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 серий КС, в исполнительных устройствах пневматической унифицированной системы СНУ и т.д.

В настоящее время разработан комплекс унифицированных типовых конструкций (УТК), обеспечивающий нормализацию габаритных и присоединительных размеров и введение типовых конструкций для изделий "центральной части" ГСП и некоторых периферийных устройств [1]. С учетом особенностей приборов различного функционального назначения 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 и вычислительной техники, испытательных установок и прочей аппаратуры.

При разработке обеих частей комплекса проектировщики руководствуются следующими принципами:

· максимальный учет основных положений ГСП: унификация, агрегатирование, совместимость;

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

· учитываются функциональное назначение каждого изделия, условия его эксплуатации и хранения,

· взаимосвязь с устройствами других функциональных групп в автоматизированных системах управления;

· предусматривается совместимость УТК с уже существующими изделиями.

Кроме того, учитывается необходимость большой динамичности разрабатываемого комплекса, обеспечивающей постоянное распространение области использования УТК на новые группы приборов.

Одновременно соблюдается требование относительной устойчивости УТК, чтобы внедрение новых изделий не вызывало принципиальных изменений в других частях комплекса и, главное, не нарушало конструктивной совместимости изделий.

Структура описываемого комплекса УТК установлена ГОСТ 20504.81 (рис. 1.7). Условно типовые конструкции разделяют на категории нулевого, первого, второго и третьего порядков. Отношения, установленные между различными категориями (рис. 1.2), отражают современные принципы агрегатирования.

Так, составные части изделий, выполненные на базе типовых конструкций низшего порядка, могут последовательно устанавливаться в любую из типовых конструкций более высокого порядка, образуя в конечном итоге конструктивно законченные приборы и устройства. Такая взаимозаменяемость обеспечивается согласованием размеров конструкций разного порядка.

Изделия УТК нулевого и первого порядков предназначены для построения унифицированных элементов (субблоков). Из элементов первого и второго порядков собираются функциональные блоки, из которых в свою очередь комплектуются изделия третьего порядка.

Рис. 1.7. Структура комплекса унифицированных типовых конструкций ГСП

При монтаже изделий УТК обычно используются два способа компоновки: поступательное перемещение составных частей в одном, двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях; поворот плоских или объемных составных частей вокруг одной или нескольких параллельных осей.

В настоящее время в качестве основной номенклатуры УТК принята типовая конструкция монтажных вдвижных плат, блочных и комплектных вставных каркасов, контейнеров, кожухов, шкафов, стационарных стоек, столов, секций щитов и пультов, а также частичные, блочные и комплектные каркасы (вставные и приборные), стационарные настольные и передвижные стойки.

Экономическая эффективность от внедрения УТК связана с уменьшением объема работ и сроков создания новых приборов, с увеличением серийности производства, сокращением сроков изготовления и снижения стоимости аппаратуры путем централизованного производства УТК. Сквозная унификация деталей и сборочных единиц во всем комплексе обеспечивает возможность модернизации АСУ ТП во время эксплуатации путем замены блоков, приборов и устройств на однотипные [3].

Унифицированный сигнал (УС) ГСП - это сигнал дистанционной передачи информации с унифицированными параметрами, обеспечивающий информационное сопряжение между блоками, приборами и установками ГСП. Унификация не распространяется на сигналы внутри отдельных устройств.

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) частотные электрические непрерывные; 3) электрические кодированные; 4) пневматические.

Каждая группа УС ГСП определяется соответствующим государственным стандартом. В качестве примера в табл. 1 приведены основные виды унифицированных аналоговых сигналов ГСП.

Таблица 1

Основные виды унифицированных аналоговых сигналов

Преимуществами унифицированных сигналов постоянного тока являются малая зависимость выходного сигнала от сопротивления нагрузки и линии связи, отсутствие влияния активных параметров линии связи, возможность фильтрации помех и наводок переменного тока.

Однако для передачи информации на большие расстояния с высокой точностью и надежностью более приемлемы частотные и кодированные (шифрованные) сигналы. Для частотных электрических непрерывных сигналов определены номинальные значения и диапазоны изменения частоты, амплитуды, длительности импульсов (пауз). Сигналы электрические кодированные, применяемые в электрических вычислительных и управляющих машинах, устройствах цифровой автоматики и телемеханики, имеют нормирование видов кодов, скачкообразных изменений сопротивления цепи, номинальных амплитуд импульсов, длительности импульсов и пауз между ними, дискретных значений фазовых сигналов.

Для унифицированных пневматических сигналов рабочий диапазон изменения входных и выходных сигналов определен в пределах 2-10 Н/м² при номинальном значении давления питания 14 Н/см²

Унифицируют и вещественные виды носителей информации.