поместить в контроллер этот сигнал. Я сейчас работаю поверителем, но так как работа достаточно, хм, скучная, то зимой, в период облегчения решил поработать в другом направлении, тем более, когда-то писал дипломную работу на Митсубиши контроллерах и т.д. Тогда, помню, сигнал частоты с частотного преобразователя мы заводили на ПЛК, и в ячейке он отображался десятичным числом. Только давненько это было, много воды утекло. Да и контроллеры были "взрослой" линейки в студенческих лабораториях. А на "взрослый" ПЛК нет денег, да и не рентабельно это абсолютно.

Кстати, по поводу метрологии-входы на контроллерах подлежат поверке? Регистраторы и считывающие устройства, например, на теплосчетчиках Взлет по-идее поверяются. А ПЛК я не видел ни разу.

Сообщение **Serex** » 29 ноя 2011, 15:49

zer3tourney1 писал(а): Кстати, по поводу метрологии-входы на контроллерах подлежат поверке? Регистраторы и считывающие устройства, например, на теплосчетчиках Взлет по-идее поверяются. А ПЛК я не видел ни разу.

Не видели, потому что нет методик поверки. И не делают их обычно, так как контролер многофункциональное устройство. Другой момент, что с поверенным устройством ничего нельзя делать и тем более менять там программу. Хоть порт конфигурации наклейкой залепляй :)
Вот если производить какой-нибудь щит под замком, внутри которого стоит ПЛК с запороленным от записи софтом и все опломбировано и заклеено наклейками, тогда имеет смысл методику создать. Как это делается - сложный вопрос.

Что по теме. То скажите хоть параметры частотного сигнала. Но думаю вряд ли что-то из дешевых умеет частоту измерять. Наверное частотомер какой-нибудь и цифровым интерфейсом стоит использовать и уже с интерфейса брать информацию в контроллер или комп.

Поверяется, да и сертифицируется, и методика пишется, на канал или чаще на комплекс вместе с софтом.
Serex, параметры частотного сигнала не являются тайной, ссылка на ГОСТ была. Из того что попадалось мне это синус 10кГц на данфоссовских приборах. Дешевые модули счетного ввода (неизвестно как реагирующие на синус) такую частоту не померяют...
Проблема однако... Преобразователи-нормализаторы то конечно есть, но это немного не то, что требуется, да и опять же - класс нужен поверочный.
Просто как направление поиска - посмотреть в сторону icp das i7080 или i8080 - что больше нравится. Правда насчет класса опять... Амплитуда опять же имеет значение...

Сообщение **Serex** » 29 ноя 2011, 17:25

Никита писал(а):Поверяется, да и сертифицируется, и методика пишется, на канал или чаще на комплекс вместе с софтом.

Т.е. на каждый индивидуальный проект методика пишется? (Кстати ни разу с подобными вещами не сталкивался - лес темный.)
А я имел ввиду методика на ПЛК, как устройство.

Сообщение **CHANt** » 29 ноя 2011, 17:56

Serex писал(а):Т.е. на каждый индивидуальный проект методика пишется? (Кстати ни разу с подобными вещами не сталкивался - лес темный.)
А я имел ввиду методика на ПЛК, как устройство.

Никита верно говорит! Система сертифицируется во ВНИИМС и вносится в Госреестр, либо вместе с контроллерами и серверами, либо можно просто сервер, в качестве вычислителя и ничего заклеивать не нужно. В общем и так, и так. У нас по электростанциям, на базе пром. компьютеров Advantech, стоят вычислители по газу и по теплу. Простые компы стоечного исполнения. Поверка раз в три года. Только поверку производит изготовитель со своим местным ЦСМ. Верней наклейку и бумажку привозят :D
По теме - можно вот такое устройство посмотреть http://www.kreit.ru/templates/equ.php?pid=47&equ=72
Есть входа по расходомерам и, насколько помню, 4 ПИДа на борту. Обратную связь от частотника можно завести на вход вместо какого-нибудь датчика для газа. Программное обеспечение для формирования отчетов позволит настроить свою форму.

Т.е. на каждый индивидуальный проект методика пишется? (Кстати ни разу с подобными вещами не сталкивался - лес темный.)
А я имел ввиду методика на ПЛК, как устройство.

Ну, скажем так, на типовую систему, или наиболее сложную. Да и ни к чему эта морока инженерам на местах, производители обычно этим заморачиваются, а конечный потребитель уже сертифицированную приобретает. Вместе с алгоритмами. Если только что-то чужое и существующее доводить.
А контроллер отдельно поверять бесполезно, он не имеет отсчетного устройства, которое можно сравнивать с эталоном. Только цифры, которые выдает софт, а тут уже поле для творчества ;)

Уходим, однако от темы - есть четкий вопрос - какими средствами (и желательно с минимумом затрат) затащить в АСУ частотный сигнал, желательно чтобы они были на класс точнее распространенных расходомеров.

Если серьёзно подходить к задаче, то нужен быстродействующий АЦП и ПО, которое будет математически обрабатывать входной поток.
Тогда и импульсы все посчитаем и с частотой разберёмся.
В качестве эрзац варианта АЦП можно использовать современные звуковые карты, практически все уверенно обрабатывают 48 кГц сигнал.
За недорого можно и 96 кГц получить.
Но по правильному конечно нужно паять самим.

Если отказаться от частоты, то импульсы вполне качественно можно посчитать 1200м сименсом.

В качестве эрзац варианта АЦП можно использовать современные звуковые карты, практически все уверенно обрабатывают 48 кГц сигнал.

Немного не то - 48кГц - это выборка, синус такой частоты плата не обработает, а в ГОСТе частота может быть и 100кГц - проблема раз. Проблема два - с низкими частотами - там на входе конденсатор стоит для защиты от постоянки, он заваливает АЧХ на двух-трех сотнях герц. Проблема три - установка метрологическая. Согласен что прецизионно и дешево - вещи несовместные, вот и ищется компромисс
Да и совсем дешевый вариант не нужен, как я понял автору интересно именно готовое решение для ввода стандартных частотных сигналов. А импульсы посчитать не проблема. Нормирующие преобразователи частоты в ток или в напряжение на рынке есть, а варианты с прямым вводом частотного сигнала не так уж и распространены.. Хотя в ряде аналоговых устройств на входе именно преобразователи "напряжение-частота" стоят.
В принципе, поиском "модуль счетчика/частотомера" можно покопать и подобрать нечто, отвечающее задаче.

Сообщение **atamkosta** » 30 ноя 2011, 00:56

Странно писал писал а куда то пропало. Ладно снова:
Для создания стендов контроллеры подходят не очень. Их задачи, и метрология соответственно расчитаны на кормление реглеров входной информацией и выдачи управляющих в условиях производства с прочими вытекающими, На Вас метрологов работают такие гиганты как National Instrument и кейсли. Ваша проблема решена может одной платкой типа NI PCI-6013 (ADC 16S, 200KS/sec. +Counters 20МГц+ DIO) или ей подобных. Софт у них тоже заточен под лаборатористов лабвью называется - шнурково-кубиковое программирование. С каждым прибором Вы получите огромные, исчерпывающие толмуды метрологических протоколов и методик.
Это все мы в свое время подшили к тех.проекту, пристегнули туда блок-диаграммы лабвьюшные и зарегистрировали как комплекс программно-аппаратный поверочно-калибровочный сдаточный. Проливали аппаратуру камер маршевых двигателей первых ступеней.

Никита писал(а):Немного не то - 48кГц - это выборка, синус такой частоты плата не обработает

Если верить Котельникову, то дискретизация должна с удвоенной частотой проходить, поэтому даже на дешевой карте можно сигналы до 20 кГц обрабатывать.

Никита писал(а):в ГОСТе частота может быть и 100кГц

В реальности такие очастотные выходы не используются наверняка.
Все теми же 10-20 кГц ограничиваются скорее всего.

Никита писал(а):Проблема два - с низкими частотами - там на входе конденсатор стоит для защиты от постоянки, он заваливает АЧХ на двух-трех сотнях герц.

Производители заявляют диапазон 20-20000.

Никита писал(а):Проблема три - установка метрологическая.

Сертифицируют и станет метрологическая :)

Никита писал(а):Нормирующие преобразователи частоты в ток или в напряжение на рынке есть, а варианты с прямым вводом частотного сигнала не так уж и распространены.

Точность будет никудышная.

atamkosta писал(а):Странно писал писал а куда то пропало. Ладно снова:
Ваша проблема решена может одной платкой типа NI PCI-6013 (ADC 16S, 200KS/sec. +Counters 20МГц+ DIO) или ей подобных.

То что нужно

Дальше нет смысла заморачиваться, надо брать и делать.

