Системы автоматического контроля
Система автоматического контроля устанавливает соответ- ствие между состоянием объекта контроля и заданной нормой без непосредственного участия человека. Соответствие может уста-
навливаться для данного или для будущего состояния (прогнози- рующий контроль).
Автоконтроль освобождает человека от утомительных рутин- ных операций в самых разнообразных сферах его деятельности: на транспорте, в сельском хозяйстве, при научных исследовани- ях, обучении и т.д.
Необходимым условием осуществления автоконтроля в лю- бом его применении является знание установленной нормы. Норма может быть выражена в количественной или качественной форме.
Функции систем автоконтроля. При автоконтроле, в отли- чие от автоматических измерений, нет необходимости знать чис- ленные значения контролируемых величин, достаточно устано- вить значения абсолютного или относительного допуска на от- клонение от нормы (например, не больше чем на 5, 10, 20% или на 10... 15%).
Отклонение за пределы установленной нормы вызывают пре- дупредительный, аварийный или другие сигналы. Формирование таких сигналов является одной из главных функций авто- контроля.
Система автоматического контроля – это комплекс устройств, осуществляющих автоматический контроль одной или большого количества величин, требующих значительной обра- ботки информации для суждения об отклонении от установлен- ной нормы, например, обработка изделий в результате статисти- ческой отработки результатов контроля.
Промышленные системы автоматического контроля различа- ют в зависимости от того, что в них контролируется: сырье, гото- вая продукция, процесс производства или процесс эксплуатации.
В реальных системах устанавливаемое допустимое отклонение от нормы, например в процентах, во много раз больше погрешно-
стей измерительных систем (5...20% вместо 0,2...2,5%), поэтому информационная емкость систем автоматического контроля соот- ветственно меньше, т. е. по сравнению с измерительными в них имеют место «сжатия» информации. В подавляющем большинстве случаев системы автоматического контроля совмещают функции контроля иизмерения, так как являютсяконтрольно- измерительными системами.
Структуры систем контроля. Структурные схемы систем ав- томатического контроля большого количества величин приведе- ны на рис. 6.11.
Д ФС
Н
а
Д1
SW ФС SW
SW
Н Н
б
Рис. 6.11. Структурные схемы систем автоматического контроля
с аналоговой нормой: а – с одним коммутатором; б – с двумя коммутаторами
На рис. 6.11 а, б контролируемые величины в норме выража- ются в аналоговой форме. В отличие от рассмотренных ранее си- стем (см. рис. 6.9) здесь на элемент сравнения подается не мера, а норма, кроме того, на выходе сравнивающего устройства вклю- чено устройство формирования сигналов ФС, формирующее сиг- нал отклонения от заданной нормы, который отражается и (или) записывается.
Д1
SW B2
Дn
Н
а
Д1 B1
SW SW
Дn B2
Н
б
Рис. 6.12. Структурная схема многоточечной системы автоматического контроля: а – с одним коммутатором; б – с двумя коммутаторами
Схема на рис. 6.12, а может быть реализована с параллельным или последовательным сбором информации.
В первом случае она выражается в n параллельно работающих каналах автоконтроля с n датчиками, n элементами сравнения, n установками (нормами), n узлами ФС и n устройствами отобра- жения информации. В отличие от этого при последовательном сборе информации на выходе n датчиков и на входе n установок включаются коммутаторы, работающие синхронно и синфазно (рис. 6.12, б).
В системах автоконтроля, реализуемых по схеме на рис. 6.12, норма должна храниться в аналоговой форме, что связано с тех- ническими трудностями. Для устранения этого недостатка хране- ние нормы осуществляется в цифровой форме (магнитная и дру- гая запись), а между устройством хранения нормы и элементом сравнения включается цифроаналоговый преобразователь (рис. 6.13, а).
Возможен и другой вариант хранения нормы в цифровой форме, но с аналого-цифровым преобразователем на выходе дат- чиков и устройством сравнения в цифровой форме, например в виде дешифраторакодов (рис. 6.13, б).
Системы автоматического контроля часто выполняют допол- нительные функции, не имеющие прямого отношения к авто- контролю. К ним относятся:
промежуточные преобразования сигналов;
формирование тестовых (испытательных) сигналов;
операция счета(изделий и т.п.);
измерения (аналоговые или цифровые);
математическая обработка результатов контроля для прогно- зирования и выполнения других операций;
диагностические функции.
ФС
а
а
ФС
Н
б
Рис. 6.13. Структурные схемы систем автоматического контроля с включением цифроаналогового (а) и аналого-цифрового (б)
преобразователей