Класифікація виробів за ДСП

Основні принципи побудови ДСП

Лекція 2. Державна система приладів

На ранніх етапах створення засобів автоматики в різних організаціях і на підприємствах розроблялася безліч різних приладів виміру й контролю з подібними технічними характеристиками, однак при цьому не враховувалася можливість спільної роботи приладів різних виробників. Це приводило до збільшення вартості розробок складних систем і гальмувало широке впровадження засобів автоматизації. Тому в 1960 р. було ухвалене рішення про створення ДСП, а з 1961 р. почалися роботи з її реалізації.

ДСП являє собою складну систему, що розбудовується, полягає з ряду підсистем, які можна розглядати й класифікувати з різних позицій.

У цей час ДСП являє собою експлуатаційно, інформаційно, енергетично, метрологічно й конструктивно організовану сукупність виробів, призначених для використання як засобів автоматичних і автоматизованих систем контролю, виміру, регулювання технологічних процесів, а також інформаційно-вимірювальних систем. ДСП стала технічною базою для створення автоматичних систем керування технологічними процесами (АСК ТП) і виробництвом (АСКП) у промисловості. Її розвиток і застосування сприяли формалізації процесу проектування АСК ТП і перехід до машинного проектування.

ДСП побудована на системотехнічних принципах створення універсальних технічних засобів промислової автоматики. Ці принципи передбачають:

1. Поділ приладів і засобів автоматизації за функціональними ознаками на основні типи.

2. Мінімізацію номенклатури на основі створення параметричних рядів, уніфікованих систем і агрегатованих комплексів приладів та засобів автоматизації.

3. Блоково-модульну побудову складних пристроїв на базі типових уніфікованих елементів: блоків і модулів.

4. Сумісність приладів і засобів автоматизації ДСП у роботі автоматичних систем контролю та управління на основі:

· уніфікації сигналів зв'язку між електричними, пневматичними й гідравлічними приладами;

· уніфікації конструктивів і приєднувальних розмірів;

· уніфікації технічних та експлуатаційних вимог.

Описати систему ДСП не просто. Це надто складна структура, що об'єднує цілу низку гілок системи: електричну, пневматичну, гідравлічну, комбіновану, а кожна з гілок, у свою чергу, має складну функціональну структуру. Проте найважливіше значення для розуміння всієї системи має функціональна структура. За функціональним призначенням вироби ДСП поділяються на чотири основні групи (рис. 2.1).

За функціональною ознакою вироби ДСП поділяються на наступні групи:

1. Пристрої отримання інформації про стан процесу — давачі (первинні вимірювальні перетворювачі).

2. Пристрої приймання, перетворення й передавання інформації каналами зв'язку — комутатори вимірювальних ланцюгів, перетворювачі сигналів і кодів, телемеханічні пристрої вимірювання, сигналізації та керування.

3. Засоби обробки, зберігання та подачі інформації та пристрої формування команд керування — аналізатори сигналів, функційні й операційні перетворювачі, логічні пристрої, регулятори, задавачі, керуючі обчислювальні пристрої й комплекси.

4. Пристрої реалізації командної інформації на об'єкті керування - виконавчі механізми, підсилювачі потужності.

Рис 2.1. Класифікація виробів ДСП за ГОСТ 12997-76.

Більш детально про класифікацію приладів за виконуваними функціями.

До першої групи відносяться первинні вимірювальні перетворювачі (датчики), вимірювальні прилади та вироби, які разом з нормуючими засобами, утворюють групу засобів для одержання вимірювальної інформації. Засоби цієї групи призначені для перетворення вимірюваної величини (параметра) на зручний для сприйняття, передачі й опрацювання сигнал вимірювальної інформації. За принципом дії вироби цієї групи можуть бути різними. Характерною особливістю їх є ті, що смороду встановлюються безпосередньо на об'єкті й взаємодіють з контрольованим середовищем.

До другої групи відносяться перетворювачі сигналів і кодів, комутатори сигналів, шифратори і дешифратори, системи дистанційної передачі сигналів вимірювальної інформації та ін.

До третьої групи належати технічні засоби для опрацювання та відображення вимірювальної інформації і формування управляючих дій, рішень, порад: аналізатори сигналів, логічні пристрої, операційні перетворювачі, засоби вимірювання, обчислювальні машини, запам'ятовуючі пристрої та ін.

