ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРИБОРОВ

И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

Государственная система промышленных приборов и средств ав­томатики (ГСП) определяет направление в развитии отечественного приборостроения, обеспечивающее повышение технического уровня приборов, средств автоматики, ускорение темпов внедрения информа­ционных и автоматических систем управления производством всех отраслей народного хозяйства.

ГСП—это совокупность приборов и устройств, охватывающих всю номенклатуру отечественного приборостроения, в состав которой должны входить системы контроля и регулирования технических про­цессов, системы устройства вычислительной техники и приборов контроля параметров по основным отраслям отечественного приборо­строения.

ГСП строится по блочно-модульному принципу, позволяющему из сравнительно небольшого числа блоков и модулей создавать ра­ционально ограниченные ряды приборов широкого применения, не­обходимых для автоматизации.

По функциональному признаку все блоки и приборы, входящие в ГСП, делятся на четыре группы устройств:

1) получения нормированной информации о состоянии процесса;

2) приема, преобразования и передачи информации по каналам связи;

3) преобразования, хранения и обработки информации и форми­рования команд управления;

4) использования командной информации для воздействия на процесс или для представления ее оператору.

В первую группу входят первичные измерительные преобразова­тели, которые вместе с нормирующими устройствами, формирующи­ми унифицированный, пропорциональный измеряемой величине сиг­нал, образуют датчики измерительной информации.

Во вторую группу входят коммутаторы измерительных цепей, преобразователи сигналов и кодов, шифраторы и дешифраторы, со­гласовательные устройства, а также устройства телесигнализации, телеизмерения и телеуправления.

В третью группу входят усилители, преобразователи и анализа­торы сигналов и кодов, логические устройства памяти, регистрирую­щие устройства, задатчики, регуляторы, управляющие вычислитель­ные комплексы и устройства.

К четвертой группе относятся исполнительные механизмы, пока­зывающие, самопишущие и печатающие приборы, а также графопо­строители и мнемосхемы.

Для согласования взаимодействия отдельных приборов и устройств предусмотрена стандартизация: параметров входных и выходных сигналов, источников энергии; присоединительных разме­ров для соединения приборов и присоединения к источникам пита­ния; основных монтажных размеров приборов; материалов, необхо­димых для работы приборов (диаграммной, магнитной ленты, перфо­ленты, бланков, различных реактивов и др.).

Получение контрольной информации о ходе технологических про­цессов возможно, если эта информация будет условно, но вполне однозначно связана с какой-то физической величиной (параметром). Такая физическая величина, вещественная или энергетическая, условно выбранная для передачи необходимых сведений, называет­ся сигналом. В измерительной технике и автоматике в качестве сигналов применяют преимущественно энергетические величины, так как они позволяют осуществлять передачу информации на расстоя­ние, преобразование, сравнение и получение новых сигналов. Сигна­лы могут быть непрерывными и прерывными (дискретными). Во втором случае их длительность ограничена некоторыми заданными значениями и может быть постоянной или переменной.

В зависимости от рода энергии, используемой от вспомогатель­ного источника для формирования сигнала, ГСП разделяется на вет­ви—электрическую, пневматическую и гидравлическую. Кроме того, существует ветвь приборов и устройств без источников вспомогатель­ной энергии. Энергия для образования сигналов у данной ветви от­бирается от контролируемой среды.

Очевидно, что не все приборы и средства автоматизации могут быть отнесены к ГСП, хотя их широко применяют и в дальнейшем будут использовать в промышленности.

Приборы, не входящие в ГСП, должны соответствовать ее требо­ваниям к техническим и эксплуатационным характеристикам и кон­структивным особенностям.

Конструктивной базой для монтажа элементов, модулей устройств и агрегатов ГСП являются унифицированные типовые конструкции (УТК). В качестве базовой системы логических элементов электри­ческих ветвей ГСП широко используют комплексы унифицированных логических элементов. Типовой логический (унифицированный) мо­дуль выполнен в виде кассеты, состоящей из печатной платы, на которой располагаются отдельные компоненты схемы.

Принципы, положенные в основу создания ГСП, позволяют из групп функциональных устройств образовывать системы средств автоматизации, охватывающие все звенья получения, передачи, об­работки и использования информации, из которых могут создаваться разнообразные информационные системы, системы контроля, регули­рования и управления.

В последнее время ведутся работы по созданию ряда агрегатированных комплексов приборов и устройств различного назначения, представляющих собой рациональные ряды функционально закон­ченных блоков и устройств, а также модулей и узлов, для построе­ния информационно-измерительных аналитических, испытательных и управляющих систем на основе базовых конструкций, унифициророванных сигналов, метрологической и эксплуатационной совмести­мости.

ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕТВЕЙ ГСП

Как указывалось, в зависимости от рода используемой вспомога­тельной энергии устройства образуют соответствующие ветви ГСП - электрическую, пневматическую и гидравлическую.

Электрическая ветвь представляет собой ряд приборов и средств автоматизации, в которых в качестве внешней энергии ис­пользуется электрическая, а энергетическим носителем информации является электрический сигнал. Такая ветвь наиболее универсальна, обладает высокой чувствительностью, точностью, быстродействием и дальностью связи.

Пневматическая ветвь представляет собой ряд приборов и устройств (датчики, преобразователи, позиционеры, регулирующие устройства, исполнительные механизмы), в которых в качестве ис­точника внешней энергии используется сжатый воздух, а энергетиче­ским носителем информации является пневматический сигнал. Эта ветвь характеризуется безопасностью в легковоспламеняющихся и взрывоопасных средах.

В приборах и устройствах гидравлической ветви источни­ком внешней энергии, а также энергетическим носителем информа­ции являются гидравлические сигналы, создаваемые минеральными маслами (веретенное, турбинное, трансформаторное и др.) и водой.

Гидравлические приборы позволяют получить точные перемеще­ния исполнительных механизмов при больших усилиях.

По характеру выходных сигналов различают аналоговые и ди­скретные устройства. В электрических аналоговых устройствах в ка­честве несущего информацию параметра непрерывного сигнала ис­пользуют значения силы тока или напряжения, а также частоты ил» фазы (при переменном токе); в дискретных — число импульсов ила их сочетаний с различными признаками (код).

Практически в автоматизированных системах используют ком­бинированные устройства (электропневматические, электрогидравли­ческие, пневмогидравлические). Поэтому приведенное понятие-«ветвь» имеет несколько условный, классификационный характер. Связь электрических, пневматических, гидравлических приборов осу­ществляется с помощью преобразователей сигналов.

Унифицированные параметры входных и выходных сигналов при­ведены ниже.