uchebnoe_posobie_avtomatizaciya
.pdfсигналов цифровой и аналоговой передачи данных. Устройство индикации показывает значение измеряемого параметра.
На рис. 8.10 показана блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока.
ПАП - цифро-аналоговый преобразователь - преобразует цифровой код в сигнал тока датчика. Полевой транзистор слу жит для стабилизации напряжения питания схемы. Сопротивле ние Ri служит для контроля значения тока в цепи.
При создании нового поколения интеллектуальных датчиков потребовалось наряду с передачей аналоговой информации пере давать и цифровые данные. С этой целью был разработан специ альный протокол Highway Addressable Remote Transducer - так называемый HART-протокол.
Передача данных в HART-протоколе осуществляется с
помощью частотной модуляции, в соответствии с широко рас пространенным стандартом Bell 202. Цифровая информация пе редаётся частотами 1200 Гц (логическая 1) и 2200 Гц (логиче ский 0), которые накладываются на аналоговый токовый сигнал (рис. 8.11).
Частотно-модулированный сигнал цифровых данных при применении соответствующей фильтрации не влияет на основ ной аналоговый сигнал 4...20 мА. Скорость передачи данных для
HART составляет |
1,2 кбит/с. |
На рис. 8.12 |
показана блок-схема датчика, использующего |
Н ART-протокол. |
|
Модем 1 преобразует цифровой код в частотно-модулиро ванный сигнал, который поступает на формирователь сигнала, и далее через ЦАП на выход датчика.
Рис. 8.10. Блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока
121
я
ч
о
I
о
5с
I
U
1
о
а
а
о
•§•
а.
а
-«-»
оо
о
Рис. 8.12. Блок-схема датчика, использующего HART-протокол
Рис. 8.13. Внешний вид интеллектуального датчика давления с HART-комму- никатором
Помимо передачи сигнала от датчика о величине давления на датчик могут передаваться управляющие сигналы. С помощью этих управляющих сигналов может быть осуществлена калиб ровка датчика. При этом модем 2 преобразует частотные посыл ки («1» «О») в цифровой код.
На рис. 8.13 показан внешний вид интеллектуального датчика давления с HART-коммуникатором.
Глава 9
ОС Н О В Н Ы Е П О Н Я Т И Я Т Е О Р И И
АВ Т О М А Т И Ч Е С К О Г О У П Р А В Л Е Н И Я
9.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Технологические процессы, осуществляемые на предприятиях нефтяной и газовой промышленности, обычно представляют в виде динамических систем, поведение которых во времени опре деляется такими параметрами, как температура, давление, расход, уровень, концентрация и др. При нормальном протекании про цесса эти параметры принимают определенные, так называемые номинальные значения.
Указанные параметры могут отклоняться от номинальных значений в силу ряда внешних причин (изменение расхода и со става сырья, параметров тепло- и хладагентов и др.) или явле ний, протекающих в самом аппарате (условий передачи тепла через поверхность и др.). Это приводит к нарушению технологи ческого процесса и, как следствие, к снижению количества и ка чества получаемой продукции.
В связи с этим для нормального протекания процесса им не обходимо управлять.
Управление - это целенаправленное воздействие на техноло гический объект управления (ТОУ), которое обеспечивает его функционирование и качественно оценивается величиной крите рия управления.
Критерии могут иметь технологическую или экономическую природу (производительность технологической установки, себе стоимость продукции и т.п.).
Регулирование - частный случай управления, используемый в локальных системах и означающий стабилизацию технологиче ского параметра, т.е. поддержание выходных параметров объекта
124
Рис. 9.5. Структурная схема регулиро вания по комбинированному принципу
В противном случае применяют системы связанного регулиро вания, в которых регуляторы различных параметров одного тех нологического объекта связаны между собой внешними связями (вне объекта) с целью ослабления взаимного влияния регули руемых параметров. Такая система связанного регулирования называется автономной.
4. По назначению (характеру изменения задающего воздейст вия) САР подразделяются на системы стабилизации, системы программного управления и следящие системы.
Системы стабилизации предназначены для поддержания ре гулируемого параметра на заданном значении, которое устанав-
сов с определенным периодом их чередования. Период появле ния импульсов задается принудительно. Входной величине про порциональна амплитуда или длительность импульсов на выходе.
Введение импульсного звена освобождает измерительное уст ройство системы от нагрузки и позволяет применять на выходе маломощное, но более чувствительное измерительное устройство, реагирующее на малые отклонения регулируемого параметра, что приводит к повышению качества работы системы.