У функціональному відношенні засоби четвертої групи найскладніші, оскільки смороду реалізують алгоритми автоматичного керування та управління від найпростіших завдань стабілізації окремих параметрів до автоматизації підприємств.

П'яту групу становлять прилади електричних, пневматичних та гідравлічних виконуючих механізмів, підсилювачі потужності тощо. Вироби цієї групи взаємодіють з об'єктом через регулюючі органи.

Залежно від використовуваної зовнішньої енергії прилади ДСП:

Електрична гілка ДСП — це прилади і засоби автоматизації, у яких для живлення використовується зовнішня електрична енергія, а енергетичним носієм інформації є електричний сигнал. Електрична гілка розділяється на аналогову та дискретну гілки ДСП з відповідними стандартними уніфікованими сигналами. Найширшого використання набули електричні ЗВТ зі струмовими сигналами 05 мА та 420 мА, а за напругою 010 В.

Пневматична гілка ДСП — це прилади і засоби автоматизації, у яких для живлення використовується стиснуте повітря 140 кПа, а енергетичним носієм інформації є стандартний пневматичний сигнал 20100 кПа. Засоби пневмоавтоматики й вторинні прилади широко використовуються в хімічній, нафтопереробній, газовій, харчовій та інших галузях промисловості.

Гідравлічна гілка ДСП — це прилади і засоби автоматизації, у яких джерелом зовнішньої енергії є стиснута рідина, а носієм інформації — гідравлічні сигнали. Робоча рідина (турбінне й трансформаторне мастила та вода), що є енергоносієм, перебуває під тиском від 0,16 до 6,4 МПа. Засоби гідравлічної гілки ДСП забезпечують точні переміщення виконуючих механізмів при великих зусиллях. Ця гілка засобів менше поширена в промисловості.

Комбінована гілка ДСП — низка приладів і засобів автоматизації різних гілок ДСП, об'єднаних за допомогою перетворювачів, на базі яких розроблені системи автоматизації з урахуванням конкретних розумів роботи та виробництва: висока вологість, вибухонебезпечність, пожежонебезпечність, інерційність та ін. Найчастіше використовуються пневматичні датчики з електричними приладами та ЕОМ за допомогою пневмоелектричних та електропневматичних перетворювачів.

Гілка приладів і засобів ДСП, які працюють без стороннього джерела енергії, а за рахунок енергії середовища, параметри якого вимірюються та регулюються. Наприклад, регулювання рівнями температури, тиску та ін.

За видом енергії носія сигналів у каналі зв'язку вироби ДСП:

· електричні — це прилади і засоби автоматизації, у яких для живлення використовується зовнішня електрична енергія, а енергетичним носієм інформації є електричний сигнал. Електрична гілка розділяється на аналогову та дискретну гілки ДСП з відповідними стандартними уніфікованими сигналами. Найширшого використання набули електричні засоби зі струмовими сигналами 0...5 мА та 4...20 мА, а за напругою 0...10 В;

· пневматичні — це прилади і засоби автоматизації, у яких для живлення використовується стиснуте повітря під тиском 140 кПа, а енергетичним носієм інформації є стандартний пневматичний сигнал 20...100 кПа. Засоби пневмоавтоматики й вторинні прилади широко використовуються в хімічній, нафтопереробній, газовій, харчовій та інших галузях промисловості;

· гідравлічні — прилади і засоби автоматизації, у яких джерелом зовнішньої енергії є стиснута рідина, а носієм інформації — гідравлічні сигнали. Робоча рідина (індустріальні, турбінні та трансформаторні оливи та вода), що є енергоносієм, перебуває під тиском від 0,16 до 6,4 МПа. Засоби гідравлічної гілки ДСП забезпечують точні переміщення виконавчих механізмів при великих зусиллях;

· ті, шо використовують інші види енергії;

· комбіновані — низка приладів і засобів автоматизації різних гілок ДСП, об'єднаних за допомогою перетворювачів, на базі яких розроблені системи автоматизації з урахуванням конкретних розумів роботи та виробництва: висока вологість, вибухонебезпечність, пожежонебезпечність, інерційність та ін. Найчастіше використовуються пневматичні датчики з електричними приладами та ЕОМ за допомогою пневмоелектричних та електропневматичних перетворювачів;

· працюють без використання допоміжної енергії, за рахунок енергії середовища, параметри якого вимірюються та регулюються. Наприклад, регулювання рівнями температури, тиску та ін.

