Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП) Исполнитель

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП)

Цель: изучение государственных систем промышленных приборов.

План;

1. Общие принципы построения ГСП.

2. Классификация приборов и устройств ГСП.

3. Типовые конструкции и унифицированные сигналы ГСП.

4. Агрегатные комплексы ГСП.

5. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации со­ставляет техническую основу для реализации информационно - управляющих систем в промышленной и непромышленной сферах народного хозяйства страны.

6. Принципы её ор­ганизации в значительной мере определяют содержание этапа проектирования техниче­ского обеспечения АСУ ТП в общем комплексе работ по созданию АСУ ТП.

 {spoiler=Подробнее}

1. Общие принципы построения ГСП.

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации осно­вана на стандартных внутренних и внешних связях, рациональной структуре и конструк­тивных формах в модульно - блочном построении её функциональных устройств и преду­сматривает их агрегатирование в комплексах измерительной, вычислительной, аналитиче­ской и других видов техники для построения систем информации, контроля, регулирова­ния и управления.

Цели управления, стоящие перед типовыми функциональными подсистемами, в отличие от общей цели управления достаточно просты и допускают почти строгую фор­мализацию. Формализация целей управления позволяет, в свою очередь, формализовать функциональный синтез этих подсистем, т. е. разработать типовой набор функций для ка­ждой подсистемы управления, обеспечивающий максимальную эффективность управле­ния.

Реализация типовых функций АСУ ТП осуществляется в ГСП аппаратными сред­ствами, иерархическая структура которых изображена на рис. 3.2. Средства 1-го уровня включает в себя датчики и исполнительные устройства. Средства 2-го и 3-го уровней вы­полняют функции программного управления, стабилизации режимов работы ТОУ и выво­да на режим, включая ручное управление и программно - логическое. Задачи исследова­ния ТОУ и оптимизации процесса управления решаются средствами 4-го уровня. С помо­щью этих же средств выполняются и функции представления информации и сервисные функции.

Одна из главнейших задач, решаемых комплексами ГСП, состоит в создании огра­ниченной номенклатуры унифицированных устройств, способных максимально удовле­творять потребности народного хозяйства. Сокращение номенклатуры средств автоматизации достигается объединением их в отдельные функциональные группы путём сведения функций этих устройств к ограни­ченному числу типовых функций. Оптимизация состава каждой группы обеспечивается разработкой параметрических рядов изделий. В основу ряда заложены более узкая спе­циализация выполняемых функций (типизация инструментальных методик измерения или метода преобразования информации), ограничения по видам и параметрам сигналов, не­сущих информацию о контролируемой величине или команде управления, ограничения по техническим параметрам изделий, пределам измерений, классам точности, параметрам питания и т.д. и, наконец, унификация конструктивного исполнения изделий. Существен­ное сокращение числа различных функциональных устройств достигается обеспечением их совместимости в автоматизированных системах управления. Концепция совместимо­сти, включающая в себя требования информационного, энергетического, конструктивно­го, метрологического, эксплуатационного сопряжений между изделиями ГСП, основана на последовательной унификации и стандартизации свойств и характеристик изделий.

Применительно к информационным связям термин « унификация» означает введе­ние ограничений, налагаемых на сигналы, несущие сведения о контролируемой величине или команде. При конструировании устройств ГСП принят блочно - модульный принцип построения изделий. Применение этого принципа делает приборы более универсальными, позволяет использовать при их создании рациональный минимум конструктивных эле­ментов. По защищенности от воздействия окружающей среды изделия ГСП подразделя­ются на следующие исполнения: обыкновенное, пылезащищенное, взрывозащищенное, герметическое, водозащищённое, защищенное от агрессивной среды. В зависимости от предполагаемых механических воздействий предусматривается обыкновенное и вибро­устойчивое исполнение.

2.Классификация приборов и устройств ГСП.

Устройства ГСП по роду используемой вспомогательной энергии носителя сигна­ла в канале связи, применяемой для приема и передачи информации и команд управления, делятся, на электрические, пневматические и гидравлические. В отдельных видах изделий ГСП могут быть использованы и другие виды энергии носителей сигналов (акустическая, оптическая, механическая и д.р.). В ГСП входят так же устройства, работающие без ис­пользования вспомогательной энергии (приборы и регуляторы прямого действия).

Устройства, питающиеся при эксплуатации энергией одного рода, образуют единую структурную группу в Государственной системе приборов, или «ветвь ГСП».

АСУ ТП, комплектуемые из приборов электрической ветви, имеют преимущество по чувствительности, точности, быстродействию, дальности связи, обеспечивают высо­кую схемную и конструктивную унификацию приборов. Обеспечивает возможность их непосредственной связи с УВМ.

Приборы пневматической ветви характеризуются безопасностью применения в легковоспламеняемых и взрывоопасных средах, высокой надёжностью в тяжёлых услови­ях работы, особенно при использовании в агрессивной атмосфере. Они легко комбиниру­ются друг с другом. Однако пневматические приборы уступают электронным в тех слу­чаях, когда технологический процесс требует больших быстродействий или передачи сиг­налов на значительные расстояния.

