Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 220

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

^Pь

і

е *"э к в <

,

(126)

Рь = PbQ + ЬРь = Рь0

 

г д е Рь, — параметрическая надежность в

начальный момент времени;

 

ЬРь — приращение параметрической надежности к заданному моменту времени;

Д^—интервал времени, выбираемый в пределах 100—1000 ч.

Далее определяется надежность каждого отдельного элемен­ та, входящего в функциональную схему:

Pj^Pai + Pbi- (127)

Надежность работы изделия в целом определяется

надеж­

ностью входящих в него элементов, т. е.

 

P(t) = Ps=UPl,

(128)

/=1

где п — число элементов, входящих в основную функциональную схему.

Выражение (128) может быть записано в следующем виде:

 

 

P(t)

=

f[

Раі

П

Pbl =

Р а 2

Р й 2 .

(129)

 

 

 

 

 

/=1

 

/=1

 

 

 

Полной характеристикой надежности измерительного уст­

ройства

длительного

использования,

учитывающей начальное

состояние

системы,

ее

 

безотказность

и восстанавливаемость,

является

в е р о я т н о с т ь

н о р м а л ь н о г о

ф у н к ц и о н и р о ­

в а н и я ,

и л и п о л н а я

н а д е ж н о с т ь ,

которая определяется

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pz(t)

=

Р0Р(0

+

(1

- Р 0 ) V(г)P(t-i),

(130)

где

Р 0

— значение

вероятности

исправного состояния системы в началь­

 

 

ный момент времени;

 

 

 

 

 

t

~т

Р(t) = е — вероятность безотказной работы к заданному времени;

(!—Р0) — вероятность неисправного состояния системы к начальному мо­ менту времени;

х

~ть

V (т) = 1—е —вероятность восстановления системы за время x<t;

Р (t — т) — вероятность безотказной работы за оставшееся время (t—т), ко­ торого достаточно для выполнения поставленной задачи.

На практике, как правило, время восстановления Ть меньше времени безотказной работы Тт, т.е. Ть<С.Тт. Следовательно, формула (130) может быть упрощена:

j _

 

^ ( 0 = „ * Ч , е Г « -

(131)

'щ-т іь

 

Расчет надежности изделия по изложенной методике выпол­ няется обычно на стадиях технического проекта и рабочих чер­ тежей. Необходимые коррективы в окончательный расчет вно-

сятся на основании стендовых и натурных испытаний готовых образцов измерительных устройств.

Одним из основных методов получения данных о надежности измерительных устройств является обработка статистической информации об отказах, нарушениях и других неисправностях, возникающих в процессе их эксплуатации, а также об условиях и причинах возникновения этих неисправностей. Полученная информация подвергается специальной обработке, в результате которой находятся величины, характеризующие надежность из­ мерительных устройств.

ГЛАВА I I

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ (ГСП)

§ 1. ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ. СОСТАВ ГСП

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП) в настоящее время определяет направ­ ление в развитии отечественного приборостроения, обеспечива­ ющее повышение технического уровня приборов и увеличение темпов роста их производства. Основной предпосылкой созда­ ния ГСП явилось широкое внедрение систем автоматизации современных технологических производственных процессов, для построения которых потребовалось создание разнообразных приборов и средств автоматизации.

ГСП представляет собой совокупность унифицированных нормализованных рядов блоков, приборов и устройств для по­ лучения, обработки и использования информации, удовлетворя­ ющих единым техническим требованиям и имеющих единые па­ раметры входных и выходных сигналов и нормализованные га­ баритные и присоединительные размеры, а также экономически целесообразную точность, надежность и долговечность. Изде­ лия ГСП изготовляются на основе базовых конструкций с уни­

фицированными структурами,

конструктивными параметрами

и сигналами, обеспечивающими

максимально возможный уро­

вень унификации и общую технологическую базу для производ­ ства.

