11.3. Автоматичний контроль

Обидва терміни - "вимірювання" і "контроль" - є дуже близькі і взаємопов'язані. Виконуючи вимірювання якої-небудь фізичної величини, ми отримуємо інформацію про її кількісне значення. Це дає змогу нам міркувати про біжучий стан об'єкту і приймати певні заходи його регулювання, налагодження або ремонту.

Процес контролю зводиться до перевірки відповідності об'єкту згідно встановлених технічних вимог. При цьому суть контролю полягає у проведенні двох основних операцій:

• отримання інформації про фактичний стан деякого об'єкту, про ознаки і показники його властивостей (первинна інформація);

• співставлення первинної інформації із наперед встанов­леними вимогами, нормами, критеріями, тобто виявлення відпо­відності чи невідповідності фактичних значень параметрів, які вимагаються (отримання так званої вторинної інформації). Раніше встановлені вимоги до об'єкту контролю можуть бути подані або у вигляді зразкового виробу (така форма досить часто зустрі­чається при контролі розмірів у машинобудуванні), або частіше у вигляді переліку визначених параметрів (властивостей) і значень цих параметрів з вказівкою полів допуску. Ці вимоги, які повинні задовольняти контрольований об'єкт, визначають якісно різні області його стану. Граничні значення областей стану контро­льованого параметру у подальшому будемо називати нормами.

Таким чином, при контролі завжди необхідно виконувати операцію порівняння, як і при вимірюванні. Відмінність полягає у тому, що при вимірюванні порівнюють з одиницею певну визна­чену фізичну величину з метою отримання кількісної інформації, а при контролі фізичний параметр порівнюють з його нормою з метою встановлення відхилень даного параметру, тобто для отримання інформації про якісні характеристики контрольованих об'єктів, які будуть виражені у вигляді деякого твердження.

Найпростіший контроль складається з визначення і знаход­ження контрольованого параметру у допустимих межах. Резуль­тат контролю у цьому випадку виражається твердженням "даний контрольований параметр об'єкту знаходиться у нормі" або "не у нормі".

Такий вид контролю дуже широко поширений при технічному контролі деталей або виробів у промисловості. У тому випадку, коли для контрольованого параметра визначають декілька (більше двох) можливих областей його стану і відповідно формують декілька граничних значень (норм), у результаті контролю отримуються твердження "контрольований параметр знаходиться у такій-то зоні його можливого стану". Такий контроль засто­совують при забракуванні виробів за сортами, групами, класами. Якщо у загальному випадку об'єкт контролю характеризується декількома параметрами, для кожного з них встановлюються області допустимих станів. На основі аналізу співвідношень параметрів і граничних значень визначається стан об'єкту конт­ролю у цілому.

Однією з галузей практичного застосування методів і засобів контролю є технічна діагностика, яка характеризується тим, що крім встановлення факту, "що контрольований об'єкт у нормі" або "не у нормі" для відновлення нормального стану об'єкту потрібно виявити ті його елементи (блоки, вузли і Т.Д.), які стали причиною неправильного функціонування об'єкту контролю.

Операції контролю можуть виконуватися як з участю людини, так і без її участі, тобто автоматично. Сукупність технічних, засобів за допомогою яких виконуються операції автоматичного контролю, називаються системами автоматичного контролю. Дані системи є однією із основних ланок систем більш високого порядку - систем автоматичного керування (САК) або автоматизованих систем керування технологічними процесами (АСК ТП).

Приймаючи до уваги описані вище функції контролю, можна подати узагальнену структурну схему системи автоматичного контролю, що складається із вимірювальних перетворювачів, пристроїв порівняння контрольованих параметрів із нормою та пристроїв отримання вторинної інформації, а також пристроїв видачі результатів контролю і керування. Вся інформація, що отримується та обробляється у системі, може бути подана в аналоговій і цифровій формах.

У подальшому всі операції можуть бути покладені на обчислювальну машину. В результаті використання ЕОМ у системі автоматичного контролю узагальнена структура її матиме вигляд, який буде аналогічним структурі, яка приво­диться на рисунку 11.6, хоча склад вузлів підсистеми та їх кількість можуть змінюватися за різними варіантами. Наведемо варіант побудови системи автоматичного контролю (рис. 11.8.), який складається з декількох підсистем: комутації і зв'язку 1, вимірювальних перетворювачів і генераторів випробовувальних дій 2, узгоджувальних перетворювачів З, операційної підсистеми 4, вводу-виводу інформації 5.

Структура системи контролю базується на багаторівневому перетворенні інформації, коли параметри об'єкту контролю перетворюються в уніфіковані електричні сигнали з наступним їх перетворенням у цифровий код і обробкою на ЕОМ.

У ряді випадків аналіз працездатності об'єкту контролю повинен виконуватись у неробочому стані останнього. Наприклад, аналіз параметрів автоматизованої лінії у її передробочому стані. Працездатність об'єкту у цьому разі оцінюється шляхом впливу на об'єкт (на його визначені точки або вузли, елементи) спеціально сформованих системою контролю випробувальних (стимулюючих) сигналів і сприйняття відповідних реакцій об'єкту на ці сигнали. Шляхом обробки отриманої інформації від об'єкту виробляється твердження про його працездатність. Формування випро­бовувальних дій здійснюється спеціальними генераторами, які керуються від ЕОМ. Коротко розглянемо основне призначення складових частин, які входять у цю систему:

Підсистема комутації і зв'язку служить для безпосереднього підключення системи до об'єкту контролю. Залежно від умов зв'язок може здійснюватися за допомогою провідникових або кабельних ліній або шляхом використання високочастотного каналу. До складу підсистеми комутації входять пристрої комутації контрольованих сигналів і стимулюючих сигналів на об'єкт контролю.

Підсистема вимірювальних перетворювачів і генераторів випробовувальних дій містить перетворювачі різних фізичних величин, нормалізатори їх вихідних сигналів в уніфіковані електричні сигнали, а також генератори випробовувальних сигналів, які формують дії на об'єкт контролю.

Підсистема узгоджувальних перетворювачів складається з перетворювачів уніфікованих аналогових сигналів у код (АЦП для сигналів напруги, струму і частотно-цифрові перетворювачі для частотних систем) і зворотніх перетворювачів код-аналог для формування випробовувальних дій.

Операційна підсистема за виконуваними функціями і внутріш­ньою структурою складає собою спеціалізовану обчислювальну машину, яка може бути виконана на мікропроцесорних комп­лектах ВІС.

До підсистеми вводу-виводу інформації входять пристрої, які забезпечують зв'язок оператора із системою (пульт керування, дисплеї, принтери та інше), пристрої реєстрації інформації, зовнішні довготривалі запам'ятовуючі пристрої, а також засоби підготовки і вводу програм, наприклад, програм керування ЕОМ (завантажувачі, асемблер, редактори, монітор і т.д.). Принципи спряження ЕОМ з іншими підсистемами базується на засто­сування стандартних каналів передачі даних.