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

Состав и связи устройств, входящих в ГСП, приведены в табл.3.1.Расположение шести функциональных групп в табл.3.1 дано с точки зрения использования устройств этих групп в типовых АСУ ТП, по этому устройства представления информации операто­ру отнесены к изделиям «центральной части» ГСП, а устройство для приёма, преобразо­вания и передачи по каналам связи представлены на схеме двумя группами: группой уст­ройств преобразования информации для передачи по каналам связи и группой устройств преобразования и передачи команд управления.

3. Типовые конструкции и унифицированные сигналы ГСП.

Одним из важнейших принципов, лежащих в основе построения ГСП, является требование конструктивного сопряжения устройств в системах контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Высокая степень унификации достигнута в ряде групп изделий ГСП: в приборах для измерения температуры, датчиках теплоэнерге­тических параметров с силовой компенсацией, вторичных регистрирующих приборов се­рии КС, в исполнительных устройствах пневматической унифицированной системы СНУ и т.д.

С учётом особенности приборов различного функционального назначения унифициро­ванных типовых конструкций (УТК) подразделяются на две части: общепромышленную и приборную.

Общепромышленная часть УТК служит для компоновки аппаратуры промышлен­ной автоматики, технологических устройств, периферийных (для связи с объектом) средств управляющей вычислительной техники и других изделий ГСП, используемых в автоматизированных системах управления.

Приборная часть УТК предназначается для электроизмерительных и аналитиче­ских приборов, управляющей вычислительной техники, испытательных установок и про­чей аппаратуры.

При разработки отдельных частей комплекса проектировщики руководствуются следующими принципами:

—максимальный учет основных положений ГПС: унификация, агрегатирование, совмес­тимость;

—в номенклатуру УТК включается минимальное количество изделий ( их типоразмеров и исполнений), необходимых для решения всех задач, соответствующих назначению ком­плекса;

—учитываются функциональные назначения каждого изделия, условие его эксплуатации и хранении, взаимосвязь с устройствами других функциональных групп в автоматизиро­ванных системах управления; —предусматривается совместимость УТК с уже существующими изделиями.

Унифицированные сигналы (УС) ГСП - это сигнал дистанционной передачи информации с унифицированными параметрами, обеспечивающий информационное сопряжение (интерфейс) между блоками, приборами и устройствами ГСП.

Под унифицированным параметром УС ГСП понимается тот его параметр, который является носителем информации, а именно: значение постоянного или переменного тока или напряжения, или частоты, код, давление воздуха пневматического сигнала.

В зависимости от вида унифицированных параметров в ГСП применяют унифици­рованные сигналы четырех групп: 1) тока и напряжения электрические непрерывные; 2) частое электрические непрерывные; 3) электрические кодированные; 4) пневматические.

4.Агрегатные комплексы ГСП.

АК представляют собой группы устройств с высоким уровнем унификации. Они входят в ГСП полностью или частично.

Агрегатный комплекс есть совокупность изделий, взаимосвязанных между собой по функциональному назначению или области применения, конструкции основным пара­метром и технических данных. АК содержит технические и экономические обоснованную номенклатуру изделий созданных на единой конструктивной, элементной и технической базе, с использованием блочного принципа построения на основе базовых модулей и обеспечивает решение всех функциональных задач, соответствующих назначению ком­плекса.

Агрегатирование изделий ГСП в проблемно - ориентированные в комплексы явля­ются, одним из важнейших принципов построения ГСП. Это означает построение функ­ционально более сложных устройств из ограниченного набора более простых изделий (модулей) методов «наращивание и стыковки» простых изделий на основе функциональ­ной, информационной и конструктивной совместимости.

В ГСП реализуются два структурно различных пути агрегатирования (рис.3.4.); —за счет агрегатного соединения унифицированных модулей и блоков на основе общей унифицированной базовой конструкции или нескольких конструкций; —за счет использования унифицированных типовых конструкций.

Отдельных агрегатных комплексов ГСП:

—агрегатный комплекс средств электроизмерительной техники (АСЭТ); —агрегатный комплекс средств неразрушающего контроля (АСНК); —агрегатный комплекс средств контроля и регулирование (АСКР - ЭЦ); —агрегатный комплекс электрических средств регулирования в микроэлектронном исполнении(АКЭСР);

—комплекс технических средств для локальных информационно - управляющих систем (КТС ЛИУС-2);

—микропроцессорные   средства  диспетчеризации,   автоматики,  телемеханики   (Микро ДАТ).

Вопросы:

1.В чем заключается одна из главнейших задач, решаемых комплексами ГСП?

2.Перечислите виды ГСП по роду используемой энергии? З.Для чего предназначена приборная часть УТК? 4.Что такое агрегатный комплекс?

Литература:

1. «Элементы систем автоматического управления и контроля.» Н.И. Подлесный, В.Г. Рубанов.

{/spoilers}