|
|
ОглавлениеГлава 2. Методы и приборы для измерения давления Глава 3. Методы и приборы для измерения температуры Глава 4. Методы и приборы для измерения расхода Глава 5. Методы и приборы для измерения уровня Глава 6. Методы и приборы измерения геометрических размеров Глава 7. Методы и приборы для измерения вибрации Глава 8. Измерение параметров электромагнитной совместимости Глава 9. Методы и приборы измерения свойств вещества Глава 10. Методы и приборы измерения состава вещества Глава 11. Сопряжение датчиков с системами управления Часть 2. Технологические основы испытаний. Глава 12. Организация испытаний Глава 13. Испытания на воздействия факторов внешней среды Глава 14. Испытания изделий на воздействие внешних механических и гидрогазовых факторов Глава 16. Испытания трубопроводной арматуры Глава 18. Испытания газотурбинных газоперекачивающих агрегатов Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуГлава 11. Сопряжение датчиков с системами управленияДатчик, который содержит в своем составе микропроцессорное устройство обработки информации, называют интеллектуальным датчиком. На рис. 11.1 показана функциональная схема интеллектуального датчика давления. Рис. 11.1. Функциональная схема интеллектуального датчика давления Сенсор — чувствительный элемент — преобразует давление в напряжение. АЦП — аналого-цифровой преобразователь — преобразует напряжение в код. МП — микропроцессор — осуществляет обработку сигнала — вычисление значения вычисляемого параметра, а также функции управления и линеаризации характеристики сенсора. Интерфейсные блоки служат для формирования сигналов цифровой и аналоговой передачи данных. Устройство индикации показывает значение измеряемого параметра. На рис. 11.2 показана блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока. Рис. 11.2. Блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь — преобразует цифровой код в сигнал тока датчика. Полевой транзистор служит для стабилизации напряжения питания схемы. Сопротивление RI служит для контроля значения тока в цепи. При создании нового поколения интеллектуальных датчиков потребовалось наряду с передачей аналоговой информации передавать и цифровые данные. С этой целью был разработан специальный протокол highway addressable remote transducer — так называемый HART-протокол. Передача данных в HART-протоколе осуществляется с помощью частотной модуляции в соответствии с широко распространенным стандартом Bell 202. Цифровая информация передается частотами 1200 Гц (логическая 1) и 2200 Гц (логический 0), которые накладываются на аналоговый токовый сигнал (рис. 11.3). Рис. 11.3. Принцип формирования сигнала HART-протокола Частотно-модулированный сигнал цифровых данных при применении соответствующей фильтрации не влияет на основной аналоговый сигнал 4–20 мА. Скорость передачи данных для HART составляет 1,2 кбит/с. На рис. 11.4 показана блок-схема датчика, использующего НART-протокол. Модем 1 преобразует цифровой код в частотно-модулированный сигнал, который поступает на формирователь сигнала, и далее через ЦАП на выход датчика. Рис. 11.4. Блок-схема датчика, использующего HART-протокол Помимо передачи сигнала от датчика о величине давления на датчик могут передаваться управляющие сигналы. С помощью этих управляющих сигналов может быть осуществлена калибровка датчика. При этом модем 2 преобразует частотные посылки (1 — О) в цифровой код. 11.1. Назначение и характеристики программируемых логических контроллеровКонтроллер получил свое название от англ. слова control — управление. Уже из названия становится понятным, что основное назначение этого устройства — управление. Основная область применения контроллеров системы управления, в основу функционирования которых положена логика. Так появилось название этих устройств — программируемые логические контроллеры (ПЛК). ПЛК способны решать задачи по управлению сложными объектами как в непрерывных, так и в дискретных производствах. В иерархии уровней (автоматизированной системы управления технологическими процессами АСУТП) ПЛК занимают определенный уровень — первый или, нижний (рис. 11.5). На их основе строятся системы автоматического управления (САУ) отдельными аппаратами, установками или блоками технологического процесса. Функционирование САУ происходит без постоянного присутствия обслуживающего персонала в автоматическом режиме по алгоритмам и программам, созданным на стадии проектирования системы управления (прикладное ПО — программное обеспечение). Рис. 11.5. Иерархия уровней в АСУТП Объект управления в этой иерархии представлен измерительными преобразователями (ИП) различных технологических параметров — давления, уровня, температуры, расхода и т. д., а также исполнительными устройствами (ИУ) — регулирующими клапанами, кранами, задвижками. С помощью этих технических средств САУ осуществляют сбор данных, характеризующих состояние объекта, и реализуют управляющие воздействия на объект в целях обеспечения заданных (экономически целесообразных) режимов его функционирования. Уровень оперативно-производственной службы (ОПС) — второй, или верхний, уровень АСУТП — реализует оперативное и режимное управление технологическим процессом. Основные составляющие этого уровня — оперативный персонал (операторы, диспетчеры, специалисты) и программно-технические средства. К их числу, прежде всего, относятся компьютеры, на базе которых создаются автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов и специалистов, и серверы баз данных, в основу функционирования которых положено прикладное ПО. Таким образом, АСУТП — это человеко-машинная система. Упрощенная структура комплекса программно-технических средств АСУТП представлена на рис. 11.6. Здесь так же, как и на рис. 11.5, просматриваются два уровня — уровень локальных ПЛК, взаимодействующих с объектом посредством датчиков и исполнительных устройств, и уровень оперативного управления технологическим процессом (сервер, АРМ оператора). Рис. 11.6. Упрощенная структура АСУТП Такое представление АСУТП предполагает обозначение средств, обеспечивающих взаимодействие нижнего и верхнего уровней. Из рис. 11.6 видно, что такими средствами являются вычислительные сети. В небольших системах управления локальные ПЛК могут напрямую по сети взаимодействовать с сервером и АРМ (без интерфейсного контроллера). Но имеется достаточно большое число проектов АСУТП, предусматривающих в своей структуре интерфейсные контроллеры (концентраторы). В зависимости от задач, решаемых системой управления, контроллеры способны выполнять широкий набор функций. К основным (базовым) функциям локальных контроллеров относятся: –сбор и первичная обработка информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования; –хранение технологической и вспомогательной информации; –автоматическая обработка технологической информации; –формирование управляющих воздействий — дискретное управление и регулирование; –исполнение команд с пункта управления; –самодиагностика контроллера; –обмен информацией с верхним уровнем управления. Функция «сбор и первичная обработка информации» подразумевает: Внимание! Авторские права на книгу "Испытания нефтегазового оборудования и их метрологическое обеспечение. Учебное пособие" (Под ред. Владимирова А.И., Кершенбаума В.Я.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
