Средства отображения информации в системе автоматизации

Одна из важнейших задач системы автоматизации - предоставление оператору информации о ходе технологического процесса и прежде всего о значениях основных режимных параметров процесса.

Для оценки средств обнаружения технологической информации используют следующие основные характеристики: доступность, удобство, качество, оперативность, гибкость, надежность и стоимость.

Доступность – возможность системы отображения обслуживать широкий класс пользователей.

Удобство работы пользователей – степень удовлетворения их потребностей в обеспечении необходимых технических, языковых других средств общения достаточной мощности.

Гибкость – способность системы отображения к перестройке и изменению параметров в процессе функционирования для достижения наилучшего эффекта. Изменению могут подлежать: количество и состав пользователей, структура и содержание информационного потока и т.д.

Устройство отображения информации сравнивают также по способности представлять графическую и алфавитно-цифровую информацию, по числу используемых цветов и оттенков, эргономическим и санитарногигиеническим требованиям.

В зависимости от сложности объекта автоматизации, объема и важности предоставляемой информации, а также от организации рабочего места персонала используются различные средства отображения информации:

- приборы показывающие;

- приборы самопишущие (регистрирующие);

- видеопанели оператора;

Показывающие приборы в свою очередь делятся на два класса: стрелочные и цифровые;

Стрелочные приборы имеют шкалу, как правило в единицах измеряемой величины. Такие приборы в основном располагают по месту, т.е. на самих технологических аппаратах или вблизи их. Назначение этих приборов-измерение основных технологических параметров процесса. Например: температура, давление, расход.

В цифровых приборах отсчет показаний ведут по цифровому дисплею. Эти приборы построены на микропроцессорной базе. Обычно в них предусматриваются универсальные входы для подключения широкого спектра датчиков: температура, давления, влажности и т.д.

Такие приборы, кроме измерения, имеют целый ряд дополнительных возможностей:

- цифровая фильтрация и коррекция входного сигнала;

- масштабирование шкалы для аналогового входа;

- вычисление разности двух измеряемых величин (например, при измерении влажности исихрометрическим методом);

- позиционное или ПИД - регулирование измеряемой величины(в зависимости от модификации прибора);

-передачу данных по цифровому каналу и другие

Большую номенклатуру приборов этого класса выпускает российская фирма “ОВЕН”. Измерители-регуляторы серии “ТРМ” выпускаются как для щитового, так и для местного монтажа.

Регистрирующие приборы выпускаются большим количеством отечественных и зарубежных производителей. Разнообразие принципов действия, способов регистрации также весьма велики.

Прежде всего, рассмотрим приборы, осуществляющие регистрацию измеряемых величин на бумажные (дисковые и ленточные) диаграммы. В приборах ДИСК-250М используется дисковая диаграмма, на которую регистрируется измеряемый параметр в течение заданного интервала от 1 до 192 часов. Такие приборы применимы в ответственных производствах, где необходимо хранить диаграммы для подтверждения точного поддержания режимных параметров процесса. Одновременно такие приборы являются показывающими со стрелкой.

С бумажными и ленточными диаграммами работают как одноканальные, так и многоканальные регистраторы. Так, НПП “ЭЛЕМЕР” выпускает приборы для измерения (в частности с цифровым отсчетом показаний), регистрации и сигнализации температуры и других величин, значения которых преобразованы в унифицированный сигнал 4-20 мА и др. Скорость протяжки диаграммной ленты можно при необходимости изменять. Запись ведется, например, пишущими узлами фломастерного типа. Допустимая погрешность по измерению 0,25%,по регистрации 1%.

ОАО “ТЕПЛОПРИБОР” выпускает 6 и 12- канальные приборы Технограф для измерения, показания (цифровое табло) и регистрации на бумажной ленте сигналов от аналоговых датчиков технологических процессов (сочетание входных сигналов любое). Возможна аналоговая регистрация (справа от линии наносится номер канала). При цифровой регистрации печатается время, номера каналов и измеренные значения входных сигналов. Цикл регистрации от 10 до 600 с. Данные передаются в компьютер для дальнейшей обработки.

Самописцы с бумажной лентой выпускаются и другими отечественными и зарубежными фирмами. Например, СИМЕНС выпускает высокоскоростные самописцы до 12 каналов, с циклом измерения от 120 до 1500 мс.

Безбумажные видеографические регистраторы (НПФ ” СЕНСОРИКА”, г. Екатеринбург) реализуют практически все широко используемые в системах автоматизации функции:

- преобразование в цифровой вид информации от различных датчиков (до 48 аналоговых входов);

- регистрация (архивирование) информации;

- отображение текущей и архивной информации в различных формах-- графики, цифровая;

- функции учета, например часовые, суточные, месячные данные по расходу.

Кроме того, приборы могут осуществлять сигнализацию отклонений от уставок и позиционное и ПИД - регулирование.

Конструктивно прибор выполнен в виде корпуса, в котором устанавливается нужное количество блоков ввода-вывода. Прибор может работать с операторскими панелями и компьютерами в распределенных системах управления.

Видеопанели оператора представляют собой экран, на котором в различных формах отображается информация о процессе. Такие панели различного размера и функциональных возможностей выпускаю многие фирмы (от ОВЕН до СИМЕНС).

Ознакомление с принципами построения и функциональными возможностями устройств отображения информации позволяет сделать вывод, что их подавляющее большинство построено на цифровых технологиях и, по сути они сближаются с видеопанелями и монитором компьютера, который используется как автоматизированное рабочее место оператора системы управления.

Автоматические регуляторы

Автоматический регулятор на входе имеет информацию о текущем и заданном значениях регулируемой величины. Он выполняет следующие функции: вычисление отклонения, т.е. разности между текущим и заданным значениями регулируемой величины; вычисление в зависимости от отклонения управляющего воздействия в соответствии с законом регулирования.

Автоматические регуляторы классифицируются в зависимости от регулируемого параметра, используемой энергии, характера изменения регулирующего воздействия.

Современные регуляторы, как правило, являются универсальными. На их входы подается информация о любой измеряемой величине, преобразованной в унифицированный сигнал. Таким образом, выходной сигнал регулятора не зависит от того, какова регулируемая величина-температура, давление и т.д., однако в некоторых случаях выпускаются промышленные регуляторы для конкретной технологической величины, например, температуры.

В зависимости от источника используемой энергии автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы прямого и непрямого действия.

В регуляторах прямого действия одновременно с изменением регулируемой величины от объекта отбирается часть энергии, которая используется для работы регулятора и воздействия на его исполнительный механизм и регулирующий орган объекта. Таким образом, к регулятору энергия извне не подводится.

К регуляторам непрямого действия извне подводится энергия для работы самого регулятора и воздействия на исполнительный механизм.

По характеру изменения регулирующего воздействия автоматические регуляторы подразделяются на линейные и нелинейные.

Линейные регуляторы формируют свой выходной сигнал (регулирующее воздействие) в соответствии с одним из линейных законов регулирования: П- пропорциональный, ПИ - пропорционально-интегральный, ПИД – пропорционально-, интегрально - дифференциальный.