0. Устройства получения информации о состоянии объекта управления

Эта группа устройств предназначена для сбора и преобразования информации о контролируемых и управляемых параметрах объекта управления.

Эта группа устройств наиболее многообразна, во-первых, по принципам действия, а во-вторых, по исполнению, обеспечивающему устойчивую работу в различных средах.

В составе измеряемых параметров (а их>2000) для различных объектов можно выделить наиболее широко распространенные (т.н. типовые) параметры, к которым относятся:

• Теплоэнергетические параметры (температура, давление и т.д.);

• Электроэнергетические параметры (сила тока, напряжение, мощность и т.д.);

• Механические параметры (перемещение, скорость, линейные размеры) и т. д.;

• Физические параметры (плотность, влажность, мутность) и т. д.;

• Химические параметры (концентрация) и т. д.

Основные характеристики устройств получения информации:

• Характер входной величины.

• Характер выходной величины.

• Статическая характеристика датчика.

• Динамическая характеристика датчика.

• Основная и дополнительная погрешности.

5.4 Устройство сопряжения с объектом (усо)

Рис.5.4.1. Структурная схема АТК.

Обозначения:

АТК – автоматизированный технологический комплекс (АИУС+ОУ)

Для нормальной работы АИУ необходимо иметь спец.средства, которые можно разделить на подсистемы аналогового ввода, дискретного ввода, аналогового вывода и дискретного вывода.

0. Структура и принципы организации подсистемы ввода аналоговых сигналов

Устройства данной подсистемы должны выполнять следующие функции:

• нормализацию аналоговых сигналов;

• фильтрацию;

• коммутацию аналоговых сигналов в соответствии с адресом, полученным из центральной части (ЦЧ) АИУС;

• усиление аналоговых сигналов;

• преобразование аналоговых сигналов в цифровой код;

• выдачу цифрового кода в центральную часть АИУС.

Т.к. датчики аналогового типа отличаются по диапазону выходных сигналов, то и структура УСО для ввода аналоговых сигналов различна.

Рис. 5.4.1.1. Структура подсистемы УСО ввода аналоговых сигналов высокого уровня.

Рис. 5.4.1.2. Структура подсистемы УСО ввода аналоговых сигналов низкого уровня.

Обозначения:

ДАВУ — датчик аналоговый высокого уровня.

ДАНУ — датчик аналоговый низкого уровня.

УН — устройство нормализации.

КСВУ — коммутатор сигналов высокого уровня.

КСНУ — коммутатор сигналов низкого уровня.

УУиА — устройство управления и адресации.

А — адрес.

СУ — сигналы управления.

ЦЧ — центральная часть АИУС.

Ф — фильтр.

НУ — нормирующий усилитель.

Алгоритм функционирования подсистемы (рис. 5.4.1.1.):

1. Сигналы с датчиков через УН присутствуют на входах КСВУ постоянно;

2. Адрес датчика Д_i, сигнал с которого в данный момент времени должен быть введён в ЦЧ АИУС, поступает оттуда, расшифровывается в УУиА и в результате открывается нужный ключ КСВУ и сигнал с Д_i поступает на выход коммутатора;

3. Сигнал с Д_i поступает на вход АЦП, преобразуется в цифровой код и далее, после завершения преобразования, поступает через интерфейс в ЦЧ АИУС.

Структура, принцип организации усо для ввода информации с дискретных устройств

Устройство данной подсистемы должно фиксировать и передавать в центральную часть АИУС:

1. Состояние дискретных датчиков с выходными контактами (реле, блокираторы и т.д.)

2. Состояние датчиков с выходными сигналами в виде определенного уровня напряжения (5, 10, 24 В).

3. Подсчитывать число импульсов, поступающих с импульсных датчиков.

4. Фиксировать изменение состояния т.н. аварийных датчиков (датчик пламени, дыма и т.д.) без задержек во времени.

Общая структура подсистемы ввода сигнала с дискретных сигналов следующая:

Рис. 5.4.2.1. Структура подсистемы УСО для ввода сигналов с дискретных датчиков.

Обозначения:

УУиА — устройство управления и адресации.

БФиС — Блок фиксации изменения состояния.

УН — устройство нормализации.

УНИ — импульсное устройство нормализации.

Алгоритм функционирования.

По инициативе центральной части АИУС УУиА через интерфейс выдается код адреса спрашиваемого регистра или счетчика, а также необходимые управляющие сигналы. В соответствии с этим адресом состояние соответствующего регистра или счетчика выдается на шину данных и через интерфейс передается в центральную часть. При этом передаваемый двоичный код соответствует состоянию дискретных датчиков подключенных к данному регистру или соответствует числу импульсов поступивших в счетчик за предшествующий интервал времени от ДДИ. Если датчик дискретный аварийный, то при изменении его состояния БФИС формирует запрос на прерывание в центральную часть АИУС. После обработки этого запроса останавливается (прерывается) текущая программа и включается подпрограмма опроса состояния аварийных датчиков и далее программа реакции на аварийное состояние объекта.