Очевидно, однако, что не все приборы и средства автомати­ зации могут быть отнесены к ГСП, хотя они широко использу­ ются и в дальнейшем будут использоваться в промышленности.

По принадлежности к ГСП приборы и устройства подразде­ ляются на три группы:

 

1. Системные, отвечающие всем без исключения требовани­

ям

ГСП.

 

 

2. Локального применения, по

назначению, техническим

и

эксплуатационным характеристикам

и конструктивным осо­

бенностям отвечающие требованиям ГСП, но не предназначен­ ные для совместной работы в системах автоматического конт­

роля,

регулирования и управления

с другими изделиями

ГСП

и не

имеющие с ними сопряжения

по информационной

связи

иконструктивному оформлению.

3.Вспомогательные, предназначенные специально для ис­ следования объектов автоматизации или испытаний и проверки изделий, входящих в ГСП.

Приборы, не входящие в ГСП, должны

соответствовать ее

требованиям к техническим и

эксплуатационным характеристи­

кам и конструктивным особенностям.

 

 

По функциональному признаку приборы и устройства, вхо­

дящие в ГСП, подразделяются следующим

образом:

 

1. Приборы и устройства для получения

информации

о со­

стоянии процессов — датчики

контрольной

информации с

уни­

фицированными выходными сигналами или измерительные пре­

образователи, т.е. средства

измерений, не снабженные каким-

либо

устройством для

непосредственного

представления

информации наблюдателю.

 

 

 

 

 

2.

Приборы и устройства

для

приема и выдачи

информации

в каналы

связи—устройства дистанционной

и телемеханичес­

кой передачи сигналов.

 

 

 

 

 

3.

Приборы и устройства

для

преобразования,

хранения

и

обработки

информации, в свою

очередь подразделяющиеся

на

подгруппы: измерительные приборы или приборы контроля, ре­ гулирующие устройства, вычислительные функциональные и логические блоки.

4. Приборы и устройства для использования информации в целях воздействия на процесс — различные регуляторы, опти­ мизаторы, программные, управляющие и другие устройства, предназначенные для автоматического регулирования и управ­ ления производственными процессами.

Предметом рассмотрения настоящего курса являются дат­ чики, измерительные преобразователи и приборы контроля, предназначенные для получения информации о состоянии про­ цессов.

Из материала, освещавшегося в гл. I , видно, что выполнение функции получения контрольной информации о ходе технологи­ ческих процессов возможно, если эта информация будет услов­

но,

но вполне

однозначно

связана с какой-то физической вели­

чиной (параметром). Такая физическая величина,

веществен­

ная

или энергетическая,

условно

выбранная

для

передачи

необходимых

сведений, называется

с и г н а л о м .

В измеритель­

ной

технике

и автоматике

в качестве сигналов

применяются

почти исключительно энергетические величины, так как они по­

зволяют осуществлять передачу

на расстояние, преобразова­

ние, сравнение и получение

новых

сигналов.

Сигналы могут

быть

н е п р е р ы в н ы м и

и

п р е р ы в н ы м и

( д и с к р е т ­

н ы м и ) .

Во втором случае

их

длительность ограничена некото­

рыми заданными значениями и может быть постоянной или пе­ ременной.

По виду энергии, используемой для формирования сигналов, ГСП подразделяется на несколько больших групп, так называ­ емых ветвей:

электрическую аналоговую; электрическую дискретную; пневматическую; гидравлическую;

ветвь приборов и устройств, работающих без источников вспомогательной энергии.

Внедрение ГСП не предусматривает повсеместного полного перехода на выпуск приборов и средств автоматизации, имею­ щих на выходе только унифицированные сигналы. Широко бу­ дут применяться также приборы, в которых для передачи конт­ рольной информации используются так называемые естествен­ ные сигналы, представляющие собой изменение вещественных

или энергетических

параметров

(перемещение,

электрический

ток

и напряжение,

давление

воды,

воздуха и т. п.)

