- •Введение
- •1. Роль метрологического обеспечения в автоматизированном машиностроительном производстве
- •1.1. Основные понятия метрологии, контроля и диагностики
- •1.2. Этапы развития машиностроения
- •1.3. Автоматизированное машиностроительное
- •1.4. Роль контроля и диагностики в автоматизированном машиностроительном производстве
- •2. Контроль и диагностика в автоматизированном производстве
- •2.1. Структура контрольно-измерительных систем
- •2.2. Значение контроля и диагностики
- •2.3. Общие принципы функционирования систем контроля
- •2.4. Контроль и диагностика технологического процесса
- •2.5. Диагностирование состояния режущего инструмента в автоматизированном производстве
- •2.6. Диагностирование состояния исполнительных
- •2.7. Внутрисхемный контроль и диагностирование
- •2.8. Контроль и диагностика на расстоянии
- •2.9. Использование искусственного интеллекта
- •3. Автоматизация измерений
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Информационные характеристики аск и ис
- •3.4. Системная реализация измерений и контроля
- •3.4.1. Системы автоматического контроля
- •3.4.2. Телеизмерительные системы автоматического контроля
- •3.4.3. Цифровые телеизмерительные системы
- •3.4.4. Токовые телеизмерительные системы
- •3.4.5. Мультиплицированные измерительные системы
- •3.4.6. Многоточечные измерительные системы
- •3.5. Автоматизированные системы научных исследований
- •3.6. Системы технической диагностики
- •4. Единая система промышленных приборов и средств автоматизации (есп)
- •4.1. Общие сведения о есп
- •4.2. Основы построения есп
- •4.3. Структура есп
- •4.4. Системы передачи измерительной информации
- •4.5. Техническая основа есп
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
4.3. Структура есп
Структура ГСП сравнительно сложна. В основу построения ее схем закладывают определенный признак — функционально-целевой, конструктивно-технологический и др. На рисунке 4.2 представлена иерархическая схема ГСП на основе функционально-целевого признака. Согласно схеме, изделия ГСП подразделяют на пять групп, расположенных на четырех уровнях иерархии.
Средства получения информации и средства воздействия на процесс (уровень 1) предназначены для непосредственного взаимодействия с объектом управления: установками, технологическими процессами, цехами, агрегатами и др.
Рис. 4.2. Иерархическая схема ЕСП
Средства локального контроля и автоматизации (уровень 2) предназначены для построения одноконтурных систем контроля и регулирования простых объектов и отдельных параметров сложных объектов систем автономного контроля и регулирования. Эти средства выпускают в составе параметрических рядов и управляющих комплексов, создаваемых на основе базовых моделей.
Средства централизованного контроля и управления (уровень 3) предназначены для построения технического обеспечения систем автоматизации объектов с большим числом (несколько сотен) параметров контроля и регулирования. Эти средства практически полностью выпускают в составе агрегатного комплекса.
Вычислительные средства автоматизации и управления (уровень 4) предназначены для построения управляющих вычислительных комплексов (УВК), реализующих сложные алгоритмы управления объектом.
При использовании конструктивно-технологического признака построения структурная схема ЕСП состоит из взаимосвязанных классификационных групп: типов изделия, их типоразмеров; модификаций или исполнений изделий.
В зависимости от рода используемой энергии, СИ и вспомогательные устройства ЕСП подразделяют на самостоятельные ветви; электрическую, пневматическую, гидравлическую и не использующие вспомогательной энергии. Предусматривается переход с одной ветви на другую при использовании соответствующих средств для преобразования пневматического сигнала в электрический, электрического в пневматический, гидравлического в электрический и т.д.
Пневматическая ветвь представляет собой приборы и устройства, в которых источником внешней энергии является сжатый воздух, а энергетическим носителем информации — пневматический сигнал. Такая ветвь безопасна во взрывоопасных средах.
Гидравлическая ветвь ЕСП имеет приборы и устройства, у которых в качестве источника внешней энергии используются гидравлические сигналы, создаваемые специальными жидкостями. Это обеспечивает точное перемещение исполнительных механизмов при больших усилиях.
Электрическая ветвь ЕСП представлена рядом приборов и устройств, использующих электрическую энергию. В ней электрический сигнал является энергетическим носителем информации.
Все средства измерений имеют унифицированные входные и выходные сигналы, вышеуказанные устройства связаны с помощью соответствующих преобразователей сигналов, за счет чего обеспечивается создание комбинированных средств ЕСП.
Из электрических сигналов наиболее распространены унифицированные сигналы постоянного тока и напряжения. Они используются как для передачи информации от датчиков к устройствам управления и от них к исполнительным устройствам, так и для обмена информацией между устройствами управления.
Между различными устройствами ЕСП, входящими в системы автоматизации, осуществляется обмен информацией с помощью сигналов связи и интерфейсов.
Интерфейс представляет собой совокупность средств и правил, обеспечивающих взаимодействие устройств цифровой вычислительной системы и программ. Средства измерения и средства автоматизации представляют собой как бы компоненты системы и должны обеспечивать информационную, электрическую и конструктивную совместимость в соответствии с интерфейсом.
В аналоговых системах контроля и регулирования используют непрерывные измерительные сигналы (напряжение, ток, световой поток, давление жидкости и др.), которые несут количественную информацию об измеряемых физических величинах. На основе сигналов осуществляется управление объектом.
В дискретных системах контроля и регулирования происходит промежуточное преобразование (кодирование) сигнала. В дальнейшем сигнал используют в цифровой форме, что исключает потерю информации. Одновременно с формированием измерительной информации обеспечивается дистанционная связь технического средства с системой. По характеру носители информационных сигналов связи ЕСП (рис. 4.3) подразделяют на две группы.
Энергетические носители сигналов, применяемые для формирования измерительной информации и дистанционной связи, и вещественные носители - для хранения информации и ее представления. Большее распространение получили электрические сигналы связи благодаря высокой скорости их передачи, дешевизне и простоте прокладки линий связи на значительные расстояния, универсальности, доступности источников энергии и др.
Пневматические сигналы связи применяют в основном в нефтяной, химической и нефтехимической промышленности.
Рис.
4.3. Классификация носителей информационных
сигналов связи ЕСП