CHANt писал(а):
Serex писал(а):Т.е. на каждый индивидуальный проект методика пишется? (Кстати ни разу с подобными вещами не сталкивался - лес темный.)
А я имел ввиду методика на ПЛК, как устройство.
<...>
По теме - можно вот такое устройство посмотреть http://www.kreit.ru/templates/equ.php?pid=47&equ=72
Есть входа по расходомерам и, насколько помню, 4 ПИДа на борту. Обратную связь от частотника можно завести на вход вместо какого-нибудь датчика для газа. Программное обеспечение для формирования отчетов позволит настроить свою форму.

Насколько я понял-это такой расширенный вариант тепловычислителя с большими степенями свободы для программиста. Я уже думал над такими вещами - взять тепловычислитель Взлет(например), или Логику, он читает сигналы разной формы, там можно программировать реакцию на них, выдает управляющие импульсы. А если еще и СКАДУ завести какую-нить диспетчерскую специальную-то вообще все просто получится. но для ЦСМа это не очень хороший вариант будет.

>> Ваша проблема решена может одной платкой типа NI PCI-6013 (ADC 16S, 200KS/sec. +Counters 20МГц+ DIO) или ей подобных. Софт у них тоже заточен под лаборатористов лабвью называется - шнурково-кубиковое программирование. С каждым прибором Вы получите огромные, исчерпывающие толмуды метрологических протоколов и методик.

Спасибо, посмотрю. Работа пока лежит на мне, и, возможно, с покупкой платы за ~800$ могут подождать:) У той организации софт платный? OPC сервер может стоить еще тысяч 70:) Я поэтому и рассматриваю варианты, чтобы не только подобрать оптимальное по цене, но и по обеспечению.

По поводу контроллеров - по сути, там идет АЦ преобразование. Точность преобразования измеряется при поверке того же тепловычислителя. Погрешность входов(например) термодатчиков - 0.2% от заявленной температуры(ну, или от измеренного сопротивления).

Подсказал один человек такую мысль - купить какую-нибудь плату ввода/вывода данных Adam, у них своя СКАДА, ОПС бесплатный. Если результат будет годный, то можно полностью поменять оборудование, со всеми вытекающими аттестациями установки, как модернизированной.

Сообщение **atamkosta** » 07 дек 2011, 23:59

Точность обусловлена кол-вом разрядов АЦП, методом реализации того же АЦП, методом коммутации на АЦП входных сигналов, временем оборота софтины в ДСП платы, вернее одинаковостью этого оборота, входным сопротивлением.... У большинства контроллеров не стоит задачи иметь метрологическую точность, она на грани индикаторной зачастую, причем точность, а конкретнее дискрета, может быть весьма вкусна, но стабильность и виляние хвостика значения ???. Очень навороченный мультиметр от того же Флюке выйдет в 700-800 бакинских, а калибратор того же флюке с трешки начнется, а более именитые и за пятерку толкать свои будут. Так вот и тут АЦП -шные платы контроллеров это мультиметр, для эталонных результатов оно не пойдет.
В принципе, если пообщаться с представителями компаний производителей контроллерного железа, включая Сименс (не с нашими регионалами-сбытовиками, а с технарями штабов), и выкатить требования измерителя они уходят в отказ, и сами Вас отправят к тому же Кейсли или Хьюлету как было у нас с Сименсом, нам посоветовали рассмотреть решения Кейсли, но это оказалось очень дорого.
На нат.инсте я лично делал пролив, двенадцать лет назад, нам не составило труда внести все железо в реестр, а так же удовлетворить военных (космос), это были платы PCI-MIO-16 ХЕ10, и PCI мегометр, не помню модели. Коммутатор собран на адвантечевских релейных платах (требование 100ТОм 3000В контроль изоляции перед проливом). Сами АЦП были 16 bit 16 каналов мы писали в аналоговой форме и восстанавливали синус, затем считали. Вообще серия Е неплоха, у них мы довольно много чего на них делали.
Среда разработки LabView платная, но популярная и качабельная на первый случай, сейчас наши студенты ее учат как базовую, но можно брать драйверы прилагаемые и писать свое на том же С, даже без напряга NI DAQ придаваемый с платой уже может чего то.

