ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТА УПРАВЛІННЯ

Вимірювання технологічних параметрів

Важливим елементом системи управління є датчики параметрів функціональних підсистем та параметрів оброблюваних виробів. Різноманітність фізико-термічних процесів, що реалізуються в обладнанні, труднощі вимірювання параметрів створюваних напівпровідникових структур роблять задачу вимірювання досить складною [3].

Основною тенденцією розвитку вимірювальної техніки є системне об'єднання і використання засобів вимірювання. Об'єднання засобів вимірювання в єдину вимірювальну систему дозволяє істотно підвищити ефективність вимірювального експерименту, виконувати його за заданою програмою з проведенням математичної обробки інформації в ході експерименту. Побудова таких систем для вирішення конкретного завдання економічно не завжди виправдано в основному через складнощі сполучення окремих приладів. Економічно недоцільно створення універсальних вимірювальних систем, здатних вирішувати широкий клас задач. Такі системи мали б великий апаратурною надмірністю.

Вихід був знайдений у створенні Державної системи приладів (ГСП). Державна система приладів передбачає створення науково обґрунтованих рядів приладів і пристроїв з уніфікованими характеристиками і конструктивним виконанням. Пристрої ГСП, призначені для вирішення певних вимірювальних завдань, об'єднуються в агрегатні комплекси. Вироби, що входять в агрегатні комплекси, повинні легко сполучатися один з одним, не чинити взаємовпливу, мати однакові умови експлуатації. Для цього вони повинні володіти сумісністю. Розрізняють п'ять видів сумісності виробів агрегатних комплексів: енергетичну, метрологічну, конструктивну, експлуатаційну та інформаційну.

Енергетична сумісність передбачає вибір одного роду енергії носія сигналу.

Метрологічна сумісність забезпечує порівнянність метрологічних характеристик агрегатних засобів та їх зберігання в часі, можливість розрахункового визначення метрологічних характеристик ІВС по метрологічних характеристик окремих вузлів.

Конструктивна сумісність забезпечує узгодженість конструктивних параметрів. Для цього нормуються елементи конструкцій, установчі розміри, стиль виконання оформлення.

Експлуатаційна сумісність забезпечується узгодженістю характеристик. Для цього всі засоби діляться на групи по використанню в залежності від умов навколишнього середовища, кліматичних і механічних впливів і т.д.

Інформаційна сумісність засобів забезпечує узгодженість вхідних і вихідних сигналів по виду, діапазону зміни, порядку обміну сигналами. Інформаційна сумісність визначається уніфікацією вимірювальних сигналів і застосуванням стандартних інтерфейсів. Уніфікація вимірювальних сигналів означає, що їх параметри не можуть вибиратися довільно, а повинні відповідати вимогам стандарту на ці сигнали.

У вимірювальній системі, створеній на базі стандартної системи сполучення, можуть бути виділені наступні групи функціональних пристроїв:

  • а) пристрої-джерела, здатні тільки передавати цифрову інформацію в інші прилади системи, наприклад фотосчітивающее пристрій;
  • б) пристрої-приймачі, здатні тільки приймати цифрову інформацію від інших пристроїв системи, наприклад генератор сигналів, керований кодом, перфоратор, цифродрукуючий пристрій;
  • в) пристрої-джерела приймачі, здатні і приймати, і передавати інформацію, наприклад цифровий вольтметр, який приймає команди на перемикання діапазону і видасть код результату вимірювання;
  • г) пристрої-контролери, службовці для управління системою.

Прості системи можуть не містити контролера як окремого пристрою. В цьому випадку його функції виконуються пристроями, що входять в систему. Для передачі інформації між пристроями застосовуються лінії інтерфейсу.

Структура інформаційно-вимірювальної системи залежить від прийнятого в системі способу управління - децентралізованого або централізованого.

ГСП об'єднує в собі всі засоби контролю і регулювання технологічних процесів. Характерною особливістю ГСП є:

  • • блочно-модульний принцип, що лежить в основі конструкцій пристроїв;
  • • уніфікація вхідних-вихідних сигналів і сигналів харчування.

ГСП містить три гілки:

  • 1) гідравлічну,
  • 2) пневматичну,
  • 3) електричну.

Блочно-модульний принцип характеризується наявністю окремих модулів або блоків, що виконують досить просту функцію. Цей принцип дозволяє зменшити номенклатуру засобів автоматизації, спрощує ремонт і заміну, зменшує вартість, дозволяє реалізувати принцип взаємозамінності.

Основні види уніфікованих вхідних сигналів ГСП наведені в табл. 3.1.

уніфіковані сигнали

Таблиця 3.1

вид сигналу

Фізична величина

параметри сигналу

електричний

Постійний струм

0-5,0-20, -5-0-5, 4-20 мА

Постійна напруга

0-10,0-20-10-0-10 мВ; 0-10,0-1-1-0-1 В

Змінна напруга

0-2, -1-0-1 В

частота

2-8, 2-4 кГц

пневматичний

тиск

20-100 МПа

гідравлічний

тиск

0,1-6,4 МПа

Первинні прилади (датчики) можуть перетворювати вимірюваний параметр в будь-якої уніфікований сигнал. Якщо ж датчик видає неуніфікований сигнал, то для приведення його до стандартного діапазону повинен бути встановлений відповідний перетворювач.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >