Информационное обеспечение АСУ ТП

 

В современных ТП подлежат измерению 2000 параметров.

Систематизированный свод сведений об измеряемых величинах представляет собой кадастр измеряемых величин.

Структура кадастра

В 60 ^Х годах разработана государственная система приборов.

В её основу положен агрегатный принцип конструирования и построения автоматизированных систем (система из кубиков)

Рассмотрим иерархическую структуру государственной системы приборов.

 

Уровни:

I. Средства получения информации об объекте и воздействия на объект.

II. Средства локального контроля и регулирования.

III. Устройства централизованного контроля и регулирования

IV. АК средств оптимизации ТП. На этом уровне решаются задачи оперативного управления, производятся планово-экономические и статические расчеты.

 

В гос. системе приборов действует около 200 отраслевых и общероссийских стандартов. Эти стандарты систематизированного и их структура такова:

 

 

Современные системы автоматизации ТП, как правило, проектируются на базе АК технических средств автоматизации (ТСА). Определение АК по ГОСТу:

АК представляет собой совокупность изделий, взаимосвязанных между собой по функциональному назначению, области применения конструкции, основным технологическим параметрам и данным.

АК включает в себя:

 

 

 

Основные типы АК (отечественные)

1. АСВТ – агрегатная система вычислительной техники;

2. АК ЭСР – АК аналоговых электронных средств регулирования;

3. АСКР – ЭЦ- АК средств контроля и регулирование дискретными процессами;

4. АК щитовых эл. средств регулирования («Каскад»);

5. АК пневматических («Старт», «Центр», «Цикл»);

6. Специализированный каскад для получения информации о сложных физико-химических процессов (АК аналитической техники - АСАТ);

7. АК средств электро-измерительной техники АСЭТ.

 

Познакомиться с работой всех этих комплексов и с принципом наладки можно в справочном руководстве.

В Гос. системе приборов стандартизированы параметры инф. сигналов:

 

 

 

Средства получения информации об объектах АСУ ТП по ГОСТ:

устройство, непосредственно взаимодействующее с объектом или веществом, формирующее выходной сигнал соответственно измеряемому параметру.

К ним предъявляются различные и часто противоречивые требования. Поэтому для измерения одного и того же параметра может использоваться широкая номенклатура средств.

По видам измерения параметров средства получения информации подразделяются на 5 групп.

1) Средства измерения термо-энергетических параметров: t^o C, давление, уровень, расход;

2) Средства получения информации о химическом составе и свойствах веществ;

3) Средства получения информации о физических свойствах и качестве продукции, физико-механические параметры, электро-физические и тепло-физические параметры;

4) Средства измерения кинематических величин: средства измерения числа единиц продукции, циклов, параметров вибрации, акустических шумов и т.д.

5) Средства измерения сил, масс; весоизмерительные и весодозирующие устройства.

 

 

По способу представления результатов измерений средства получения информации (СПИ) классифицируются:

 

СПИ

 

Показывающие приборы

С естественным выходным сигналом

Нормирующие

С унифицированным выходным сигналом

 

 

Однопредельные

Многопредельные

 

Индикаторы, показывающие и регистрирующие устройства непосредственно не предназначены для использования в системах автоматизации, т.к. не имеют выходного электрического сигнала. Они используются только в качестве средств контроля и в качестве вспомогательных средств.

 

Сигнализирующие ИП (измерительные приборы) срабатывают при достижении контролируемой величиной заданной уставки. В отличие от индикаторов они имеют выходной дискретный сигнал.

Наиболее удобен и часто применяется унифицированный выходной сигнал.

 

ТС измерения t^o C в системах автоматизации.

 

Виды средств измерения t^o C.

Наименование вида средств измерения to	Величина, характеризующая to	Диапазон измерения to C	Класс точности измерений, % =
1. Терморезистивный	Сопротивление чувствительного элемента	-260…+600	1,0/2,0
2. Термоэлектрический	Термо ЭДС в спае металлов	-200…+2500
3. Манометрический	Давления в замкнутом объеме	-50…+600	1,0/4,0
4. Радиационный	ФотоЭДС Фотосопротивление Яркоса Свечение эталона	20…6000	1,5/4,0
5. Дилатометрический	Изменение длины твердого тела	-30… 100	1,5/4,0
6. Биметаллический	Деформация пластин из разнородных металлов	-30…50

 

 

Применение видов средств измерения t^o C в технологическом процессе.

Объект измерения	Вид средств измерения
1. Вакуум	+	+
2. Газы	+	+	+			+
3. Жидкости	+	+	+	+	+	+
4. Поверхность твердых тел	+	+

 

 

Рассмотрим средства измерения t^o C различных видов:

1) Терморезистивный.

В качестве чувствительного элемента используется термопары (термопреобразователи сопротивления).

из медной проволоки ТСМ (-50…180)^o C

из платиновой проволоки ТСП (-260…600)^o C

Требования, предъявляемые к термопреобразователям:

1. Соответствие диапазона

2. Правильность выбора места установки.

3. Соответствие прочности материала и арматуры крепления условиям эксплуатации.

4. Правильный выбор длины проводов монтажной части.

2) Термоэлектрические преобразователи.

Предназначены для измерения высоких температур (в том числе и при погружении в жидкую среду).

Они снабжены замкнутыми трубками из металла или керамики.

Стальные трубки – до 600 t^o C

Жаростойкие сплавы - до 1100 t^o C

Фарфоровые - до 1300 t^o C

По инерционности измерений термопреобразователи делятся:

- малоинерционные (время измерения до 40 сек.)

- средней инерционности (время измерения до 1 мин.)

- большой инерционности (время измерения до 3,5 мин.)

- ненормируемые (время измерения больше 3,5 мин.)

Чувствительные элементы термоэлектрических преобразователей изготавливаются из благородных и неблагородных сплавов:

· хромель-алюминиевый марки ТХА

· хромель-калиевый марки ТХК

· платиново-родиевый марки ТИР

· вольфрамо-родиевый марки ТВР

3) Манометрическиет

Применяются в показывающих приборах прямого измерения, в измерительных приборах с унифицированным выходными сигналом.

Предназначены для дистанционного измерения t^o газов, паров и жидкостей.

Достоинства:

- простота и надежность конструкции

- нечувствительность к внешним электро-магнитным полям.

Максимальное расстояние измерения температуры 40м.

4) Радиационные (пирометры).

Достоинства:

- отсутствие контакта с внешней средой;

- практически неограниченный верхний предел измерений;

- высокое быстродействие;

- отсутствие влияния пирометра на температурное поле объекта;

- возможность измерения температуры подвижного объекта.

Недостатки связаны с методическими погрешностями, обусловленными запыленностью среды измерения и неоднозначной зависимостью уровня измерения объекта от t^o. Однозначность проявляется только у абсолютно черного тела.

В зависимости от времени измерения температуры:

- малоинерционные – время установления до 1с;

- средней инерционности время установления до 2с;

- большой инерционности время установления > 2с.

Под временем установления показаний понимают время, за которое температура достигает 5% от установившегося значения.

 

5, 6) Дилатометрические и биметаллические.

Имеют простую конструкцию, высокую надежность измерения и применяются в сигнализирующих измерительных приборах.