называемые шкальные коэффициенты, которые представляют собой целые числа, лежащие в пределах от 1 до 10.
Шкальные коэффициенты (/\;) должны выбираться таким образом, чтобы соблюдалось условно:
|
|
|
|
к ѵ п |
|
к., |
к- |
const. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- = |
|
|
|
|
|
|
|
|
при одинаковых значениях унифицированного сигнала |
в |
каждом |
|
канале. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для реализации этого условия в блок преобразования сигналов |
|
должно |
быть |
введено |
устройство |
(иногда |
|
называемся* |
|
множи- |
|
|
|
|
|
|
|
|
телыіо-нікальным дешифратором |
|
1-я |
ступень |
|
|
2-я |
ступень |
МШД), |
|
|
|
|
|
|
|
A гі |
|
J |
|
|
|
умножающее |
цифровое |
|
переключений |
|
|
|
|
|
переключений |
значение |
кода |
на |
требуемый |
|
|
|
|
|
Г |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициент. |
|
Во |
избежание |
|
|
|
|
|
|
|
|
дробных |
значений |
шкальных |
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициентов |
возможно |
сов |
|
|
|
|
|
|
|
|
местное применение обоих |
рас |
|
|
|
|
|
|
|
|
смотренных способов. При боль |
|
|
|
|
|
|
|
|
шом числе измеряемых |
величин |
|
|
|
|
|
|
|
|
(сотни), если можно их разбить |
|
|
|
|
|
|
|
|
на группы с одинаковыми пре |
|
|
|
|
|
|
|
|
делами измерений, целесообраз |
|
|
|
|
|
|
|
|
но |
применение |
двухступенча |
|
|
|
|
|
|
|
|
того коммутатора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
|
структурной |
схемы |
|
|
|
|
|
|
|
|
ИС с двухступенчатым |
комму |
|
|
|
|
|
|
|
|
татором показан на рис. 320. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема |
составлена |
в предполо |
|
|
|
|
|
|
|
|
жении, |
что |
унифицированным |
|
|
|
|
|
|
|
|
сигналом является |
|
напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
постоянного |
тока. Все |
измеряе |
|
|
|
|
|
|
|
|
мые величины разбиты на /г2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
групп с пх |
измеряемых |
величин |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
каждой |
группе. |
|
Алгоритмы |
|
|
|
|
|
|
|
|
работы |
ИС |
|
следующие. |
В ис |
|
|
|
|
|
|
|
|
ходном |
состоянии |
|
коммутатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
первой |
группы |
первой |
ступени |
|
Рпс. 320. |
Структурная схема |
измери |
и |
коммутатор |
второй |
ступени |
|
находятся в положении «1». При |
|
тельной |
системы |
с |
двухступенчатым |
|
|
коммутатором |
|
|
|
запуске |
системы |
|
(устройством |
|
|
|
|
|
|
|
|
управления) генератор линейно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ступенчато-изменяющегося |
на |
|
пряжения (ГЛСН) |
подает |
компенсирующее |
напряжение UK на все |
|
нуль-индикаторы. |
При |
равенстве UK |
и |
С/, (в пределах |
порога |
чув |
|
ствительности НИ) |
НИ |
выдает импульс на |
ГЛСН, |
|
останавливаю |
|
щий его работу. Одновременно UK поступает на пересчетное устрой |
|
ство ПУ, |
которое |
выражает |
единично-десятичным |
кодом. Этот |
код |
|
может быть зарегистрирован |
цифропечатающим |
устройством |
|
ЦП. |
Следующий сигнал устройства управления переводит коммутатор первой группы в положение «2» и процесс повторяется. После регист рации всех измеряемых величин первой группы коммутатор второй ступени переводится устройством управления в положение «2» и на чинается регистрация измеряемых величин второй группы. Цикл заканчивается регистрацией измеряемой величины пі в группе п.,. В результате окажутся зарегистрированными все измеряемые вели чины в виде напряжений, поступающих от УП. Для определения чис ленных значений измеряемых величин необходимо знать чувствитель ности УП. Группирование измеряемых величин но одинаковым пре
делам измерений |
упрощает |
расшифровку |
результатов измерений. |
Для наблюдения за технологическими процессами преимуще |
ственно применяются системы автоматического контроля |
(САК), |
|
|
Оператор |
|
|
У/7/ |
|
|
|
|
I |
-о |
•*-\Устройство |
управления |
|
|
|
|
II |
-о |
|
|
|
-о |
Блок |
|
|
§1 |
сравнения |
|
|
й-s |
|
|
|
|
о |
|
Блок |
|
|
5« |
|
сигнализации |
|
|
|
Рис. 321. Структурная схема |
САК |
|
сигнализирующие |
об отклонениях контролируемых величин |
от за |
данных номинальных значений. Пример упрощенной структурной схемы САК приведен на рис. 321. Выбор отдельных блоков САК и режим ее работы определяются требованиями, предъявляемыми к САК. Вследствие разнообразия требований, предъявляемых к САК, из-за различия технологических процессов, в настоящее время раз работаны и выпускаются различные САК. Разработка новых САК и усовершенствование существующих продолжаются все время.
