evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Люль при больших расстояниях (свыше 10 км) начинают влиять токи утечки между проводами линии. С введением унифицированных сигналов в практику приборостроения вошло производство датчиков с унифицированным выходным сигналом. В данном случае датчиком называют обьединенные в одном блоке первичный измерительный преобразователь н нормализующий преобразователь. Пример структурной схемы датчика с токовым сигналом на выходе приведен на рис. 5.49, Измеряемая величина преобразуется первичным преобразователем ПП в пропорциональное напряжение 6', которое подводится к входу 1 дифференциального усилителя У.
Выходной ток 1 усилителя протекает по сопротивлению нагрузки 1т, которое может находиться на значительном удалении от датчика, н' и, кроме того, протекает по сопротивлению Я~~, создавая на нем напряжение обратной связи С' . Последнее подводится к входу 2 усилителя. Выходной ток 1 зависит от разности входных напряжений усилителя Ь11 = 11 — 6~,: Благодаря большой крутизне характеристики усилителя для получения любого значения выходного тока в рабочем диапазоне (от О до 5 мА) требуется весьма малое значение 1ь 11, не выше десятых долей процента максимального значения К Если не требуется очень высокая точность расчета, то можно для простоты принять, что 11 = Е' . Но 11 = ах„а б' = И~,. Позтому ах = 1К и отсюда1= = Ахи„,. Заметим, что значение В„не вошло в расчет и, следовательно, не должно влиять на значение 1.
Следует иметь в вццу, что этот расчет является упрощенным и приведен для пояснения того, как действует отрицательная обратная связь по выходному току преобразователя, Тот же унифицированный сигнал удобен не только для построения входной части ИИС, но и для выдачи информации на выходные приборы. Тогда ЦАП строят на выходной ток с диапазоном значений от О до 5 мА и на такой же диапазон выбирают миллиамперметры для воспроизведения результатов измерений. 328 Структура технических средств ГСП может быть представлена диаграммой для пяти групп иэделий, расположенных на четыоех уровнях (рис.5.50).
На нижнем (первом) уровче находятся средства, выполняющие функции получения информащщ и воздействия на процесс; этн средства непосредственно взаимодействуют с сбьектом управления. Они обхпеивают информаьней все вышерасположенные на схеме устройства н осуществляют передачу управляющих воздействий от любого из ннх на управляемый объект. Измерение параметров, не связанное со слоясчьпаи ннструментю|ьными методиками„осуществляется с помощью датчиков, конструктивно-технические характеристики которых образуют параметрические ряды. Для проведения' измерений, требующих сложных инструментальных методик, применяются устройства, входящие в агрегатные комплексы.
На втором уровне расположены средства для локального контролч н автоматизации, предназначенные для построения одноконтуриых систем контроля и регулирования простых объектов или авто томного контроля и регулирования отпепьных параметров сложных обье«тов.
Эти иэлелия, как правило, выпускаютсн в составе паоаметрическнх рядов и унифицированных комплексов (УК), создаваемых на основе базовой модели. На третьем уровне находятся устройства для центрачизованного контроля и регулирования, которые используются в составе систем, в«лючающнх управляющие вычислнтеэьные комплексы (УРК). Технические средства этой группы предназначены для построения автоматизированных систем управления технологическими пропессами на 329 объектах, имеющих до нескольких сотен контоолируемых и регулиоуемых параметров.
Они позволяют реализовать многосвязное и каскадное регулирование, косвенные измерения, многоступенчатые зашиты и логические операции при автоматическом пуске и остэнове объекта, перестройку алгоритма управления во время работы, реализацию элементарных математических операций. На верхнем (четвертом) уровне расположены вычислительные средства автоматизации управления, предназначенные для построения УВК, которые позволяют осуществлять обработку больших массивов информации (от тысяч контролируемых параметров), реализовать сложные алгоритмы управления объектом, в- том числе супервизорное н негюсредственное цифровое управления, решение оптимизационных, планово экономических и учетно-статистических задач.
При конструировании устройств ГСП принят блочно-модульный принцип построения изделий, который заключается в том, что различные функционально более сложные устройства ГСП создаяпся из ограниченного числа более простых стандартизированных блоков и модулей. Применение этого принципа при построении изделий ГСП делает приборы универсальными, позволяет использовать при нх создании рациональный минимум конструктивных элементов ~сокращается номенклатура деталей), обеспечивает взаимозаменяемость приборов в целом и отдельных их узлов. При этом также значительно упрощаютсн и удешевляются процессы ремонта приборов, которые в большинстве случаев сводятся к замене вышедших из строя типовых узлов и модулей. Реализация блочно-модульного принципа гюзволяет создавать новые средства измерения и регулирования из уже существующего отработанного набора узлов и блоков, что дает существенный зкономический эффект и ускоряет сроки разработки и внедрения новых изделий, Номенклатура технических средств ГСП насчитывает в настоящее время свыше 2 тыс.
