- •Общие вопросы электрических измерений
- •2.3. Случайные погрешности
- •U — UbbtxdK.
- •3.7. Электромагнитные приборы
- •3.12. Приборы для регистрации величин, изменяющихся йо времени
- •4.8. Автоматический мост
- •Цифровые измерительные приборы
- •5.1. Общие сведения о цифровых приборах
- •6.3. Измерение температуры
- •6.6. Измерение сосредоточенных усилий
- •Автоматические системы контроля
- •7.1. Назначение и особенности систем контроля
- •7.3. Структурные схемы АСК
- •7.4. Функциональные устройства и блоки АСК
- •7.5. Примеры автоматических систем контроля
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ды. Аналоговые УС напряжений обычно состоят из усилителя и реле. Усилитель рассогласования усиливает разность контролируемого напря жения уставки. Его включение в схему УС необходимо для повышения ее чувствительности, а также для согласования сопротивлений источников сравниваемых напряжений и реле. В качестве реле можно использовать электромагнитное поляризованное реле с тремя состояниями равновесия или электронную схему в виде триггера с эмиттерной связью (триггер Шмитта).
Дискретные УС сравнивают коды контролируемой величины и устав ки. На рис. 140 представлена-схема УС для одного разряда двоичных, чи сел. В ней триггеры. 7 а* и 7 в входят в регистры, на которых хранятся
цифровые коды сравниваемой величины и уставки. Схема, составленная из элементов И и ИЛИ, позволяет сравнивать величины А и В. Если А =
— В — 1 или А — В = 0, то на выходе / появится сигнал. Если А > В, то сигнал будет на выходе 2, а при А < В — на выходе 3.
В качестве АЦП и ЦОУ применяются устройства, подобные тем, что ис пользуются в цифровых измерительных приборах.
7.5. Примеры автоматических систем контроля
Автоматические системы контроля бывают универсальными и специали зированными, предназначенными для контроля определенных производ ственных процессов. Рассмотрим некоторые из них.
Машина ИВ-500. Примером АСК является машина ИВ-500, предна значенная для контроля сложных производственных процессов. Она выпол няет: последовательный программный контроль параметров с сигнали зацией при отклонении их от нормы, цифровую регистрацию отклонения параметров от заданных пределов, вычисление технико-экономических по казателей работы объекта, двухили трехпозиционное регулирование па раметров процессов и выдачу данных на ЭВМ. Структурная схема маши
ны показана на рис. |
141. |
|
|
|
|
|
|
Контролируемые |
точки набираются группами |
по 40 шт. В каждой |
|||||
группе есть входной коммутатор У/Спх, |
сигнальное устройство СУ с сиг |
||||||
нальным табло, устройство |
нормализации УН, устройство |
вызова |
УВ |
||||
и прибор выборочного измерения ПВИ. К машине ИВ-500 |
могут |
под |
|||||
ключаться |
термопреобразователи сопротивления, |
термоэлектрические |
|||||
преобразователи и |
другие, на выходе которых можно получить сигнал |
||||||
0 ...50 мВ |
постоянного тока, |
датчики |
с унифицированным |
выходным |
сигналом постоянного тока 0...5 мА или напряжением 0...10 В, дифферен циально-трансформаторные и другие датчики переменного тока частотой 50 Гц с выходным сигналом 0.. .1,0 В и выше, с выходным сопротивлением
не более 300 |
Ом. Скорость контроля составляет 100 |
точек в секунду. |
|
Цикл |
опроса |
точек устанавливается ступенями через |
5 с в диапазоне |
5...60 |
с. |
|
|
В устройствах коммутации УК1-..УК12 размещены |
клеммные колод |
ки для подключения датчиков, мосты температурной компенсации нерабо чих спаев теормопар и коммутатор, выполненный на магнитоуправляемых контактах. Там же помещаются схемы, обеспечивающие получение выход ных сигналов постоянного тока'от датчиков сопротивления и питани.е для дифференциально-трансформаторных датчиков. В устройство включен также многопредельный автоматический компенсатор. Предназначено устройство коммутации для установки и объекта контроля, скорость erg 5... 10 переключений в секунду.