Некоторые ИС являются комбинированными, т. е. наряду с кон тролем параметров позволяют производить и измерения, для чего предусматривается необходимая для этой цели аппаратура. Измере ния отдельных величин производится оператором путем подачи команды через устройства управления.
В табл. 19 приведены основные характеристики некоторых оте чественных САК и ИС.
Телеизмерительные системы и системы телеконтроля. В практике применения ИИС встречается необходимость осуществить измерения (или контроль) на объектах, находящихся на значительном расстоя нии от места нахождения оператора. Приведем несколько примеров.
В энергетических системах наблюдение за режимом работы элек трических станций производится нз диспетчерского пункта, находя-
Рис. 322. Структурная схема токовой ТИС
Ç_ jOnepamop
щегося иногда на больших расстояниях |
(десятки, сотни |
километров) |
от станций: передача |
различной измерительной информации со спут |
ников Земли, |
различных |
летательных аппаратов и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
19 |
|
Чис |
Первичный |
измери |
Быстро |
|
|
|
|
|
|
тельный преобразо |
|
|
|
|
|
Название |
ло |
ватель или уни |
действие |
Погрешность |
Назначение |
|
|
точек |
фицированный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сигнал |
|
|
|
|
|
|
«Дик.іі-2і> |
200 |
|
0—5 мА |
500 точек |
± 1 % |
Контроль |
энергети |
«ІІВ-500» |
480 |
Термопары, |
термо |
в секунду |
±0,0 -f -+2,5% |
ческих |
установок |
До 60 то |
Контроль и автомати |
|
|
метры |
сопротивле |
чек в |
в зависимости |
зация |
производствен |
|
|
ния, напряжение по |
секунду |
от канала |
ных процессов |
|
|
стоянного |
тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
0—20 мВ; 0—50 мВ; |
|
|
|
|
|
|
«Марс-1500» |
1758 |
0—100 мА |
1 точка в |
± 3 % |
Автоматический |
кон |
Термометры |
сопро |
|
|
тивления |
секунду |
|
троль |
температуры |
«Амур» |
80 |
Термометры |
сопро |
25 точек |
±2% |
зерна |
в элеваторах |
Автоматическое регу |
|
|
тивления |
в секунду |
|
лирование и измере |
|
|
|
|
|
|
|
ние |
температуры |
В этих случаях передача измерительной информации произво дится по каналам связи, под которыми понимается совокупность тех нических средств для передачи электрических сигналов. Применяемые каналы связи могут быть разделены на проводные линии связи (воздушные и кабельные)и радиоканалы
(радиолинии).
Канал связи характе ризуется определенной по лосой пропускания (ча стот), зависящей от вида канала связи и наличием помех. ИИС, в которых передача измерительной информации производится по каналам связи, полу чили название телеизмери
тельных систем (ТИС) и систем автоматического телеконтроля (CA Т). Наличие канала связи существенно влияет на структуру ТИС и CA Т. Для телеизмерений на небольших расстояниях (10—20 км) приме няются ТИС с передачей измерительной информацией постоянным током (0—5 мА) по проводным линиям связи.
Принцип построения таких систем показан на рис. 322. В данном примере измеряемыми величинами являются переменные токи и на пряжения. В схеме показаны стандартные измерительные трансфор маторы тока TT и напряжения 77/, во вторичные обмотки которых включаются амперметры А и вольтметры V, а'также вторичные изме рительные трансформаторы тока ВТТ и напряжения ВТН, необхо-
днмые для так называемого гальванического разделения цепей изме рительных трансформаторов и устройств телеизмерений (включая линию связп) и получения необходимых напряжений для выпрями тельных устройств ВУ. Принимающими приборами являются милли амперметры, включенные последовательно, отградуированные соот ветственно измеряемым величинам в каждом канале. Принцип работы системы заключается в следующем. Оператор (человек) посредством устройства управления УУ подает команду для включения необхо димого канала. Включение производится переключающими устрой ствами П1 и П2, которые замыкают цепь соответствующего ВУ на передающей стороне и расшунтируют принимающий прибор. Такие телеизмерения называются телеизмерениями по вызову (или спорадическими). Система может работать и с автоматическим пере ключением измерительных каналов по заданной программе (цикли ческие телеизмерения). Дальность действия подобных систем огра ничивается погрешностью, вносимой непостоянством параметров линии связи. Практически по воздушным линиям связи дальность действия"'таких систем 7—10 км, по кабельным линиям связи 20— 25 км. При необходимости производить телеизмерения (или теле контроль) на больших расстояниях по проводным линиям связи или
по радиоканалам применяются |
ТИС с унифицированным сигналом, |
в меньшей степени зависящим |
от непостоянства параметров канала |
связи. |
|
Примером таких систем могут быть: частотные ТИС (измеритель ная информация передается частотой переменного тока или импульсов постоянного тока); время-импульсные системы (измерительная инфор мация передается длительностью импульсов постоянного тока или интервалами меязду импульсами); цифровые или, как их еще назы вают, кодо-импульсные ТИС (измерительная информация передается цифровым кодом).
