Государственная система приборов и средств автоматики

Государственная система приборов и средств автоматики (ГСП) объединяет в себе все средства контроля и регулирования технологических процессов, т.е. это совокупность устройств получения, передачи, хранения, обработки и представления информации о состоянии и ходе различных процессов и выработки управляющих воздействий на них. ГСП состоит из унифицированных элементов, модулей и блоков, допускающих информационное, энергетическое и конструктивное сопряжение в агрегатных комплексах и автоматизированных системах управления.

К устройствам получения и первичного преобразования информации относятся датчики, кнопки, табуляторы и клавишные вычислительные машины с ручным и полуавтоматическим управлением для нанесения информации на перфокарту, перфоленту, магнитные ленты, барабаны или диски, а также выводные устройства, формирующие сигналы для передачи на расстояние. Передача информации осуществляется либо непосредственно через каналы связи (при небольших дистанциях или специально выделенных каналах связи), либо через устройства телемеханики (на большие расстояния). Передача сигналов от многих источников в одно место достигается при помощи устройств централизованного контроля.

К средствам представления информации относятся показывающие стрелочные, цифровые, символьные и др. индикаторы, самопишущие приборы, печатающие устройствами графопостроители. Для лучшего восприятия широко применяется метод визуального контроля с помощью устройств отображения информации, промышленного телевидения, мнемонических схем. При большом количестве информации, необходимости её предварительного логического и математического анализа или синтеза, в связи с решением сложных экономических, технологических и иных задач, а также при управлении современными технологическими и энергетическими комплексами применяют средства вычислительной техники.

Выработка управляющих воздействий достигается регулирующими устройствами (регуляторами). Регулятор, получая сигналы непосредственно от датчика или через устройство централизованного контроля, вырабатывает в соответствии с заданной программой и законом регулирования энергетические импульсы, приводящие в действие исполнительный механизм, который через регулирующие органы (коммутирующую аппаратуру, управляемые вентили, клапаны, заслонки, задвижки) изменяет потоки энергии или вещества и этим воздействует на объект регулирования.

В ГСП входят приборы и устройства в обыкновенном, виброустойчивом, герметичном, пыле- и влагозащищённом конструктивном исполнении, которые образуют три ветви: гидравлическую; пневматическую; электрическую.

В основу построения ГСП положены следующие принципы, лежащие в основе конструирования устройств и систем:

· выделение устройства по функциональным признакам;

· блочно-модульный подход;

· минимизация номенклатуры изделий;

· агрегатное построение систем управления;

· унификация входных – выходных сигналов и сигналов питания для совместимости приборов и устройств.

По функциональному признаку все изделия ГСП делятся на четыре группы: устройства получения информации о состоянии процесса; устройства приема, преобразования и передачи информации по каналам связи; устройства преобразования, хранения, обработки информации и формирование команд управления; устройства использования командной информации для воздействия на объект управления. Средства измерения (СИ) входят в число устройств первой и второй перечисленных групп и представляют собой первичные, промежуточные, масштабирующие (нормирующие) измерительные преобразователи, измерительные приборы и системы. В зависимости от рода используемой энергии средства измерения и вспомогательные устройства ГСП подразделяют на четыре самостоятельные ветви: электрическую, пневматическую, гидравлическую и не использующей вспомогательной энергии. Связь электрических, пневматических и гидравлических устройств осуществляется с помощью соответствующих преобразователей сигналов. Этим обеспечивается создание комбинированных средств ГСП. Средства ГСП строятся из блоков и модулей.

Блочно-модульный принцип характеризуется наличием отдельных модулей или блоков, выполняющих достаточно простую функцию. Блочно-модульный принцип построения средств ГСП обеспечивает возможность создания различных функционально сложных устройств из ограниченного числа более простых унифицированных блоков и модулей путем их наращивания и стыковки. Это позволяет создавать новые средства измерения и автоматизации из уже существующего набора узлов и блоков, что дает существенный экономический эффект за счет уменьшения номенклатуры средств автоматизации, упрощения ремонта и замены, уменьшения стоимости и реализации принципа взаимозаменяемости.

Устройства ГСП взаимодействуют посредством нормированных электрических, пневматических, гидравлических, механических, акустических и оптических сигналов. Первичные приборы (датчики) могут преобразовывать измеряемый параметр в какой-либо унифицированный сигнал. Если же датчик выдает неунифицированный сигнал, то для приведения его к стандартному диапазону должен быть установлен соответствующий преобразователь. По виду сигналов устройства ГСП делятся на аналоговые и дискретные. Устройства ГСП имеют нормированные источники питания. Конструктивное сопряжение устройств ГСП обеспечивается унифицированной структурой модулей и блоков, применением нормированных по форме и размерам монтажных плат, кассет, каркасов, панелей, шкафов, щитов и пультов, а также базовых конструкций оснований и узлов, из которых компонуются агрегаты. Этим достигается высокая взаимозаменяемость изделий ГСП.

Унификация конструкций ГСП повышает технологичность изделий в производстве, упрощает их комплектацию, монтаж, наладку и эксплуатацию. Информационная, энергетическая и конструктивная сопрягаемость устройств ГСП ускоряет проектирование и изготовление систем автоматического контроля, регулирования и управление в составе оборудования автоматизированного производства.

Классификация измерительных устройств ГСП, учитывающая вид входных и выходных сигналов, приведена на рис. 2.2. Под естественным выходным сигналом в приведенной классификации понимают выходную физическую величину первичного измерительного преобразователя, полученную однократным простым преобразованием измеряемой величины и не соответствующую по параметрам унифицированным сигналам. При этом под простым преобразованием понимают только преобразование, используемое для измерения физических явлений. Несмотря на большое разнообразие величин, виды естественных выходных сигналов ГСП удается ограничить десятью, приведенными на рис. 2.2.

Техническая основа ГСП. Для преобразования естественного выходного сигнала в унифицированный в ГСП используются нормирующие преобразователи. В ГСП, несмотря на значительное разнообразие измеряемых величин и используемых для этого принципов измерений, применяются четыре структурные схемы измерительных устройств, а именно: схема прямого однократного преобразования, схема управляющего преобразования (часто называется компенсационной), схема последовательного прямого преобразования, схема прямого дифференциального преобразования.

Нормирование метрологических характеристик СИ ГСП осуществляется по группам, выделенным в зависимости от функционального назначения.

Рис. 2.2. Классификация СИ ГСП по входным и выходным сигналам

Средства ГСП технологических измерений являются, в основном, аналоговыми и имеют малую случайную погрешность. Поэтому метрологические характеристики формируются комплексами, включающими обычно: номинальную функцию преобразования, предел допускаемой основной погрешности, предел допускаемой вариации, динамическую характеристику, номинальное значение входного импеданса, номинальное значение выходного импеданса (для измерительных преобразователей), предел допускаемой дополнительной погрешности (для измерительных приборов).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию опасность.

2. Перечислите определяющие признаки опасности.

3. Перечислите основные источники опасности.

4. Сформулируйте основные методы обнаружения опасностей.

5. Перечислите показатели безопасности технических систем.

6. Определите источники опасности систем реального времени.

7. Дайте классификацию факторов риска промышленных объектов.

8. Сформулируйте принципы построения государственной системы приборов и средств автоматики.

9. Дайте классификацию измерительных устройств ГСП.

РАЗДЕЛ II. АНАЛИЗ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВА СВЯЗИ С ОПЕРАТИВНЫМ ПЕРСОНАЛОМ

Дата добавления: 2014-12-16