114,4. Системы автоматического контроля с общей образцовой величиной

Режимы допускового контроля и измерения

В САК с общей образцовой величиной каждая из измеритель­ных цепей, включая датчик, связана со своим каналом контроля, •а с помощью общей образцовой величины могут быть заданы уставки или сформирована компенсационная величина, необходи­мая для измерения контролируемых величин.

При измерении контролируемых величин система работает по алгоритму мультиплицированной измерительной системы [14.3]. ■Если контролируемые величины имеют относительно небольшую дисперсию, то может оказаться целесообразным использовать из­мерение и производить контроль, оперируя с разностью между реализовавшимися и номинальными значениями контролируемых величин.

Допусковый контроль в таких системах может выполняться по-разному.

В зависимости от типа каналов контроля [<1(Х, ||С)> или <1(Х, С)>] формируется одновременно или поочередно нужное ко­личество уставок, которые подключаются на устройства сравнения ©сех каналов контроля. Укрупненный алгоритм выполнения про­цедур контроля и измерения величин, вышедших за пределы нор­мального состояния, будет иметь вид [для (1(Х, ЦО>]

ЩВ) I[c₁|]c₂||(Wx₁)||...||(Wx_?l)]X

X{[<I(*i,lki; с₂)> <o(*ie=JV)X

Xl(R:*ie=tf||S:Dl)]||...X

X---H[<I(*n,l|ci; c₂)> <в(л„€=Я)Х

XKR:*ne/7||S:D«)]} <p(/=0)X

X [_Ф(/ :=/+!) 1(/Д*к)Х

X{[I(CR:x,,/Дхк)Х Х«(*1=/Д*к; Xi^fJ) I(W:D/; £>/)]|| ... X X..-IU(CR:jc„; /Ax_k)X X со(x_n=jAx_K; Xn^N) I (W: Dj; Dn) ]} X Xe»(/=m)l<D(E).

Здесь m — количество делений Ах_к — компенсационной вели­чины.

Важно отметить, что в данной системе выполнение операций сравнения при контроле и измерении может производиться устрой­ствами сравнения каналов контроля. Ввиду одновременной, парал­лельной работы всех каналов результаты контроля могут быть по­лучены за один такт, а измерения — за число тактов, равное вы­бранному количеству делений шкалы. Если использовать алгоритм оценки разности контролируемых величин и номинального значе­ния, то время, затрачиваемое здесь на измерение, может быть существенно уменьшено.

Систему можно существенно упростить, если оставить по одно­му устройству сравнения в каждом канале и использовать режим последовательного сравнения контролируемых величин с уставка­ми. Можно считать, что в этом случае используется мультиплици­рованная измерительная система, дополненная блоками принятия решения при контроле и отображения контрольной информации. Общее время контроля и измерения при этом увеличивается не­значительно— на количество тактов, необходимых для последова­тельного выполнения операций контроля по нескольким уставкам.

Алгоритм работы системы при допусковом контроле по двум уставкам и при отображении и регистрации величин, вышедших за пределы нормального состояния, может быть представлен б следующем виде:

I(X, ci){[<I(CH:*i, d)>:=X XI(CR:*i, с) I(S:*>ci|*i<Ci)]|| ... X

X...|I<I(CH:*„, c,)>} I(X, c₂)X X[<I(CH:*„ с₂)>||...||1(СН:*„, с₂)]Х % X{a>(*ie=iV) [I(R:*ie=tf)||X

"- xl|a>(*i/zi)]...x

X.. .11© fceJV) [I (R : x„e=#) || X

Xl№(*n/2„)]}.

. В таких системах можно одновременно выполнять операции контроля и измерения, изменяя образцовую величину в пределах заданной зоны и регистрируя величины, входящие в эту зону, и соответствующие им известные значения образцовой величины. При таком режиме каждый канал контроля существенно упро­щается, так как в нем могут отсутствовать решающее устройст-

во, устройство формирования уставок, может быть использова­но только одно устройство срав­нения, определяющее равенство контролируемой и образцовой величин.

iCrtil

I(N\N)

L(L*)

В некоторых случаях, напри­мер при приближении контроли­руемых величин к опасной зоне, полезно изменять образцовую величину несколько шире за­данной зоны, для того чтобы вы­явить контролируемые величины, которые находятся вблизи от границ зоны.

Рис. 14.18. Структурная схема систе­мы спорадического контроля

На структурной схеме такой системы (рис. 14.18) после устройств сравнения показаны индивидуальные сигнализаторы и преобразователь кодов. На циф-ропечатающем устройстве в случае срабатывания устройства срав­нения регистрируются значение Zi и номер канала, отмечается нахождение х_{ в нормальном состоянии или выход из него, при необходимости отмечается исследуемая зона (положим, N).

Пусть нужно произвести оценку нахождения контролируемых величин в зоне 20^/^25. Тогда алгоритм работы будет сле­дующий:

Ф(В)фС/=19)|_ Ф(/:=/+1){1(/Д*к)||[<11>:=Х

XI ((*i) I (CR : x_h jAx_K) со (xi=/A*_K)I (R : xselN) X

Xl(W :z_u Dl)]||...||<I_n»<a(/=25)10(E).

#

#/

'Г>

_т,

#•

_V

~\~Л| Xkil~ Ч N I

_¥

*\—)—*■

Xn

#>

'#•

Рис. 14.19. Структурная схема МЦК «Центротехника»

При необходимости можно подсчитать количество контролируе­мых величин, вошедших по своим размерам в исследуемую зону.

