Агрегатные средства автоматических систем

Агрегатные средства автоматических систем контроля должны обеспечить (ГОСТ 22315-77):

  • - непосредственное восприятие от объекта и преобразование характеристик исследуемых событий и величин в унифицированные сигналы, т.е. в сигналы установленного для данного типа систем вида с нормированными параметрами;
  • - сбор сигналов от средств первичного преобразования и формирование единого потока данных, пригодных для передачи и запоминания или ввода в средства обработки и представления;
  • - передачу данных от исследуемого объекта к потребителю по линиям связи;
  • - запись, хранение и воспроизведение данных, а также их перезапись;
  • - распределение или объединение потоков данных, поступающих по нескольким линиям связи, и преобразование их к виду, воспринимаемому средствами обработки и представления информации;
  • - выполнение вычислительных и логических операций, необходимых для преобразования данных к виду, удобному для дальнейшего использования;
  • - преобразование данных к виду, воспринимаемому потребителем информации - человеком или машиной.

Совокупность средств автоматической системы контроля должна удовлетворять требованиям функциональной, структурной и параметрической полноты.

Функциональная полнота должна обеспечить измерение параметров объекта или процесса, усиление и преобразование сигналов измерительной информации, объединение этих сигналов в общий поток, передачу данных по линиям связи, разделение потока на составные части и представление данных потребителям в требуемом виде.

Структурная полнота должна обеспечить возможность синтеза различных ИИС в соответствии с требованиями, определяемыми объектом исследования. Она определяет структуру совокупности агрегатных средств, отражающую номенклатуру (лат. nomenclature - перечень, роспись имён) структурных единиц, их классификацию и предусмотренные взаимодействия.

Параметрическая полнота должна обеспечить возможность построения из агрегатных средств, оптимизированных по заданному критерию (например, точность, стоимость и т.п.) ИИС с заданными техническими характеристиками. Она достигается созданием параметрических рядов средств, соответствующих каждой структурной единице совокупности агрегатных средств.

Агрегатные средства ИИС должны удовлетворять требованиям функциональной, информационной, электрической, эксплуатационной, конструктивной и метрологической совместимости.

Технические устройства ИИС должны быть функционально закончены и автономны, для чего:

  • - все последовательности тактирующих сигналов, необходимые для согласованного выполнения отдельных операций, должны вырабатываться внутри устройства. Извне устройство должно получать только сигналы, необходимые для взаимодействия с другими модулями;
  • - все служебные и дополнительные данные, необходимые для последующего понимания информации и связанные с преобразованиями, выполняемыми данным устройством, должны формироваться внутри устройства;
  • - все питающие токи и напряжения, параметры которых отличаются от параметров единого питания, должны вырабатываться в пределах данного устройства;
  • - принципы действия устройств не должны зависеть от смыслового содержания данных, если обратное не диктуется их назначением.

Информационная совместимость технических средств ИИС обеспечивается единством форм представления данных на входах и выходах сопрягаемых устройств и единством алгоритмов обмена данными между ними.

Электрическая совместимость технических средств обеспечивается единством электрических сигналов и цепей на входах и выходах устройств.

Эксплуатационная совместимость технических средств ИИС обеспечивается согласованностью характеристик, определяющих сохраняемость свойств средств в условиях эксплуатации. Она достигается:

  • - установлением единых групп исполнения технических средств по условиям эксплуатации;
  • - установлением единой номенклатуры и методов контроля эксплуатационных характеристик технических средств в процессе их изготовления, аттестации и эксплуатации;
  • - назначением единых требований к поставке, хранению, транспортированию и гарантиям изготовителя;
  • - установлением единых показателей надёжности технических средств и единых методов их определения.

Конструктивная совместимость агрегатных средств обеспечивается согласованностью конструктивных характеристик средств и достигается:

  • - установлением единых рядов присоединительных и габаритно-установочных размеров и параметров, допускаемых предельных отклонений от них;
  • - установлением единства форм и размеров элементов конструкции;
  • - выбором единых технологических процессов изготовления и сборки технических средств;

- установлением единых требований эргономики (от греч. spyov - работа и vopoa - закон) и технической эстетики.

Метрологическая совместимость обеспечивается согласованностью метрологических характеристик всех средств, составляющих тракт преобразования информации (канал измерения).

Она достигается:

  • - установлением единого состава нормируемых метрологических характеристик;
  • - установлением единых форм представления и способов нормирования метрологических характеристик;
  • - установлением единых методов оценки и контроля метрологических характеристик;
  • - согласованием числовых значений параметров входных и выходных цепей сопрягаемых агрегатных средств.

Программно-алгоритмическое обеспечение должно включать:

  • - описание функций преобразования, выполняемых техническими средствами;
  • - стандартные программы функционирования агрегатных средств;
  • - алгоритмы и программы автоматического самотестирования агрегатных средств;
  • - алгоритмы и программы синтеза ИИС;
  • - алгоритмы и программы обработки данных и оценки качества получаемой информации.

В полной мере указанным требованиям соответствует ГСП - Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации.

