6. Емкостные преобразователи. Назначение, примеры применения.

Емкостные преобразователи представляют собой конденсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины.

Емкость конденсатора с параллельными пластинами: ,S ‒ площадь пластин, δ ‒ расстояние между ними.

Емкость цилиндрического конденсатора: ,L ‒ длина зоны перекрытия двух цилиндров. Если внутренний цилиндр способен вдвигаться внутрь внешнего цилиндра и выдвигаться из него, на основании такой конструкции можно реализовать датчик перемещений, обладающий линейной зависимостью между емкостью и перемещением.

Измерение уровня воды

.

С₁ ‒ емкость части датчика, свободной от воды;

С₂ ‒ емкость части датчика, заполненной водой

Измерение влажности. Диэлектрический слой между пластинами конденсатора выполняется из гигроскопичного материала. Такой диэлектрик поглощает молекулы воды и в соответствии с их количеством меняет диэлектрическую константу. Согласно уравнению это приводит к изменению емкости датчика, что может быть достаточно точно измерено. По полученному значению и определяется относительная влажность

7. Тепловые преобразователи. Области применения, примеры применения.

8. Мост постоянного тока. Назначение, область применения, расчет моста.

9. Индуктивные преобразователи. Конструкция, примеры применения.

10. Оперативное ЗУ и двумерный способ адресации запоминающих устройств.

11. Классификация измерительных преобразователей.

12. Индукционные преобразователи. Принцип действия, примеры применения.

13. Сигналы дистанционной связи в системах автоматизации.

14. Унифицированные сигналы связи. Нормирующие преобразователи.

15. Реостатные преобразователи, схемы включения, функции преобразования, область применения.

16. Фотоэлектрические преобразователи, принцип действия, варианты применения.

17. Методы восстановления цифровых сигналов. Метод Хемминга. Пример коррекции ошибки передачи цифрового сигнала.

18. Понятие об интерфейсах связи. Типы интерфейсов.

19. Способы борьбы с помехами в каналах передачи цифровых сигналов.

20. Способы передачи отдельных слов цифровой информации.

21. Принципы обмена цифровой информацией. Виды линий связи.

22. Способы обработки полезного сигнала с наложенной помехой. Программная реализация фильтра низких частот.

23. Гальваническая изоляция цепей источников и приемников электрических сигналов.

24. Продольная помеха в линиях связи. Причины возникновения и способы борьбы с ней.

25. Поперечная помеха в линиях связи. Причины возникновения и способы борьбы с ней.

26. Принцип подключения дискретных датчиков к модулям УСО. Приведите пример подключения к модулю ввода дискретных сигналов Р-130.

27. Принцип подключения дискретных нагрузок к модулям УСО. Приведите пример подключения к модулю вывода дискретных сигналов Р-130.

21. Принципы обмена цифровой информации. Виды линий связи

При организации обмена информации с абонентом необходимо определится какой тип обмена будет использоваться.

Три вида обмена цифровой информацией:

1) Информационный обмен с сетью транзит. В этом типе обмена информация циркулирующая в сети собирается алгоритмами «ввод интерфейсный» блока шлюза и передается в том виде в котором информация циркулирует в сети транзит. Абонент должен решить какой вид сигнала был получен, какое количество сигналов и в каком порядке. Параметры задаются при программировании блока шлюза и соблюдаются абонентом. При обратной передачи информации от абонента в сеть Транзит абонент должен выставить информационное сообщение в том же порядке в каком оно будет считано алгоритмами ввод интерфейсный. Следует учесть, что информационный пакет от абонента будет добавлен в поток информации сети транзит с номером равным системному номеру блока шлюза.

2) Оперативное управление контроллерами в сети Транзит. В этом типе обмена программирование блока шлюза не требуется, кроме системного номера и приборных параметров. Абонент выступает в роли лицевой панели всех блоков контроллера находящихся в сети и может выполнять такие же действия по организации оперативного управления как и технолог оператор, с помощью клавиш лицевой панели. Абоненту доступны функции: чтении входных и выходных сигналов и параметров настройки; установка настроечных значений; непрерывное получение информации с контура управления. Для организации оперативного управления следует установить приборные параметры. Если нужно контролировать ход технологического процесса с возможностью изменения вида управления и задания контура то устанавливаем информационный режим работы. Если нужно изменять параметры настройки, организовывать непрерывную связь для получения информации из контуров сети Транзит то – командный режим работы.

3) Тестирование сети Транзит. В этом режиме абонент посылает специальный запрос в ответ на который получает два байта информации, в котором номер каждого бита привязан в соответствии с возможным номером контроллера. Если бит равен единице то контроллер в сети с этим номером существует, если нулю то контроллер не существует или отключен.

Виды линий связи.

1. сетевой канал – с помощью него шлюз включается в сеть транзит по тем же правилам по которым в эту сеть включают блок контроллера Р-130.

2. Абонентский канал - через него шлюз соединяется средствами верхнего уровня

Модели блока контролера

Лицевая панель представляет собой для которой программируется вх сигналы (на светодиодах и цифровых индикаторах) и вых сигналы (сигналы режимов управления и ошибок) Программирование осуществляется с помощью программы «оперативнргй контроль».

# Регулирующая модели БК

Назначение Рег. модели БК – это оперативное управление контурами регулирования. В данной модели предусмотрено:

а) контроль вел-ны задания

б) контроль вх, вых значение величин регулятора, величин программного задатсика и ошибок контура регулирования.