Если не возражаете, рассмотрим мой первый пример т.е плату NI PCI-6013:
Это дока на серию http://www.ni.com/pdf/manuals/370503k.pdf, глядим например раздел 2-3 и далее Вам даны все нюансы аналогового измерения, а 5-2 раскажет о внутренней жизни счетчиков.
Книжка http://www.ni.com/pdf/manuals/370937k.pdf раскажет о процедурах калибровки, а http://www.ni.com/pdf/manuals/370844b.pdf о метрологических гарантированных характеристиках этого девайса, обратите внимание приведены и потребляемый ток канала и гарантированные абсолютные погрешности на странице 4, шумы и характеристики входных усилителей... Это признаки приличного измерительного прибора, вряд ли Вы найдете такие подробности для контроллерных интерфейсов, для производства они не нужны.

800 долл - так опять же мультик от флюке, хороший, так и стоит - так этож просто тестер.

ЗЫ: не примите за рекламу, для меня это уж мятый пар, и ностальгия по красивой и благородной метрологии. (Эй мужики с Нат.Инста..., Ара ты еще помнишь меня? - пиво торчишь :-) )

atamkosta, спасибо за информацию! Поподробней буду разбираться с этими платами, только рутину свою ЦСМскую доделаю:) Я занимаюсь этим пока один, и пока только по своей собственной инициативе, поэтому нужно объяснить начальству так, чтобы их заинтересовало.

У нас есть калибратор Beamex MC5, достаточно функциональный прибор, и стоимость в нашей модульной комплектации составляет около 300 тыс. рублей. Метрологические характеристики достаточно уютные, вот только специализированного провода к компьютеру нет, и ПО. Может попробовать его подключить? :)

Сообщение **atamkosta** » 09 дек 2011, 14:21

к Вашему калибратору нет шнурка именно у Вас или его в природе не существует?
И вопрос если есть шнурок что это дает?
например мой Crystal через шнурок можно сконфигурить с большого экрана компа удобнее, залить свежую софтину в него, вбить таблицы в него же, скачать с протоколы и тренды результатов по возврату с "поля". Ну и пользовться им с большого экрана компа как калибратором. Собственно и все. То есть получить доступ к входам его модулей как то проблематично, и описаний протокола обмена нету. Да можно провести опыт сохранить тэг в ексель и оттуда его постфактум обработать, но в динамике, в онлайне у меня наример не получится. Есть ли возможность в Вашем калибраторе иметь доступ к входам из программы юзера?

Сообщение **atamkosta** » 09 дек 2011, 21:19

Хотел почитать про Ваш Beamex MC5, но там сайт ударенный на всю голову, даже чтоб брошюру почитать рекламную нужно форму и заявку заполнять. Но судя по картинке у него есть Profibus и hart кстати харт он как поддерживает?
Он сам коммуникатор?
или он может опрашиваться по харту как устройство?
или просто не нужно резюк на 250Ом цеплять?
если второе, то все очень просто можно реализовать.

Сообщение **chester** » 25 ноя 2017, 17:06

Подниму тему. Я как понял, импульсный сигнал - это импульс с определенной длительностью, а частотный - это синусоида с определенной частотой. А что имеется вииду, когда у расходомера частотно-импульсный выход? Имееься

Импульсный сигнал - это частотный сигнал, у которого каждый импульс имеет определенную цену - цена импульса (для расходомера - в литрах, импульсах/литр или литрах/импульс). Форма сигнала не играет никакой роли. Хотя импульсный сигнал является частным случаем частотного, часто их противопоставляют. Возможно возникновение путаницы в терминологии.

1. Импульсный сигнал используется для передачи величины накопленного объема. Как правило, частота импульсов этого сигнала невысока, а иногда очень низкая, порядка 1 Гц и даже ниже. Такой расходомер называют расходомер-счетчиком. Можно по импульсному сигналу вычислить не только объем, но и расход, но тогда надо учитывать влияние частоты импульсов на точность вычисления расхода.

2. Частотный сигнал используется для передачи величины расхода (объем в единицу времени). Чтобы увеличить точность измерения, частоту этого сигнала делают высокой. У частотного сигнала нет определенной цены импульса, у него имеется определенная частота импульсов, которая сопоставляется с номинальным расходом. Имея такую характеристику, можно вычислить "цену импульса" в литрах, но эта величина будет некорректной, так как выходной каскад такого расходомера не обеспечивает точность выдачи количества импульсов. Например, при объективно наблюдаемом нулевом потоке жидкости такой расходомер может постоянно выдавать немного импульсов, а накопленный объем от этого будет "плыть". Такой расходомер может измерять только расход.

Форум АСУТП