ГСП (ГОСТ 12997-84) представляет собой эксплуатационно, информационно, энергетически и конструктивно организованную совокупность средств измерений, средств автоматизации, средств управляющей вычислительной техники, а также программных средств.

ГСП основана на стандартных внутренних и внешних связях, рациональной структуре и конструктивных формах в модульно-блочном построении её функциональных устройств и предусматривает их агрегатирование в комплексах измерительной, вычислительной, аналитической и других видов техники для построения систем информации, контроля, регулирования и управления.

При построении ГСП использованы следующие основные принципы, обеспечивающие её техникоэкономическую эффективность:

  • - разделение приборов по функциональным признакам на основе типизации структур построения ИИС и АСУТП;
  • - минимизация номенклатуры на основе создания параметрических рядов, унифицированных систем и агрегатов комплексов приборов;
  • - блочно-модульное построение приборов на основе типовых унифицированных блоков, состоящих в свою очередь из типовых унифицированных модулей;
  • - агрегатированное построение сложных устройств и систем на основе типовых унифицированных блоков и модулей;
  • - совместимость приборов и устройств ГСП при работе в различных по структуре системах на основе унификации сигналов связи между приборами, конструктивов и присоединительных размеров, технических и эксплуатационных требований;
  • - непрерывность развития на основе блочно-модульного и блочно-агрегатного построения системы, а также плановой периодической модернизации и замены одних видов конструкций приборов другими.

По функциональным признакам средства ГСП можно разделить на ряд групп в соответствии с их назначением.

Группа 1 представляет собой устройства получения информации - первичные измерительные преобразователи.

Группа 2 включает в себя средства преобразования и передачи информации: преобразователи (шифраторы) информации, каналы связи, преобразователи (дешифраторы) информации.

Группа 3 (центральная группа) содержит средства преобразования, хранения информации и обработки команд управления: вторичные приборы, регуляторы, устройства памяти, вычислительные машины.

Группа 4 включает в себя средства преобразования и передачи команд управления, содержащие устройства, аналогичные группе 2.

Группа 5 содержит средства воздействия на технологический процесс: усилители мощности, исполнительные механизмы (электродвигатели с редуктором, пневмо- и гидропоршни и т.п.), регулирующие органы (краны, задвижки и др.).

Устройства и средства групп 1 и 5 выполняют более простые функции, чем средства остальных групп, но они непосредственно взаимодействуют с управляемым объектом (процессом), поэтому более специфичны и менее поддаются унификации и стандартизации.

Рассмотрим классификацию изделий ГСП.

1. По назначению информационной связи подразделяют на изделия, предназначенные для информационной связи с другими изделиями, и не предназначенные для этого.

2. По виду энергии носителя сигналов (франц, signal, нем. Signal, от лат. signum - знак) в канале связи изделия делят на электрические, пневматические, гидравлические, комбинированные и другие.

В качестве примера в табл. 2.1.1 приведены основные виды унифицированных аналоговых сигналов.

Таблица 2.1.1

Основные виды унифицированных сигналов ГСП

Электрические сигналы

Пневматический сигнал, кПа

Постоянный ток, А

Пост, напряжение, В

Переменное напряжение, В

Частота, Гц

  • 0-5
  • 0-20
  • 4-20
  • 0-10
  • 0-20
  • 0-50 0-1000 0 - 5000 0-10000

0-2

  • 0-8
  • 2-4
  • 4-8
  • 0-100

20-100

  • 3. В зависимости от эксплуатационной законченности бывают изделия первого, второго и третьего порядка.
  • 4. По метрологическим свойствам подразделяют на средства измерений и на изделия, не являющиеся ими.
  • 5. По защищённости от воздействия окружающей среды подразделяют на следующее исполнение: обыкновенное, защищённое от пыли, воды, агрессивных сред и взрывозащищённое.

6. По стойкости к механическим воздействиям: вибро-устойчивое, вибропрочное, удароустойчивое и ударопрочное.

Агрегатный комплекс - это совокупность изделий, взаимосвязанных между собой по функциональному назначению или области применения, конструкции, основным параметрам и техническим данным.

Агрегатные комплексы измерительных систем бывают общего и специального назначения.

Агрегатные средства общего назначения решают задачи первичного преобразования и сбора информации, её обработки и применения: КТС ЛИУС - комплект технических средств локальных информационно-управляющих систем, АСПИ - агрегатные средства регистрации и первичной обработки текстовой информации, АСКР - агрегатные средства контроля и регулирования, АСЭТ - агрегатные средства электроизмерительной техники, АССТ - агрегатная система средств телемеханики и т.д.

Специализированные агрегатные средства предназначены для получения и обработки информации в областях техники, связанных со специфическими измерениями: АСАТ - агрегатные средства аналитической техники, АСРТ - агрегатные средства рентгеновской техники, АСНК - агрегатные средства неразрушающего контроля, АСИП - агрегатные средства испытаний материалов на прочность, АСИ В - агрегатные средства измерения вибраций и т.п.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >