Автоматизация технологических процессов книга

сигналов цифровой и аналоговой передачи данных. Устройство индикации показывает значение измеряемого параметра.

На рис. 8.10 показана блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока.

ПАП - цифро-аналоговый преобразователь - преобразует цифровой код в сигнал тока датчика. Полевой транзистор слу­ жит для стабилизации напряжения питания схемы. Сопротивле­ ние Ri служит для контроля значения тока в цепи.

При создании нового поколения интеллектуальных датчиков потребовалось наряду с передачей аналоговой информации пере­ давать и цифровые данные. С этой целью был разработан специ­ альный протокол Highway Addressable Remote Transducer - так называемый HART-протокол.

Передача данных в HART-протоколе осуществляется с

помощью частотной модуляции, в соответствии с широко рас­ пространенным стандартом Bell 202. Цифровая информация пе­ редаётся частотами 1200 Гц (логическая 1) и 2200 Гц (логиче­ ский 0), которые накладываются на аналоговый токовый сигнал (рис. 8.11).

Частотно-модулированный сигнал цифровых данных при применении соответствующей фильтрации не влияет на основ­ ной аналоговый сигнал 4...20 мА. Скорость передачи данных для

HART составляет	1,2 кбит/с.
На рис. 8.12	показана блок-схема датчика, использующего
Н ART-протокол.

Модем 1 преобразует цифровой код в частотно-модулиро­ ванный сигнал, который поступает на формирователь сигнала, и далее через ЦАП на выход датчика.

Рис. 8.10. Блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока

121

я

ч

о

I

о

5с

I

U

1

о

а

а

о

•§•

а.

а

-«-»

оо

о

Рис. 8.12. Блок-схема датчика, использующего HART-протокол

Рис. 8.13. Внешний вид интеллектуального датчика давления с HART-комму- никатором

Помимо передачи сигнала от датчика о величине давления на датчик могут передаваться управляющие сигналы. С помощью этих управляющих сигналов может быть осуществлена калиб­ ровка датчика. При этом модем 2 преобразует частотные посыл­ ки («1» «О») в цифровой код.

На рис. 8.13 показан внешний вид интеллектуального датчика давления с HART-коммуникатором.

Глава 9

ОС Н О В Н Ы Е П О Н Я Т И Я Т Е О Р И И

АВ Т О М А Т И Ч Е С К О Г О У П Р А В Л Е Н И Я

9.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Технологические процессы, осуществляемые на предприятиях нефтяной и газовой промышленности, обычно представляют в виде динамических систем, поведение которых во времени опре­ деляется такими параметрами, как температура, давление, расход, уровень, концентрация и др. При нормальном протекании про­ цесса эти параметры принимают определенные, так называемые номинальные значения.

Указанные параметры могут отклоняться от номинальных значений в силу ряда внешних причин (изменение расхода и со­ става сырья, параметров тепло- и хладагентов и др.) или явле­ ний, протекающих в самом аппарате (условий передачи тепла через поверхность и др.). Это приводит к нарушению технологи­ ческого процесса и, как следствие, к снижению количества и ка­ чества получаемой продукции.

В связи с этим для нормального протекания процесса им не­ обходимо управлять.

Управление - это целенаправленное воздействие на техноло­ гический объект управления (ТОУ), которое обеспечивает его функционирование и качественно оценивается величиной крите­ рия управления.

Критерии могут иметь технологическую или экономическую природу (производительность технологической установки, себе­ стоимость продукции и т.п.).

Регулирование - частный случай управления, используемый в локальных системах и означающий стабилизацию технологиче­ ского параметра, т.е. поддержание выходных параметров объекта

124

Рис. 9.5. Структурная схема регулиро­ вания по комбинированному принципу

В противном случае применяют системы связанного регулиро­ вания, в которых регуляторы различных параметров одного тех­ нологического объекта связаны между собой внешними связями (вне объекта) с целью ослабления взаимного влияния регули­ руемых параметров. Такая система связанного регулирования называется автономной.

4. По назначению (характеру изменения задающего воздейст­ вия) САР подразделяются на системы стабилизации, системы программного управления и следящие системы.

Системы стабилизации предназначены для поддержания ре­ гулируемого параметра на заданном значении, которое устанав-

сов с определенным периодом их чередования. Период появле­ ния импульсов задается принудительно. Входной величине про­ порциональна амплитуда или длительность импульсов на выходе.

Введение импульсного звена освобождает измерительное уст­ ройство системы от нагрузки и позволяет применять на выходе маломощное, но более чувствительное измерительное устройство, реагирующее на малые отклонения регулируемого параметра, что приводит к повышению качества работы системы.