Расширение функций контроля и видов выходных сигналов датчика

Наличие в датчике достаточно мощ­ного микропроцессора и большого объ­ема оперативной памяти позволяет иначе построить его взаимоотношения с контроллером и другими средствами автоматики. В ряде последних разра­боток все более полной становится пер­вичная переработка в преобразователе получаемых от сенсора сигналов и все более разнообразной и законченной информация, выдаваемая датчиком. Некоторые примеры изменения и расширения видов выходных сигналов датчика приведены ниже.

В преобразователе проводится вся необходимая первичная переработка измерительных сигналов сенсора: фильтрация, линеаризация, масшта­бирование, преобразование в задан­ные единицы измерения, что позволя­ет выдавать текущее значение измеря­емой величины в виде, готовом для принятия управленческих решений.

Текущее значение измеряемой ве­личины сопоставляется в преобразо­вателе с рядом заданных норм и с прошлыми значениями этой величи­ны. Реализация в датчике таких со­поставлений позволяет изменить саму форму взаимоотношения датчика с контроллером: исключить цикличес­кую передачу по сети каждого теку­щего измеряемого датчиком значения, а инициативно подключаться к сети и передавать по ней информацию толь­ко тогда, когда происходят изменения текущего значения измеряемой вели­чины по сравнению с предыдущим значением или текущие измеряемые значения выходят за пределы заданных норм.

Измеренные значения за опреде­ленный, достаточно длительный пе­риод сохраняются в базе данных са­мого датчика, что позволяет по запросу оператора выдавать массив значе­ний измеряемой величины за требуе­мый интервал времени.

Использование принципов модульной сборки датчиков

Современные датчики имеют мно­говариантную модульную структуру. Основными модулями являются сен­сор и преобразователь. Преобразова­тель конструктивно может быть объе­динен с сенсором, а может выделяться в отдельный конструктив и размещать­ся на расстоянии. Питание датчика может осуществляться от блока пита­ния контроллера через полевую сеть, поэтому блок питания в состав совре­менного датчика может не входить.

Сенсор имеет множество вариан­тов исполнения, рассчитанных на разные свойства измеряемой и окру­жающей сред и разную конструкцию объекта измерения.

Преобразователь, в свою очередь, также может иметь многовариантную модульную структуру. Множество ва­риантов исполнения преобразователя связано с различным набором выпол­няемых им функций, с разными требо­ваниями к выходным сигналам, с конкретными свойствами окружающей среды. Состав преобразователя фор­мируется комплектацией его из от­дельных типовых микропроцессорных модулей, выпускаемых разными фир­мами по единым стандартам открытой магистрально модульной архитекту­ры. Один из таких стандартов для средств измерительной техники - стан­дарт IEEE 1155 на VXIbus (VMEbus eXtention for Instruments) — расшире­ние стандарта VMEbus, применяемого в промышленной автоматике. Модули, поддерживающие этот стандарт, процессорно и технологически независимы. В качестве программного обеспечения преобразователя, построенного из модулей VXIbus, могут служить любые открытые операционные системы реального времени. В настоящее время большое число фирм произво­дит разнообразные по назначению модули VXIbus, поэтому комплектация из них всевозможных преобразователей принципиально не представляет трудностей. Большинство ведущих зарубежных производителей комплек­туют датчики сочетанием разных вариантов сенсоров одного метода измерения с разными вариантами пре­образователей, рассчитанных на рабо­ту с данной серией сенсоров. Благода­ря этому удается наиболее точно и полно удовлетворять требования заказчика.

Наблюдающаяся в последние годы миниатюризация микропроцессорных элементов привела к возникновению нового перспективного направления — созданию миниатюрных датчиков. Широкое распространение таких датчиков в будущем позволит выпускать промышленное оборудование со встроенными в него датчиками, благо­даря чему сами средства автоматиза­ции станут не внешними дополнения­ми технологического процесса, а его неотъемлемыми частями. Уже делают­ся пилотные разработки датчиков объемом всего несколько кубических миллиметров для измерения темпера­туры, давления, влажности и других параметров. В этот объем входит как сам сенсор, так и преобразователь, пе­реводящий измеряемый сигнал в циф­ровую форму, обрабатывающий и пе­редающий его в полевую сеть.