Интерфейсы и сигналы связи

Обмен информацией между различными устройствами, входящими в системы автоматизации различных уровней, осуществляется с помощью интерфейсов и сигналов связи. Понятие «интерфейс», включающее в себя в общем случае и понятие сигнала связи, появилось в связи с широким применением вычислительной техники и кодированных сигналов в системах управления. Интерфейсы обеспечивают передачу информации в обоих направлениях и используются для сопряжения технических средств управляющих вычислительных комплексов (УВК) и других технических средств с кодированными сигналами.

Понятие «сигналы связи» в настоящее время распространяется преимущественно на сопряжение аналоговых устройств или устройств с дискретными выходными сигналами, обеспечивающих передачу информации в одном направлении. К таким устройствам относится большинство средств получения информации и исполнительных механизмов.

Интерфейс представляет собой совокупность единых средств и правил, устанавливающих и реализующих взаимодействие компонентов системы, предназначенной для сбора, переработки и использования информации. С целью обеспечения информационной совместимости ТС интерфейсы унифицируются. В отечественных технических средствах АСУ ТП наибольшее распространение получили интерфейсы 2К, ОШ, ЕИ.

Интерфейс 2К применяется в управляющих вычислительных комплексах М-6000, М-7000, СМ-1, СМ-2 и в МЦК семейства М-40. В нем предусматривается параллельная - синхронная передача информационных слов, содержащих до 16 двоичных разрядов, не регламентируется жесткий порядок обмена информацией в начале и в конце выполнения операции ввода - вывода, допускается двусторонний обмен информацией в одной операции.

Интерфейс типа ОШ используется в УВК М-400, СМ-З, СМ-4. В ОШ асинхронный режим связи позволяет работать с устройствами различного быстродействия и повысить предельную скорость передачи данных по сравнению с синхронным способом, используемым в интерфейсе 2К.

Интерфейсы ЕИ используются в устройствах агрегатных комплексов телемеханической техники (АСТТ), электроизмерительной техники (АСЭТ), средств для локальных систем управления (КТС ЛИУС). Обмен сигналами по интерфейсам ЕИ производится как в асинхронном режиме, так и в синхронном режиме с выдачей из блоков памяти сигнала ответа после выполнения основной операции, для реализации схем интерфейсов применяются стандартные интегральные микросхемы. Конструктивное сопряжение обеспечивается применением для всех интерфейсов стандартизованного разъема. В пределах каждого интерфейса установлен порядок распределения сигналов по контактам разъема. В настоящее время разрабатывается ряд новых интерфейсов на основе международных стандартов и последних достижений техники управления.

Сигналы связи можно рассматривать как простейшую разновидность интерфейса. Они обеспечивают передачу информации в одном направлении (от источника к приемнику) и используются для связи аналоговых устройств управления между собой, для дистанционной передачи результатов измерений от средств получения информации к устройствам контроля и управления, а также для передачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы.

Унифицированным сигналом связи называется такой сигнал, у которого вид носителя информации и диапазон его изменения не зависят от вида измеряемой величины и метода измерения и являются одинаковыми для различных датчиков и диапазонов изменения их входных величин. Обычно унифицированные сигналы получаются в результате преобразования и нормирования сигналов первичных измерительных преобразователей с помощью встроенных или внешних нормирующих преобразователей.

Параметры сигналов связи, рекомендуемых для использования в промышленных приборах и средствах автоматизации, регламентируются соответствующими ГОСТами.

При проектировании систем автоматизации широкое распространение получили электрические сигналы связи благодаря их существенным достоинствам, важнейшими из которых являются высокая скорость передачи сигнала, дешевизна и простота прокладки линий связи, большая дистанционность, универсальность и доступность источников энергии.

Пневматические сигналы связи применяются там, где не требуется быстродействие, но имеются ограничения пожаро- и взрывобезопасности.

Гидравлические унифицированные сигналы применяются в гидравлических следящих системах и устройствах управления гидравлическими исполнительными механизмами.

Из электрических сигналов наибольшее распространение получили унифицированные сигналы постоянного тока и напряжения. Они используются как для дистанционной передачи информации от средств получения информации к устройствам управления и от них к исполнительным устройствам, так и для обмена информацией устройств управления между собой.

В значительно меньшей степени применяются сигналы переменного напряжения частотой 50 Гц (в ферродинамической системе приборов). Частотные сигналы используются главным образом в телемеханической аппаратуре и в комплексе приборов КТС ЛИУС, где применяется сигнал с изменением частоты от 4 до 8 кГц.

Сигнал взаимной индуктивности применятся в измерительных преобразователях теплоэнергетических параметров в связи с тем, что дифтрансформаторный преобразователь прост по конструкции, надежен и устойчив к воздействию окружающей среды.

Импульсные сигналы с дискретным изменением параметра применяются для передачи информации от сигнализирующих измерительных преобразователей, для контроля состояния различных двухпозиционных устройств, а также для передачи командных сигналов типа «включить - выключить». В основном применяется импульсный сигнал постоянного тока с амплитудами 0 и 10 В.

Кодированные сигналы используются преимущественно для обмена информацией между различными цифровыми устройствами обработки информации, входящими в состав управляющих вычислительных комплексов и информационно-измерительных систем.

Наряду с унифицированными сигналами, вид и параметры которых не зависят от измеряемой величины и метода ее измерения, стандартами ГСП допускается использование и так называемых естественных сигналов. Естественным сигналом называется сигнал первичного измерительного преобразователя, причем вид и диапазон изменения сигнала определяются физическими свойствами преобразователя и диапазоном изменения измеряемой величины. Обычно в качестве естественных используются электрические выходные сигналы первичных измерительных преобразователей, которые просто могут быть переданы на некоторое расстояние. Например, сигналы от термоэлектрических преобразователей температуры, термопреобразователей сопротивления, тензодатчиков и др.

Использование унифицированных сигналов связи и интерфейсов является необходимым условием, обеспечивающим информационную совместимость различных технических средств в системах автоматизации. Полная информационная совместимость технических средств достигается путем применения так называемых межсистемных преобразователей сигналов связи и интерфейсов.

Дата добавления: 2013-12-13