Комплекс технических средств АСУТП.

· Состав комплекса технических средств АСУТП.

· Устройство сопряжения с объектом (УСО).

1. Состав комплекса технических средств АСУТП.

Комплекс технических средств (КТС) АСУТП представляет собой управляемую вычислительную систему, структура которой представлена на рис.1.6.1.

Рис.16.1 общая структура КТС АСУТП

КТС АСУТП отличается от КТС других АСУ блоком УСО (устройство сопряжения с объектом), который обеспечивает связь ЭВМ с датчиками и исполнительными устройствами, установленными на объекте управления ОБ. Другие компоненты, указанные на схеме Процессор (Проц.), Память (ЗУ), канал и устройства ввода/вывода (ВВ/ВЫВ), составляют ядро КТС, функционально идентичное ядру КТС любой другой АСУ. В качестве ЭВМ в современных АСУТП используются персональные ЭВМ или специальные микропроцессорные устройства.

ЭВМ обеспечивает выполнение следующих функций:

1. обработку информации,

2. контроль и управление состоянием ЭВМ,

3. ввод-вывод информации (клавиатура, дисплей, принтер).

Эти функции являются предметом изучения специальных дисциплин, поэтому их описание здесь опускается. Рассмотрим более подробно состав и функции УСО, которые во многом обеспечивают решение задач первичной и вторичной обработки информации.

2. Устройство сопряжения с объектом (УСО).

УСО представляют собой наборы агрегатных модулей сбора, коммутации и преобразования сигналов контроля и выдачи сигналов управления на объектах, оснащенных датчиками, системами местной (локальной) автоматизации и исполнительными механизмами. Агрегатность позволяет легко наращивать количество каналов и типов функций, благодаря чему УСО можно оптимально согласовывать с требованиями конкретных систем. По типу сигналов, вызываемых датчиками, УСО делят на подсистемы, состоящие из модулей ввода-вывода аналоговых сигналов и на подсистемы, состоящие из модулей ввода вывода дискретных сигналов.

Модули аналогового ввода-вывода могут выполнять следующие функции:

1. Подключения. Сигналы с датчиков передаются на аналоговые входы по одиночным или парам проводов. Сигнальные провода должны оканчиваться в точке сопряжения с аналоговой подсистемой. Устройствами подключения, предназначенными для этой цели, могут служить клеммные колодки, кабельные разъемы и т.д.;

2. Нормализация сигнала, т.е. модификация сигнала (фильтрация, ослабление, смещение уровня, линейная или нелинейная компенсация, преобразование тока в напряжение (усиление исключается)).

3. Усиление сигнала. Осуществляется с помощью усилителей трех типов: а) усилители сигналов низкого уровня, коэффициент усиления которых может быть 100 1000; б) буферный усилитель, имеющий высокое входное и низкое выходное сопротивление, коэффициент усиления 1 или 2; в) усилитель слежения-запоминания, его выход пропорционален входу до тех пор, пока не последует команда запоминания, после чего выходной сигнал остается неизменным до конца действия команды.

4. Коммутации, коммутатор состоит из электронного или электромеханического переключателя, последовательно подключающего каждый отдельный вход или выход к ТП. Коммутация осуществляется до или после усиления. Коммутаторы различают по уровням сигналов, быстродействию и числу направлений коммутации.

5. Аналого-цифровое (или цифро-аналоговое) преобразование, которое осуществляется с помощью преобразователей АЦП. Основные характеристики АЦП: время преобразования и длина разрядной сетки. На рис.1.6.2 приведена схема УСО при вводе аналоговых сигналов.

Рис.1.6.2 блок-схема УСО для аналоговых сигналов

Модули дискретного ввода вывода также как и аналоговые выполняют функции подключения, нормализации, усиления и коммутации. Кроме того, они способны подсчитывать число импульсов, поступающих с датчиков за определенный промежуток времени, или "расширять" импульсы до заданной величины.

На вход модулей ввода-вывода дискретных сигналов могут поступать:

1. инициативные, т.е. уровневые сигналы, которые вырабатывает датчик, если его состояние изменяется из 0 в 1 (или из 1 в 0).

2. Дискретные сигналы, т.е. импульсные сигналы различной частоты следования и различной длительности.

3. Сигналы с датчиков типа "сухой контакт".

На рис.1.6.3 приведена блок-схема цифрового ввода.

Рис.1.6.3 блок-схема УСО для дискретных сигналов

2.1 Определение, состав и основные принципы проектирования АСУП