в зависимос­

ти

от изменения физической

величины. Естественные сигналы

передаются в том виде, в каком они получены с помощью чув­ ствительного элемента измерительного прибора или устройства, без дополнительных преобразований.

Перевод сигналов из аналоговой формы в дискретную, и на­ оборот, а также изменение несущих величин осуществляется функциональными преобразователями, которые обеспечивают взаимосвязь устройств различных ветвей ГСП в единых изме­ рительных или автоматических системах.

Для обеспечения совместной работы приборов с естественны­ ми сигналами с приборами ГСП, а также друг с другом слу­

жат специальные

нормирующие

преобразователи,

входящие

в систему ГСП и приводящие

естественные

сигналы

к

уровню

и виду нормализованных стандартных сигналов ГСП.

 

 

Таким образом,

группы функциональных

устройств

образу­

ют систему

средств

автоматизации,

охватывающую все

звенья

получения,

передачи, обработки и

использования информации,

из которых могут создаваться разнообразные

информационные

системы, системы контроля, регулирования и управления.

Последние годы

в развитии

ГСП характеризуются

создани­

ем и внедрением агрегатных комплексов, объединяющих функ­ циональные устройства получения, обработки, передачи и ис­ пользования информации в определенных сочетаниях, с алго­ ритмами связи, соответствующими назначению этих агрегатных

4 И. К. Петров,'

49

комплексов. Они могут использоваться в системах

независимо-

друг от друга или совместно.

 

 

Прогрессивная

по структуре построения ГСП

ориентирует­

ся

на передовую

технологию и совершенную элементную базу.

В

ГСП широко

используется унифицированная элементно-мо­

дульная база и стандартные ряды базовых конструкций и сво­

дится к минимуму

число разновидностей

функциональных блоков,

вспомогательных

устройств, источников

питания и т . д . Конст­

руктивной

базой

для монтажа элементов, модулей,

устройств

и агрегатов

ГСП являются унифицированные типовые

конструк­

ции (УТК)). В качестве базовой системы логических элементов электрических ветвей ГСП широко используются комплексы унифицированных логических элементов. Типовой логический (функциональный) модуль выполняется в виде кассеты, состоя­ щей из печатной платы, на которой располагаются отдельные компоненты схемы.

В пневматической ветви ГСП широкое распространение по­ лучила система пневматических элементов УСЭППА, а также отдельные элементы системы модулей струйной техники (СМСТ).

§ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕТВЕЙ ГСП

Э л е к т р и ч е с к а я а н а л о г о в а я в е т в ь Г С П — э т о ряд приборов и средств автоматизации, в которых в качестве внеш­ ней энергии используется электрическая энергия, а энергетиче­ ским носителем информации является электрический непрерыв­ ный сигнал. Стандартизованные диапазоны изменения сигналов постоянного тока 0—5, 0—20 и 0—100 мА. Пределы изменения сигналов постоянного тока по напряжению выбираются из ряда значений, лежащих в диапазоне 0—10 мВ и 0—10 В. Нагрузки, т. е. сопротивления приборов и линий связи, установлены в пре­ делах от 250 Ом до 2,5 кОм.

Использование постоянного тока в качестве сигнала связи между отдельными приборами электрической аналоговой ветви упрощает совместную работу приборов и обеспечивает передачу информации на большие расстояния с наименьшей погреш­ ностью. Вследствие преимуществ и сравнительной простоты устройства приборы, использующие постоянный ток, получили самое широкое распространение.

Менее распространены приборы этой ветви, использующие переменный ток. Пределы изменения напряжения переменного тока 0,25—2 В, частота 50 и 400 Гц.

Все устройства для получения контрольной информации, используемые в электрической аналоговой ветви ГСП, либо са­ ми преобразуют информацию в выходной унифицированный то­ ковой сигнал, либо имеют в комплекте дополнительное устрой­ ство, преобразующее естественный выходной сигнал датчика в унифицированный токовый сигнал.

Смотрите также файлы