Групповые унифицирующие элементы УHi...УН12 комплектуются устройствами для унификации сигналов постоянного и переменного тока с быстродействием порядка 120 мс. Основная погрешность УН составля ет 0,5 %. Унифицированные сигналы —5, 0, + 5 м А и — 1,0, + 1 0 В по стоянного тока.
Аналоговые унифицированные сигналы от всех групп подаются на групповой коммутатор К1, выполненный на транзисторных ключах. Ско рость переключений их 60..Л20 переключений в секунду. Он обеспечива
ет последовательное подключение к |
аналого-цифровому преобразовате |
|||||||||||||||||
|
|
V |
|
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
лю АЦП за один такт коммута |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ции первой ступени 12 одноимен |
|||||||
|
|
|
|
|
1 1 1 |
|
|
|
|
|
||||||||
lj\ |
1 ! |
! |
1 1 1 |
M |
• |
! |
i i ! |
1 |
ных датчиков |
(т. е. 1— 1,1—2,... |
||||||||
1 1 1 q |
||||||||||||||||||
'2fTi |
j |
j |
j |
|
|
* LH -iiiji |
|
|
..., 1— 12). Следовательно, сум |
|||||||||
П |
j |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
марное время измерения и кон |
|||||||||
|
|
|
1 !| |
|
|
|
|
|||||||||||
_ L c |
| |
I |
н ф |
н Ж |
| |
! ! |
j |
! ! |
j / |
троля 480 датчиков определяется |
||||||||
|
|
j | |
i |
! ! |
|
J |
j j j |
1 1 ' |
1 1 1 ! |
' |
скоростью |
работы |
К.1 и состав- • |
|||||
а |
l l l l i |
|
|
bj . \ |
1 1 1 | 1 1 I I щ |
ляет 4 или |
8 |
с. |
Циклограмма |
|||||||||
|
|
|
1 1 1 1 I 1 1 i 1 . П |
|
работы |
коммутаторов показана |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
рис. 142 |
|
|
|
|
на рис. |
142. |
|
|
256С8У
Рис. 143
Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания преобразует аналоговые сигналы в цифровую форму и сравнивает их с цифровыми значениями уставок. Для каждого контролируемого парамет ра можно установить по четыре уставки (две «мало — много» предупреди тельной и две аварийной сигнализации). Если АСК выполняет функции позиционного регулирования, то вместо аварийных .уставок использу ются уставки регулирования. Задание уставок выполняется магнитными стержнями (постоянными магнитами), воздействующими на магнитоуправ ляемые контакты в коде 2 4 2 1 в истинном масштабе. Кроме того на панели уставок задается положение запятой шкалы преобразования. Число управляемых.разрядов цифро-аналогового преобразователя может изме няться.
Результаты контроля через коммутатор БУ передаются сигнальным устройствам СУ1...СУ12, конструктивно объединенным с устройствами нормализации УН1...УН12. СУ имеют релейные устройства памяти, дей ствующие в течение полного цикла контроля и измерения, что обеспечи вает устойчивую сигнализацию при выходе параметра за пределы нормы.
Цифровые значения контролируемых величин подаются для дальней шей обработки в ВУ и в устройства регистрации'через блок ввода — выво да информации УВВ.. На центральном информационном пульте оператора ИП имеются групповые индикаторы аварийной и предупредительной сигнализации, адресные переключатели, контроль уставок и парамет ров, вызов на, регистрацию по адресу, контроль исправности основных
блоков АСК.
Локальное вычислительное устройство имеет одноадресную систему команд (28) представляет числа с фиксированной запятой форматом 22 двоичных разряда. Скорость ввода и вывода информации составляет 200 или 25 четырехразрядных чисел в секунду, быстродействие порядка 1500 операций/с, емкость блока оперативной памяти ОП 256 22-разряд- ных слов, а блока постоянной памяти ПП 1024 18-разрядных слов.