Очевидно, имеется возможность произвести аналогичный ана­лиз в нескольких зонах.

При необходимости выполнения контроля на относительно больших расстояниях может оказаться эффективной реализация управления формированием образцовой величины с помощью циркуляции кодов [14.3]. На рис. 14.19 показано, что на входы устройства сравнения подаются разности контролируемых вели­чин и номинального значения. Это может позволить пользовать­ся относительно небольшим числом разрядов (5—6 двоичных разрядов).

Можно предполагать, что применение САК с общей образ­цовой величиной будет расширяться.

Режимы спорадического контроля

В большинстве САК оператор имеет возможность наблюдать одновременно за состоянием контролируемых величин по ре­зультатам допускового контроля, отражаемым на панели сигна­лизации, мнемосхеме или на экране дисплея. Однако такое пред­ставление о состоянии контролируемых величин недостаточно для того, чтобы судить о степени их близости к интересующему оператора состоянию. Для прогнозирования последующего со­стояния объекта или принятия решения по управлению оператор вынужден использовать результаты измерений, обычно выполняе­мых периодически, по вызову или при отклонении величин от нормального состояния. Несмотря на меры, принимаемые в САК для облегчения обзора результатов измерения, оператор должен затрачивать определенное время на восприятие результатов из­мерения контролируемых величин.

В Институте проблем управления АН СССР были предложе­ны системы спорадического контроля [14.4] (можно, впрочем, говорить не только о системах, но и режимах спорадического контроля, которые могут быть использованы в различных по принципу действия системах допускового контроля).

В отличие от остальных контрольно-измерительных систем с неизменяющимися в процессе контроля уставками в режиме спорадического контроля оценку размера всех контролируемых величин предлагается производить одновременно, изменяя еди­ную компенсирующую величину, уставку или запрашивающее воздействие. Это изменение компенсирующей величины оператор производит по своему усмотрению, от случая к случаю, — спо­радически, единично.

Результаты сравнения компенсационной величины с реализа­циями контролируемых величин отображаются на коллективном устройстве сигнализации.

Если оператор знает, какое запрашивающее воздействие им подано в систему, то он может с помощью сигнализаторов оце­нить значение каждой контролируемой величины. В принципе,

изменяя запрашивающие воздействия по определенным законам, можно реализовать методы развертывающего и поразрядного уравновешивания. Более важной является возможность имити­ровать, например, аварийную ситуацию и оценивать степень бли­зости к ней состояния объекта контроля одновременно по всем величинам, изменяя запрашивающее воздействие на все конт­ролируемые величины.

Спорадический режим контроля может быть реализован прак­тически в любой САК- Для САК параллельного действия в этом режиме необходимо обеспечить ввод общей компенсационной величины и работу каналов контроля в режиме сравнения этой величины с контролируемой:

{[<D(^k/)I(*k/)]IH(X)}{[<I_i>:=I(CR:j:_i,j:_Ic_/)X X<a(*i>*Ki) I(R:D/)]||...||<I»>}.

Проще всего режим спорадического контроля реализовать в САК с общей образцовой величиной.

В большинстве случаев нет необходимости изменять запра­шивающее воздействие в широких пределах. В частности, воз­можно его изменение в пределах от номинального значения па­раметра до его аварийного значения. В этом случае можно про-градуировать запрашивающее воздействие в процентах от разно­сти между аварийным и номинальным значениями величины.

Изменяющаяся компенсационная величина может быть вве­дена в устройства сравнения вместо уставки в аналоговые или цифровые каналы контроля. Выносные каналы контроля, нахо­дящиеся непосредственно у объекта контроля и имеющие ввод компенсирующей величины, авторы изобретения назвали преоб­разователями спорадического контроля (ПСК)- Системы контро­ля с использованием ПСК, по существу, являются системами с переменной образцовой величиной.

На рис. 14.20 показана простейшая система с параллельным включением ПСК, а на рис. 14.21 — система с временным раз­делением каналов и цифровым измерением. Соотношение частот / и fin таково, что на каждой ступени компенсационного напря­жения происходит опрос всех ПСК- При появлении сигнала на выходе ПСК открывается соответствующий ключ и число из. счетчика переписывается в ячейку памяти и отображается на цифровом индикаторе. В момент цифрового измерения запраши­вающее воздействие должно быть равно нулю.

В этой системе существенно облегчены требования к комму­таторам и к линиям связи, что позволяет использовать такие си­стемы при относительно больших расстояниях от объекта конт­роля.

В целях повышения надежности работы САК в. режиме спо­радического контроля имеется возможность периодически срав­нивать контролируемые величины с уставкой, определяющей пре-ельно допустимые значения этих величин. Если в режиме спо-

радического контроля какая-лиоо из контролируемых величин выйдет за эту уставку, выдается аварийный сигнал.

Анализ работы человека-оператора показал, что при спора­дическом представлении информации в 2—5 раз уменьшается время оценки ситуации и в несколько раз — число ошибок по сравнению с традиционным представлением информации на циф­ровых индикаторах.

Рис. 14.20. САК с параллельным вклю чением преобразователей спорадическо го контроля

X,		Хк
	пек,/		(ГО			О
		i
%п	ПСКП//	■ ■— ^					j-p

Рис. 14.21. САК с преобразователями спорадического контроля