Перехідні пристрої

Пристрої перетворення сигналу

Контрольні питання

1. Дайте визначення датчика.

2. Чому саме в електричний сигнал датчик перетворить техно-логический параметр?

3. Які датчики називаються активними? Назвіть їх.

4. Назвіть основні вихідні параметри пасивного датчика.

5. Перерахуєте основні характеристики датчиків.

6. Перерахуєте види датчиків переміщення. Що є їх вхідною і вихідною величиною?

7. Назвіть основні датчики деформації, сили. Що є їх вхідною і вихідною величиною?

8. Назвіть основні датчики температури. Що є їх вхідною і вихідною величиною?

9. Назвіть основні датчики дискретних параметрів. Які прин-ципы покладені в основу їх роботи?

Якщо людина сильно стомлена, то може не помітити, наприклад, що йде йому назустріч приятель або не почути з першого разу дзвінок в двері. Але ж його датчики — очі і вуха — отримали інформацію і перетворили її в сигнали, що поступили в нервову систему. Чому ж мозок не відреагував на ці сигнали? Можливо, тому, що вони виявилися занадто слабкими — із-за перевтоми ваша нервова система не забезпечила необхідне підсилення цих сигналів або не змогла виділити їх на тлі інших сигналів (перешкод), що поступили.

У технічних системах теж можливі ситуації, коли сигнали датчиків занадто слабкі, супроводжуються перешкодами, тому в них велику увагу приділяють пристроям перетворення сигналів. Ці пристрої забезпечують:

• передачу інформаційних сигналів від датчиків до апаратів обробки сигналів і керуючих сигналів до виконавчих механізмів;

• попередню обробку (нормалізацію) сигналів датчиків;

• посилення сигналів;

• комутування сигналів;

• перетворення аналогової величини в дискретну, і навпаки;

• підрахунок подій;

• зберігання інформації;

• формування керуючих сигналів для виконавчих механізмів.

Сучасні системи керування технологічними процесами включають в себе сотні датчиків і виконавчих механізмів. Кожен з них потрібно підключити до апаратури керування, розташованої у багатьох випадках на великій відстані від технологічного устаткування. Прокладати від кожного датчика окремий кабель на таку відстань дорого і громіздко, набагато дешевше і компактніше використовувати багатожильні кабелі. Але ж для підключення одного датчика досить усього 2...4 дротів. Компромісом в цій ситуації є розділення сполучних ліній на ділянки, на кожному з яких використовується оптимальний вид кабелю, а стикування ділянок забезпечується відповідними сполучними пристроями — роз'ємами і клемними колодками.

Датчики, розташовані на устаткуванні близько один від одного, об'єднуються в групи, і хоча від кожного датчика йде 2-или 4-жильний кабель, від усієї групи сигнали передаються вже по багатожильних (до декількох десятків жил) кабелях. Стикування кабелів робиться за допомогою клемних колодок (мал. 5.1). Аналогічно підключаються і старанні механізми.

Кабелі, дроти, роз'єми і клемні колодки складають групу перехідних пристроїв.

Вихідний ланцюг датчика закінчується зазвичай 2 - або 4-контактним роз'ємом. Частина у відповідь роз'єму з'єднується з клемною колодкою, що розташовується безпосередньо на технологічному устаткуванні або поблизу нього. Клемні колодки, які містять набір клем, дозволяють підключати сполучні провода, як правило, під гвинт. Кінці дротів мають бути лудженими. В якості сполучних дротів для датчиків використовуються 2 - або 4-жильні кабелі управління відповідного перерізу (зазвичай 0,35 або 0,50 мм2). Для підключення виконавчих механізмів використовують кабелі, що мають від 4 до 10 жив, оскільки по них не лише передаються сигнали управління, але і приймаються сигнали з датчиків стану ВМ.

