Устройства связи с оперативным персоналом (усоп)

Несомненно, высока роль входящих в УВК УСОП. В сложных СРВ, в частности, в АСУТП, охватывающие производственные подразделения, на оперативный персонал возлагается весьма важная часть функций принятия решений в процессе управления.

При иерархическом построении УВК режим взаимодействия с оперативным персоналом имеет тенденцию эволюционировать от информационно-справочного и информационно-советующего на верхнем уровне к информационно-директивному на нижнем уровне, в частности, в созданных гибких автоматизированных производствах (ГАП) традиционная схема управления производственным процессом: ЭВМ ↔ Диспетчер ↔ Мастер ↔ Рабочий, имеет тенденцию к преобразованию в схему: ЭВМ ↔ Оператор ГАП.

В отечественной и зарубежной практике создания СРВ, в частности, АСУТП сложными технологическими комплексами, например, энергетики, химии, известно немало разработок УСОП с ЭВМ и через нее – с объектом управления.

Принято классифицировать УСОП и функции, выполняемые ими в СРВ, в виде следующих основных типов устройств:

1. Специализированные пульты ввода/вывода информации индивидуального пользования;

2. Специализированные пульты группового пользования;

3. Специализированные мнемонические схемы;

4. Цифровые табло группового пользования;

5. Стандартные устройства регистрации информации;

6. Устройства вывода звуковой информации;

7. Устройства ввода/вывода на основе видеотерминалов и ЭВМ.

К основным функциям, выполняемым УСОП следует отнести:

1. Отображение информации ЭВМ для оперативного (немедленного) принятия решения;

2. Отображение общего текущего состояния управляющего процесса (производства), контролируемого ЭВМ;

3. Выдачу ответов на запросы оперативного персонала о состоянии и параметрах процессов или оборудования;

4. Выдача рекомендаций об изменении режима управляющего процесса;

Датчики

Датчик является ключевым элементом СРВ. Датчик должен воспроизводить физическую величину максимально быстро и точно.

Чаще всего датчик выбирается исходя из надежности и удобства обслуживания, хотя учитываются и такие важнейшие факторы:

• Точность;

• Стабильность;

• Повторяемость результатов.

Основой работы управляющего компьютера является входная информация, поэтому точные и надежные измерения – необходимые условия качества управления.

Большая часть характеристик датчика, которые приводятся в техническом описании – статические параметры:

1. Чувствительность определяется отношением величины выходного сигнала к единичной входной величине.

2. Разрешения – наименьшее изменение измеряемой величины, которая может быть зафиксирована и точно показана датчиком.

3. Линейность не описывается аналитически, а определяется исходя из градуировочной кривой датчика. Близость этой кривой к прямой линии определяет степень линейности.

4. Рабочий диапазон определяется верхним и нижним пределами значения входной величины.

Динамические (параметры) характеристики датчика:

0. Время прохождения зоны нечувствительности – время между началом изменения физической величины и моментом реакции датчика.

1. Запаздывание – время, через которое показания датчика первый раз достигнет 50 % установившегося значения.

2. Время нарастания – время, за которое выходной сигнал увеличивается от 10 % до 90% установившегося значения.

3. Время переходного процесса (время установления) – время, начиная с которого отклонения выхода датчика от установившегося значения становится меньше заданной величины, например, ± 5 %.

Рисунок 44 – Динамическая реакция датчика (реакция на скачок)

где Т₀ – время прохождения зоны нечувствительности;

Т_d – запаздывание;

Т_р – время достижения первого максимума;

Т_s – время установления;

М_р – перерегулирование.

Классификация датчиков:

1. Бинарные;

2. Цифровые;

3. Аналоговые.

Группы 1 и 2 можно условно объединить.

1, 2 – бинарные и цифровые датчики:

1 группа: – датчики положения (концевые выключатели);

– реле, которые можно подразделить на нормально разомкнутые переключатели, нормально замкнутые переключатели и переключатели;

– ртутные выключатели;

– герконы (герметические контакты);

2 группа: – пороговые датчики;

3 группа: – индикаторы мощности;

4 группа: – датчики положения вала (кодеры поворота).

3 – аналоговые датчики:

1 группа: датчики движения (перемещения, скорости, ускорения, удара):

– потенциометры (переменные резисторы);

– датчики на основе принципа электромагнитной индукции (дифференциальные трансформаторы, вращающиеся трансформаторы, сельсины);

– емкостные датчики;

– пьезоэлектрические датчики;

– лазерные датчики;

– ультразвуковые датчики;

– тахометр (генератор постоянного тока);

2 группа: датчики силы, момента, давления:

– тензодатчики;

– дифференциальные трансформаторы;

3 группа: датчики приближения:

– индуктивные датчики;

– емкостные датчики;

– магнитные датчики (используют «эффект Холла»);

4 группа: датчики температуры:

– термоэлементы;

– резистивные детекторы температуры;

– термисторы (полупроводниковые резисторы);

5 группа: датчики измерения расхода:

– датчики, основанные на разности давления;

– датчики, основанные на измерении скорости вращения;

– датчики, основанные на распределении ультразвука в жидкости;

6 группа: датчики химических и биохимических измерений (концентрация, проводимость, содержание солей, кислотность PH, уровень растворения кислорода, химический состав).