ПРИСТРОЇ ЗВ’ЯЗКУ З ОБ’ЄКТАМИ УПРАВЛІННЯ
Майже всі технологічні параметри, присутні в реальному промисловому
об'єкті, мають аналоговий або дискретний вигляд. Існує багато датчиків, які
можуть перетворювати вимірювані величини тільки в аналоговий вигляд, а також
багато виконавчих механізмів, що мають тільки аналогові вхідні сигнали. З
іншого боку, новітні засоби автоматизації, які знаходять все більше
застосування в системах управління, використовують цифрове представлення
оброблюваних величин. Для того, щоб зв'язати між собою параметри, представлені
в аналоговом/дискретном і цифровому вигляді, використовуються пристрої зв'язку
з об'єктами. Таким чином, ПЗО є невід'ємною частиною будь-якої системи
управління, зокрема що використовує цифрові пристрої (промислові комп'ютери,
обчислювальні мережі і так далі).
Датчики, що встановлюються на об'єкті призначені для первинного перетворення
параметрів у вихідний сигнал для передачі в ПЗО. Виконавчі механізми приймають
сигнали, що управляють, пройшли через ПЗО, для дії на процес. Зв'язок між
датчиками, виконавчими механізмами і ПЗО може бути аналоговою, дискретною або
цифровою.
Промисловий комп'ютер в системі грає роль елементу, що управляє, приймає
цифрову інформацію від ПЗО і виробляє сигнали, що управляють. Для зв'язку між
ним і ПЗО використовується будь-який з цифровий інтерфейс.
Модулі ПЗО - це конструктивно закінчені пристрої, виконані у вигляді модулів,
що встановлюються, як правило, в спеціалізовані плати. Модулі ПЗО поміщені в
пластмасовий корпус і оснащені відповідно або виводами для кріплення на монтажних
панелях, або клемними з'єднувачами з гвинтовою фіксацією для кріплення вхідних
і вихідних ланцюгів.
На
ПЗО покладають наступні функції:
1) Нормалізація аналогового сигналу
- приведення меж шкали первинного безперервного сигналу до одного із
стандартних діапазонів вхідного сигналу аналого-цифрового перетворювача
вимірювального каналу. Найбільш поширені діапазони напруги від 0 до 5 В, від -5
до 5 В, від 0 до 10 В і струмові: від 0 до 5 мА, від 0 до 20 мА, від 4 до 20
мА, від 1 до 5 мА.
2) Попередня низькочастотна
фільтрація аналогового сигналу - обмеження смуги частот первинного
безперервного сигналу з метою зниження впливу на результат вимірювання перешкод
різного походження. На промислових об'єктах найбільш поширені перешкоди з
частотою мережі змінного струму, а також хаотичні імпульсні перешкоди, викликані
впливом на технічні засоби вимірювального каналу перехідних процесів і наведень
при комутації виконавчих механізмів підвищеної потужності.
3) Забезпечення гальванічної
ізоляції між джерелами сигналу і каналами системи.
Крім цих функцій, ряд пристроїв зв'язку з об'єктом може виконувати складніші
функції за рахунок наявності в їх складі підсистеми аналого-цифрового перетворення
і дискретного введення-виводу, мікропроцесора і засобів організації одного з
інтерфейсів послідовної передачі даних.
Простим пристроєм гальванічної розв'язки і єдиним, таким, що існував в 40 -
60 роки є електромагнітне реле. Реле, як правило, інерційні, мають відносно
великі габарити і забезпечують обмежене число перемикань при достатньо великому
споживанні енергії. Бурхливий розвиток електроніки привів до широкого розповсюдження
компонентів, що забезпечують оптичну розв'язку між ланцюгами. ПЗО, побудовані з
використанням такої розв'язки, є недорогими, високонадійними і швидкодіючими.
Крім того, вони характеризуються високою напругою ізоляції і низькою споживаною
потужністю.
За
характером оброблюваного сигналу ПЗО можна розділити на аналогові
і дискретні (цифрові).
Аналогові
ПЗО повинні володіти великою точністю, хорошою лінійністю і забезпечувати
достатньо велику напругу ізоляції. Крім того, бажаними є робота з різними
джерелами вхідних сигналів (струми, напруга, сигнали від терморезисторів, термопар
і так далі), можливості швидкої заміни і низька вартість.
Дискретні
ПЗО забезпечують опит датчиків з релейним виходом, кінцевих вимикачів, контроль
наявності в ланцюзі напруги, струму і так далі, а вихідні ПЗО формують сигнали
для управління пускачами, двигунами і іншими пристроями.
Дискретні ПЗО повинні задовольняти тим же вимогам, що і аналогові. Крім
того, вони повинні володіти мінімальним часом перемикання, а вихідні -
забезпечувати комутацію якомога вищої напруги і струмів і вносити при цьому
мінімум спотворень, обумовлених перехідними процесами, в комутований ланцюг.
Серед модулів ПЗО існують також пристрої, що працюють тільки з цифровою
формою інформації. До них відносяться комунікаційні модулі, призначені для забезпечення
мережевої взаємодії.
За
напрямом проходження даних через ПЗО їх можна розділити на 3 типи:
1) пристрої введення, що
забезпечують передачу сигналу з датчиків в пристрій обробки і виведення
сигналів для управління;
2) пристрої виводу, призначені
для формування сигналів для виконавчих механізмів;
3) двонаправлені, тобто
забезпечують введення і виведення сигналів.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ:
1.
Яке
призначення пристроїв зв’язку з об’єктом управління?
2.
Що
являють собою ПЗО?
3.
Які
функції виконують ПЗО в автоматизованих системах управління?
4.
Як
розділяються ПЗО за характером оброблюваного сигналу?
5.
Як
можна розділити ПЗО за напрямом проходження даних?
6.
Яку
класифікацію ПЗО можна виділити за призначенням?
Немає коментарів:
Дописати коментар