Класифікація та побудування виробів ДСПП

Залежно від функціонального призначення засоби ДСПП поділяють на такі основні групи:

- засоби для одержання інформації про стан процесу чи об’єкта;

- засоби для приймання, перетворення та передавання інформації;

- засоби для перетворення, опрацювання та зберігання інформації і форму­вання команд керування.

До першої групи належать вимірювальні перетворювачі та прилади. Дві інші групи з погляду використання технічних засобів у пристроях збору інформації при певних конструктивних відмінностях між цими групами та виконанні ними різних функцій зазвичай розглядають сукупно. До них належать вимірювальні комутатори, кодувальні та декодувальні пристрої, показувальні та реєструвальні пристрої, а також комп’ютери.

Питання мінімізації номенклатури виробів ДСПП є найскладнішими. Мінімізація починається з виділення деяких основних параметрів, що підлягають вимірюванням (наприклад, напруга постійного струму, тиск, переміщення) і визначення мінімально необхідної кількості приладів з відповідними діапазонами вимірювань, при розміщенні яких у ряд вдається повністю охопити весь діапазон вимірювань основного параметра. Такий ряд називають параметричним. Для реалізації принципу мінімізації застосовують також метод агрегатування. Вироби агрегатних комплексів розробляють у вигляді функціонально-параметричних рядів, які охоплюють необхідний діапазон вимірювань в різних умовах експлуатації.

Сутність блоково-модульної побудови засобів ДСПП полягає в тому, що будь-які структурно - чи функціонально-складні системи збору інформації компонуються з обме­женої кількості простих стандартних блоків і модулів. Використовуючи стандартні вузли, виконані в певних конструктивах, можна створювати системи будь-якої складності, легко змінювати їх структуру, надавати системам нові функціональні влас­тивості.

Використовуючи системотехнічні принципи мінімізації номенклатури виробів, а також блоково-модульний принцип компонування приладів і пристроїв ДСПП, було сформульовано принцип агрегатування як спосіб побудови складних пристроїв і систем (агрегатних комплексів) з обмеженого набору простих уніфікованих виробів методом спряження (сполучення).

Конструктивно принцип агрегатування може бути реалізований двома шляхами. Один із них передбачає створення пристроїв і приладів з новими функціональними можливостями чи характеристиками об’єднанням уніфікованих елементів, модулів і блоків. Цей шлях використовується при створенні порівняно нескладних засобів ви­мірювань як, наприклад, сенсори, що базуються на одному принципі дії, або реєструвальні чи показувальні вимірювальні прилади.

Інший шлях агрегатування використовує як конструктивну основу комплекси уніфікованих типових конструкцій. При цьому структура виробів ДСПП набуває конструктивно-ієрархічного характеру, тобто вироби, виготовлені на базі типових конструкцій нижчого порядку, можуть послідовно встановлюватись у будь-яку з типових конструкцій вищого порядку, утворюючи кожний раз конструктивно завершений виріб.

Отже, використання єдиних конструктивів дає можливість створювати параметричні ряди пристроїв одного функціонального призначення та уніфіковані комплекси пристроїв різного призначення, а також комплектувати агрегатні комплекси технічних засобів ДСПП.

До виробів, які входять в агрегатні комплекси, ставляться певні вимоги: вони повинні легко сполучатись один з одним без будь-яких додаткових пристроїв, не створювати помітного взаємного впливу, мати однакові умови експлуатації. Для цього вони повинні мати так звану сумісність.

Розрізняють такі види сумісності виробів, що входять до складу агрегатних комплексів: енергетичну, функціональну, метрологічну, конструктивну, експлуатаційну та інформаційну.

Енергетична сумісність передбачає використання одного виду енергії носія сиг­налів у вимірювальних пристроях. Це здебільшого електрична енергія. В особливих умовах експлуатації засобів ДСПП, наприклад у вибухонебезпечних приміщеннях, вико­ристовують пневматичну та гідравлічну енергії.

Функціональна сумісність потребує, щоб засоби ДСПП були чітко розмежовані за функціональним призначенням і взаємопогоджені для забезпечення їх сумісної роботи у вимірювально-інформаційних системах, інформаційно-обчислювальних комплексах та ав­томатизованих системах керування.

Метрологічна сумісність забезпечує порівнянність метрологічних характеристик агрегатних засобів, їх стабільність у часі та під дією впливових величин, а також мож­ливість розрахувати метрологічні характеристики всього вимірювального тракту вимі­рювально-інформаційної системи за метрологічними характеристиками окремих функ­ціональних вузлів, що створюють вимірювальний тракт. При цьому метрологічні харак­теристики агрегатних засобів нормуються за єдиним методом, а параметри вхідних і вихідних кіл узгоджуються, щоб спряження агрегатних засобів не супроводжувалося помітними додатковими похибками.

Необхідною умовою забезпечення метрологічної сумісності є методологічна сумісність аналізу, нормування, синтезу, ідентифікації та прогнозування похибок прис­троїв, які сполучаються. Це досягається використанням єдиної математичної моделі похи­бок окремих засобів вимірювальної техніки, єдиного способу нормування та представлення однойменних характеристик, а також єдиних критеріїв узгодження метро­логічних характеристик.

Конструктивна сумісність передбачає узгодженість конструкцій та механічне спряження функціональних модулів, узгодженість естетичних вимог, що забезпечується нормуванням єдиних форм елементів конструкцій, з’єднувальних розмірів, застосуванням єдиної прогресивної технології виготовлення та складання конструкцій, дотриманням єдиного стилю оформлення.

Експлуатаційна сумісність досягається узгодженістю характеристик, що зумовлюють вплив довкілля на агрегатні засоби в робочих умовах, а також характеристик на­дійності та стабільності функціонування. З цією метою всі засоби поділяються на групи за використанням залежно від умов довкілля, механічних дій тощо.

Експлуатаційна сумісність потребує дотримання єдиних правил обслуговування, настроювання й ремонту технічних засобів, а також узгодженості вимог до параметрів джерел живлень та трас енергоживлення.

Найбільша увага приділяється інформаційній сумісності, під якою розуміють узгод­женість вхідних і вихідних сигналів за їх видом та діапазоном змін. Інформаційна суміс­ність обумовлюється уніфікацією вимірювальних сигналів і застосуванням так званих стандартних інтерфейсів. Уніфікація вимірювальних сигналів означає, що їх параметри не можуть обиратися довільно, а повинні відповідати вимогам стандарту на ці сигнали. Уніфікація здійснюється за такими основними характеристиками:

- за інформаційним параметром (напруга, струм, частота, цифровий код тощо);

- за робочим діапазоном: (0...10) В, (0...5) мА, (4...20) мА і т. д.;

- за функціональною залежністю між значенням вимірюваної величини та значенням інформаційного параметра вихідного сигналу (зазвичай ця залежність повинна бути лінійною).

Електричні, логічні та конструктивні умови, які визначають вимоги до з’єдну­вальних функціональних вузлів і до зв’язків між ними, утворюють поняття інтерфейсу. Електричні умови визначають вимоги до параметрів сигналів і способу їх передавання; логічні – номенклатуру сигналів; конструктивні – конструктивні вимоги до елементів інтерфейсу: вид рознімів, місце їх розміщення, порядок розташування контактів тощо.

Агрегатні комплекси призначені як для самостійного використання відповідно до їх призначення, так і для системного використання у взаємодії з іншими агрегатованими комплексами. Серед агрегатних комплексів широкого призначення одне з провідних місць належить агрегатованим комплексам засобів електровимірювальної техніки.

Дата добавления: 2014-11-29