Технические характеристики ИВ-500 следующие:
Цикл |
опроса всех точек |
5...60 с |
|
Скорость периодической регистрации |
.2 точки в секунду |
||
Цикличность периодической регистрации |
30, 60, 120 мин |
||
Скорость регистрации отклонений |
2, 5 точек в секунду |
||
Основная погрешность измерения и контроля |
± 0,6 % |
||
для |
датчиков |
постоянного тока |
|
для |
датчиков |
переменного тока |
± 2 ,5 % |
АСК ИВ-500 может быть подсистемой более крупной автоматической системы контроля или управления.
Система М-40. Комплекс предназначен для централизованного контро ля и управления технологическими процессами. Особенностью его явля ется значительное быстродействие по опросу аналоговых и дискретных датчиков, высокая помехозащитность аналоговых сигналов, сбор инфор-
Таблица |
14. Модификации и состав комплекса М-40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Условное |
Количество устройств |
||
|
|
Наименование устройств |
в модификации |
|||
|
|
обозначе |
|
|
|
|
|
|
|
ние |
М-41 |
М-42 |
. М-43 |
|
|
|
|
|||
Базовая |
модель: |
УД |
I |
1 |
1 |
|
центральное устройство |
||||||
запоминающее устройство |
УЗПП |
1 |
1 |
1 |
||
блоки |
индикации |
БИ |
8 |
8 |
8 |
|
Устройства: |
УВНУ |
2 |
2 |
8 |
||
ввода |
сигналов низкого уровня |
|||||
печати |
технологическойинформации |
УПТ |
— |
1 |
1—2 |
|
ввода |
двухпозиционных сигналов |
УВДС |
— |
1—2 |
1 |
|
вывода дискретной информации |
УВДИ |
— |
— |
1 |
||
запоминающее полупостоянное |
УЗПП |
— |
— |
2 |
||
вывода на перфоленту |
УВПЛ |
1 |
— |
1 |
||
печати |
|
|
УП-16 |
1 |
— |
— |
Блок компенсации холодных спаев |
БКХ |
16 |
16 |
64 |
||
мации от рассосредоточенных объектов и непосредственней обмен |
кодами |
с вычислительной машиной. Это позволяет создавать иерархические си стемы с машинами М-40 в качестве низового звена.
Модели системы обеспечивают сбор информации, ^линеаризацию и масштабирование, сигнализацию отклонений, многоканальное двухпо зиционное регулирование, цифровую индикацию параметров, их реги страцию и вывод на перфоленту. В табл. 14 приведены модели и состав комплекса М-40.
В систему подключены 688 дискретных датчиков, имеется 960 выводов двухпозиционного управления. Время реакции на изменение дискретного состояния датчика составляет не более 0,1 с. На вход М-40 подаются сиг налы низкого уровня от датчиков температуры (0...20; 0...50; и 0...100 мВ), сигналы высокого уровня (0...5 мА и 0...5 В) от датчиков с внутренним сопротивлением до 1 кОм и двухпозиционные сигналы. Частота опроса выбирается из ряда 1 с, 30 с, 5 мин, 1 ч. Система может работать в режи мах непрерывного однократного и адресного опроса датчиков.
Структурная схема комплекса приведена на рис. 143. Технические ха рактеристики основных блоков комплекса М-40 представлены в табл. 15.
Максимальное удаление термопреобразователей и блоков БКХ от шкафов УВНУ составляет 300 м. Наибольшее расстояние между БИ и УЦ — 1 км. Устройства комплекса питаются от трехфазной сети 380 В, 50 Гц с нулевым проводом, исключая блоки БКХ и БИ, которые подклю чаются к сети 220 В, 50 Гц. Потребляемая мощность зависит от набора блоков. При полном составе комплексов потребляемые мощности М-41,