тинов жщелий, 30 % которых составляют датчики различных физических величин и технологйческих параметров. По мере наращивания сложности функций действующих систем управления и расширения области их применения, охватывающей новые производства, номенклатура технических средств ГСП вЂ” и в первую очерець датчиков — традиционно увеличивалась. Поэтому важнейшей целью совершенствования номенклатуры является ее рациональная минимизация.
Одним из основных методов сокрашения числа изделий до целесообразного минимума нвляется разработка параметрических рядов изделий на базе системы предпочтительных чисел. Параметрический ряд — совокупность изделий одинакового функционального назначения, имеющих одни и те же основные параметры, для которых изменение значений главного параметра при переходе от преЗЭ0 дыдущего числа ряда к последующему подчиняется определенным закономерностям. Первыми параметрическими рядами в ГСП по системе предпочтительных чисел явились ряды унифицированных пневматических и электрических датчиков. Методика построения параметрического ряда изделий ГСП включает отбор основных параметров приборов и устройств, подлежаших регламентации, вьщеление главного параметра из их числа и установление наиболее рациональпого размерного ряца приборов по главному параметру.
При этом преимушественно применяются ряды, построенные на основе геометрической прогрессии, с числовыми значениями, соответствующими ГОСТ 803Ъ5б "Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел". В настоящее время разрабатаны параметрические ряды (подчиняюшиеся законам геометрической или другой последовательности) преобразователей давления, расхода, уровня, температуры, электроизмерительных приборов. Известно, что производство и эксплуатация приборов предъявляют противоречивые требования к "густоте"' параметрического ряда (количеству типоразмеров в ряду) . С одной стороны, увеличение типоразмеров усложняет производство приборов и повышает их стоимость, с другой стороны, уменьшение количества типоразмеров снижает точность систем контроли и автоматизации, увеличивает избыточность применяемых средств, Отсюда возникает задача оптимизации параметрических рядов изделий ГСП.
Основу построения оптимальных параметрических рядов изделий ГСП составляет анализ и учет совокупности технико-экономических данных, таких, как потребность народного хозяйства в приборах, зависимость потребности и затрат от осиовныл параметров приборов, зависимость стоимости от серийности и другие факторы.
Критерием опгимальности может быть минимум суммарных затрат на удовлетворение заданных потребностей. Зтот критерий оптимальности является следствием анализа противоречия между интересами изготовителя (затраты на производство) и потребителя (затраты на эксплуатацию) . При сокращенном ряде приборов у изготовителя уменьшаются затраты на освоение, увеличивается серийность выпускаемых изделий, что обеспечивает значительную экономию материалов. При увеличении "густоты" ряда получается зкономия у потребителя за счет более точного соблюдения технологического регламента производственного процесса. Таким образом, оптимальным параметрическим рядом можно считать Ряд одинаковых по функциональному назначению технических средств, упорядоченных по основным параметрам этих средств и оптимальных в смысле принятого критерия.
При этом необходимо отметить, что оптимальный параметрический ряц необязательно дол331 жен быль рядом, строго подчиняющимся законам геометрической или другой последовательности, Исследования ~юказали, что оптимальные ряды некоторых изделий значительно экономичнее рядов, построюпых но системе предпочтительных чисел. Не менее плодотворным длн реализации принципа минимизации номенклатуры изделий н приборов ГСП является метод построения приборов и средств автоматизации в составе агрегатных комплексов (АК) . Иэделия ЛК разрабатываются в виде функционально-параметрических рядов, которые охватывают требуемый диапазон измерений в различных условиях эксплуатации.
Благодаря этому исключается необходимость создания других изделий данного функционального назначения, входящих в соответствуаиций АК. вя. КОМПЛЕКС КАМАК Комплекс программно-управляемых блоков КАМАК предназначен для 1юстроения измерительных систем с цифровой обработкой яшфорьапши. Он обеспечивает связь разнообразных источников и приемников с ЭВМ, которы управляет их работой и обменивается с ними информацией. Комплекс разрабатывался международным комитетом ЕВО1чЕ Евратома, объединяющим усилия нескольких десятков лабораторий ряда стран Европы, специализирующихся на создании приборов и систем для научных экспериментов в области ядерной энергетики. Слово КАМАК (в английской транскрипции САМАС) первоначально было выбрано щюизвольно — просто потому, что оно хорошо звучит на разных языках и одинаково читается в обоих направлениях, что символизирует двухсторонний характер обмена информацией в системах.
Однако впоследствии этому слову стали приписывать различные значения, из которых наиболее удачным следует признать Сотрпгея АЫео Меаяпгетепг апо Соппо1 (измерение и управление с помощью ЭВМ) . В настоящее время комплекс КАМАК получил распространение не только в ряде западноевропейских стран, но и в Советском Союзе. Он применяется в системах научного эксперимента в ядерной физике, биологии и других науках.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