До другої сторони клемних колодок підключаються інформаційні (передавальні сигнали від датчиків) і керівні (передавальні сигнали, що управляють, до них) кабелі. Це багатожильні кабелі, що сполучають технологічне устаткування з апаратурою управління, яка зазвичай розміщується в безпосередньої близькості від ЕОМ і на значній відстані від технологічного устаткування (до декількох кілометрів).

Рисунок 48 - Клемна колодка

Рисунок 49 – Броньований і екранований кабелі

На шляху від технологічного устаткування до апаратури керування сигнали зазнають різні зміни, які викликані дією зовнішніх електричних і магнітних полів. Якщо ці дії сильні, то корисна інформація спотворюється і приходить до апаратури управління з помилками. Для усунення або зменшення помилок вживають певні заходи. Це, в першу чергу, правильний вибір типу кабелів і вибір способу їх прокладення.

В якості інформаційних кабелів, що управляють, основне застосування знайшли кабелі марки КУПВ і КУПР — кабелі керування в полівінілхлоридній і гумовій ізоляції. Переріз жил кабелів 0,35, 0,50, 0,75 і 1,00 мм²; кількість ізольованих багатодротяних мідних жил — від 4 до 37. Промисловістю випускаються кабелі із загальним екраном з переплетених мідних дротів або алюмінієвої фольги, з окремими екранованими жилами і витими парами жил. Для захисту від механічних ушкоджень кабелі можуть покриватися згори бронею із сталь-ной дроту — броньовані кабелі (рис. 5.2, а).

Загальний мідний екран (рис. 5.2, б) захищає передавані по Вилах сигнали від зовнішніх змінних електричних полів. Кабелі з окремими екранованими жилами (мал. 5.3, а) використовують для виключення взаємного впливу сигналів, що передаються в одному кабелі. Це особливо стосується малопотужних сигналів, наприклад сигналів від датчиків температури.

Вита пара жил (рис. 5.3, б) захищає сигнал від зовнішніх магнітних полів, що створюються працюючими зблизька кабельними трансформаторами, зварювальними апаратами, електродвигунами і так далі. Перетинаючи жили витої пари, змінне магнітне поле відповідно до закону електромагнітної індукції наводить в них ЕРС певного знаку. На довжині, рівній періоду скручування, знаки ЕРС протилежні і сумарна ЕРС дорівнює нулю. Чим менше період скручування, тим менше вплив магнітні поля роблять на сигнал, який передається.

Велику роль в передачі сигналів грає спосіб прокладення інформаційних кабелів, що управляють. Найбільш застосовні способи прокладення — на лотках і в коробах. У обох випадках рекомендується щоб уникнути впливу потужних сигналів, що управляють, на слабкі сигнали від датчиків інформаційні кабелі прокладають окремо від керівників на своїх лотках (мал. 5.4, а) або у своїх коробах (мал. 5.4, б). При цьому відстань між лотками (коробами) має бути не менше 300 мм.

Рисунок 50 – Кабелі з екранованими жилами ті витими парами

Рисунок 51 – Прокладка на лотках і в коробах:

1 – інформаційні кабелі; 2 – кабелі керування

Рисунок 52 – Комплекс перехідних пристроїв:

Д – датчик; ВМ – виконавчі механізми

На стороні апаратури керування кінці інформаційних керуючих кабелів підводяться і підключаються до клемних стійок, які є набором клемних колодок, що розташовуються на спеціальних рейках. До однієї сторони цих колодок і підключаються кабелі. До другої сторони підключаються кабелі, що закінчуються роз'ємами, які під'єднуються до блоків системи управління (пристроям нормалізації сигналів, пристроям, що запам'ятовують, вихідним регістрам і так далі).

Увесь комплекс перехідних пристроїв показаний на мал. 5.5.

Таким чином, перехідні пристрої в процесі передачі сигналу грають таку ж важливу роль, як і інші технічні засоби АСКТП.

Дата добавления: 2014-11-26