Електричні прилади: висока чутливість, точність, швидкодія, зручність передачі, зберігання й обробки інформації.

Пневматичні прилади: підвищена безпека при застосуванні в легко займистих і вибухонебезпечних середовищах, високу надійність у тяжких умовах роботи й агресивній атмосфері. У порівнянні з електронним приладом уступають по швидкодії, можливості передачі сигналу на велику відстань.

Гідравлічні прилади дозволяють одержувати точні переміщення виконавчих механізмів і більші зусилля.

Крім того вироби ДСП класифікуються за метрологічними властивостями стійкості до механічних дій та захищеності від зовнішнього середовища.

У технічній документації найбільше широко використовується таку класифікаційну ознаку, як тип виробу - сукупність виробів однакового функціонального призначення й принципу дії, подібних по конструктивному виконанню головні параметри, що й мають однакові. До складу одного типу може входити кілька типорозмірів і модифікацій або виконань виробу. Типорозміри виробу одного типу різняться значеннями головного параметра (звичайно виділяються для однофункційних виробів).

Модифікація - сукупність виробів одного типу, що мають певні конструкційні особливості або певне значення неголовного параметра. Під виконанням звичайно розуміють виробу одного типу, що мають певні конструктивні особливості, що впливають на їхні експлуатаційні характеристики, наприклад тропічне або морське.

Комплекс - більше класифікаційне угруповання, чому тип. У ДСП комплекси розділяються на уніфіковані й агрегатні. Відмінною рисою уніфікованого комплексу є те, що будь-які комбінації його технічних засобів між собою не приводять до реалізації цими засобами нових функцій. В агрегатних комплексах різною комбінацією технічних засобів можна реалізувати нові функції.

Мінімізація номенклатури засобів контролю й керування реалізується на основі двох принципів: уніфікації пристроїв одного функціонального призначення на основі параметричного ряду цих виробів і агрегатування комплексу технічних засобів для розв'язку великих функціональних завдань. Агрегатні комплекси (АК) являють собою сукупність технічних засобів, організованих у вигляді функціонально-параметричних рядів, що охоплюють необхідні діапазони виміру в різних умовах експлуатації функцій, що й забезпечують виконання всіх, у межах заданого класу завдань.

Триває оптимізація параметричних датчиків за техніко-економічними показниками, наприклад за критерієм мінімуму сумарних витрат на задоволення заданих потреб. Цей критерій заснований на протиріччі між інтересами споживача й виготовлювача: чим менше в ряді приладів, тем менше витрати на їхню розробку й освоєння, і тем більшими партіями вони випускаються, що також знижує витрати виготовлювача.

Закладені в ДСП загальні для всіх виробів поняття сумісності можна сформулювати в такий спосіб.

Інформаційна сумісність - сукупність стандартизованих характеристик, що забезпечують погодженість сигналів зв'язки по видах і номенклатурі, їх інформативним параметрам, рівням, просторово-тимчасовим і логічним співвідношенням і типу логіки. Для всіх виробів ДСП прийняті уніфіковані сигнали зв'язку і єдині інтерфейси, які являють собою сукупність програмних і апаратних засобів, забезпечуючих взаємодію пристроїв у системі.

Конструктивна сумісність - сукупність властивостей, що забезпечують погодженість конструктивних параметрів і механічне сполучення технічних засобів, а також виконання ергономічних норм і естетичних вимог при спільному використанні.

Експлуатаційна сумісність - сукупність властивостей, що забезпечують працездатність і надійність функціонування технічних засобів при спільному використанні у виробничих умовах, а також зручність обслуговування, настроювання й ремонту.

Метрологічна сумісність - сукупність обраних метрологічних характеристик і властивостей засобів вимірів, що забезпечують порівнянність результатів вимірів і можливість розрахунків їх погрішності при роботі технічних засобів у складі систем.

Розглянемо функціонально-ієрархічну й конструктивно-технологічну структури технічних засобів ДСП.

Дата добавления: 2014-01-07