На рис. 323 приведена упрощенная структурная схема передающего устрой ства цифровой ТИС, иллюстрирующая один из возможных принципов ее по строения. Схема составлена в предположении применения в качестве проме жуточного унифицированного сигнала напряжения постоянного тока U, выра жающего значения измеряемых (или контролируемых) величин, однородности и
одинаковых пределов измерения всех величин (например, температуры |
различ |
ных точек объекта). Д л я передачи измерительной информации по каналу |
связи |
применен 8-разрядный двоично-десятичный код. Рассмотрение принципа дей ствия передающего устройства начнем с момента выдачи распределителем им пульсов РИ, работающим от генератора тактовых импульсов ГТИ, 9-го импульса. Девятый импульс производит следующее: переводит коммутатор К в следующее положение; устанавливает аналого-цифровой преобразователь (АЦП в данном
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
случае преобразователь «напряжение |
— код» ПИК) |
в исходное |
состояние (ввод |
«0»); |
запускает |
формирователь так |
называемого |
маркерного импульса |
ФМИ, |
который |
через |
логическую схему «ИЛИ»2 и усилитель У выдает импульс в |
канал |
связи КС. |
Маркерный |
импульс подается и |
на |
ключ Клі, |
через |
который |
напряжение |
U- |
подается на |
ПИК. |
ИНН формирует соответствующий |
парал |
лельный |
код, |
выражаемый, |
например, состоянием |
триггеров. |
|
|
Импульсы распределителя РИ поочередно подаются на логические схемы «И»1 — «И»8, и, если на вторых их выходах действует импульс, обусловленный измененным состоянием триггера, через логическую схему «ИЛИ»1 и формиро ватель кодовых импульсов (ФКИ) импульсы поступают на усилитель и далее в канал связи,
Код і -го измерительного канала показап на |
рис. 324, гг. Если |
значимость |
кодовых импульсов |
имеет порядок |
80—40— 20—10- 8 |
V 2—1, то число, |
пере |
даваемое по каналу связи кодом, показанным на рис. 324, а, равно 13V. |
|
|
Маркерный импульс, разделяющий коды измерительных каналов, должен |
отличаться от |
кодовых |
импульсов; |
п данном |
случае |
|
длительность |
маркерного |
|
|
|
10 |
9 |
8 |
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
пи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,И1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И"8, |
|
|
|
|
|
|
|
ФКИ |
ФМИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
АЦП(ПНК) |
|
\Кл2 |
„ИЛИ"2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ввод„1" |
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В канал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
і— |
> |
|
Рис. |
323. |
Передающее |
устройство |
цифровой |
ТИС |
|
|
|
импульса принята равной утроенной длительности |
кодовых |
импульсов. |
После |
ЛГ-го канала замыкается |
ключ |
Кл2, |
который подает сигнал иош ПНИ', |
изменяю |
щий состояние всех триггеров. Код в капал |
связи для этого случая показан на |
рис. 324, б; этот код, не совпадающий ни с одним из кодов, несущих |
измеритель |
ную информацию, необходим для разделения |
циклов, под которыми |
понимаются |
коды измерительных |
каналов |
от |
1-го до Л'-го. |
Этот |
код, иногда |
называемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
ъ-и |
|
канал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• _ |
, / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
\1/10 IЧ/ |
\ 2 \ |
3 \ |
Ч\^\ |
5 \ |
6 \ |
7\ |
8 \ |
9 9\Ю |
|
|
|
|
G) |
t |
t |
|
|
|
|
Синхросерия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 I |
/ |
I 2 |
I J |
\ |
b\ |
5 \ |
6 \ |
7\ |
88\ |
\ |
99\fi 10\ |
1 |
|
|
|
Рис . 324. |
Сигналы |
в канале |
связи цифровой |
ТИС: я — в г'-м |
|
|
|
|
|
|
канале; |
б — синхросерия |
|
|
|
|
|
|
синхросерией, не должен совпадать с кодом, |
несущим измерительную |
информа |
цию. В дапном случае число используемых единиц при кодовом выражении |
числа |
равно 9 тг, следовательно, наибольшее возможное число импульсов в кодовой
группе равно 7, а наибольшее число уровней |
квантования равно 159. |
, |
Принцип действия и структурная |
схема |
приемника |
цифровой |
ТИС зависит |
от |
требований, предъявляемых к нему |
(необходимость. |
цифрового |
воспроизведем |
ния измеряемых величин, цнфропечати, ввода кодов в ЭВіѴІ п др.). На рис. 325 приведена упрощенная структурная схема приемника применительно к требова нию только цифрового воспроизведения измеряемых величин и для сигналов, соответствующих рассмотренному передающему устройству. Импульсы из ка нала связи поступают через усилитель У на формирующее устройство ФИ1%