г) установка и контроль режимов управления

д) выбор вида и управление задатчиками

Вид управления текущим реж контроллера:

а)РУ ручное управление позв передавать установки с помощью клавиш лицевой панели

б)ДУ дистанционное управление сигн управления формируется не регулирующим алг. А любым другим (пр ВИН)

в)ЛУ локальное управление режим стабилизации технического параметра

г)КУ каскадное упр позволяет создать схему управления с двумя регуляторами (ведущем и ведомым) для улучшения качества переходного процесса.

Вид задания

а)РЗ ручное задание с помощью клавиш лицевой панели

б)ВЗ внешнее задание с любого алгоритма в том числе и от ВИН.

г)ПЗ программное задание формируется с помощь спец алгоритмов (программное задание ПРЗ) которое формирует сигнал задания с заранее заданной его траектории во времени.

# Логическая модель блока контроллера

Предназначена для контроля логических программ

Поле «контроль лог сигналов» предназначен для контроля состояния любых логически сигналов в прграме (используя алгоритм ДИК «дискретный контроль») если значение сигнала «1» то загорается соответствующий индикатор.

Индикатор «порог» показывает номер лог программы с которой работает оператор

Общее число логических программ определяется кол–вом алг ОКЛ (оперативный контроль лог программой) до 4.

На 4х разрядном индикаторе «ЭТАП ШАГ» можно контролировать следующие сигналы:

а) в режимах Z1-Z4 контрол произвольные сигналы, подключенные к соотв вх ОКб

б) Nэт номер этапа контролируется №этапа и№ текущего шага этого этапа.

в) ти режим контроля времени оставшиеся до конца текущего шага.

г) ОП ошибка программы контр наличие ошибок логической программы.

Возможные сост логической программы:

«ПУСК» в этом сост лог программа выполняется шаг за шагом счётчики контроль времени вкл горит «ПУСК»

«СТОП» в этом сост вых всех шагов и счётчиков заморожены горит «СТ»

«СБРОС» в этом сост вых всех шагов и счётчиков контр врем обнулены и заморожены горит «СБРОС»

«ОЖИДАНИЕ» состояние похожее на «СТОП» отличие в том что, если состояние «СТОП» программа переходит по команде оператора или абонента, то в состоянии «ОЖОДАНИЯ» переходит в случае когда время контр шага истекло условие выполнения шага не реализовалась указан переход несуществующий этап.

«ШАГ» пошаговое выполнение программы. Программа выполняет 1 шаг и останавливается.

«КОНЕЦ ПРОГРАМЫ» в это состояние переходит программа, когда выполн последний шаг последнего этапа и незапрограмирован переход а следующему этапу.

#Непрерывно дискретная модель контроллера

Данная модель обеспечивает оперативное управление контуром регулирования и логическими программами т.е. совмещает в себе функции регулир и логической модели.

Количество непр дискретных программ только 1 т.к. можно использовать только 1 алгоритм ОКД.

3 режима работы

Режим логического управления для организации такого режима необходима запрограммировать алгоритм «Шаговая программа» как в логич модели.

Информационный режим для организации такого режима необходима запрограммировать один из алгоритм группового управления:

Груп управление вх аналог сигн (ГРА)

Груп управление вых аналог сигн (ГРУ)

Груп управление вх дискретн сигн (ГВД)

Груп управление вых дискретн сигн (ГДВ)

Каждый из этих алг может иметь до 9 ячеек по которым подаётся вх и вых сигн. Основной вых этих алгоритмов подаётся на соотв входы (Z1-Z5) алг ОКД,

Вопрос № 5. Типы оперативных запоминающих устройств. Статические и динамические ОЗУ.

Способы адресации ЗУ.

Способ одномерной адресации. При одномерной адресации на адресные входы ЗУ подается полный адрес в байтах к которому происходит обращение, а на линии данных формируется значение сохраненных битов этого байта.

Структурная схема:

Эта схема функциональной организации памяти которая содержит 256 строк по 8 запоминающих элементов в строке. Технически записывается (256×8). Поступление адреса по шине адреса дешифратор строк производит двоично десятичное преобразование и на выходе одного из дешифраторов появляется «1». Эта логическая единица поступает одновременно на вход всех запоминающих элементов строки напоминающий элемент включается и на вертикальных выходах формируются сигналы содержимого каждой ячейки, которое поступает на усилители считывания. И далее сигнал поступает на шину данных.

Для записи данных в ячейку процедура такая же только по шине данных передаются данные которые необходимо записать, а усилители имеют

Вопрос №22. Способы обработки полезного сигнала с наложенной помехой. Программная реализация фильтра низких частот.

1. Алгоритм приема с предсказанием результата. Идея алгоритма основывается на том, что для инерционных входных сигналов значение принятое в данный момент времени должно мало отличаться от предыдущего принятого значения. Для определения ожидаемого значения сигнала используются скорость измерения этого сигнала которая оценивается по предыдущим приемам. Если же принятое значение сильно отличается от ожидаемого, то оно не используется в последующих расчетах. Один из вариантов модификация этого алгоритма – исключение из расчетов сигнала величина скорости изменение которого превышает установленный диапазон. В контроллере Р-130 данный алгоритм реализован с использованием алгоритма ОГС. Недостаток:при резком (правильном) изменении входного сигнала первые значения алгоритм считает ошибочными, т.к. они не отличаются от помехи.

2. Статическая обработка входного сигнала. В этом виде рассчитывается и принимается за действительное значение среднее арифметическое трех или более последних отчетов. Хф(к)=(Х(к)+Х(к-1)+Х(к-2))/3 Если отсчетов более трех то алгоритм называется – алгоритм скользящего среднего. Известно что среднеарифметическое значение случайной величины вызванной помехой имеет меньшую дисперсию, чем дисперсия отдельных наблюдений. Недостаток:некоторое запаздывание изменения выходной величины по сравнению с входной причем величина запаздывания будет тем больше чем более резкие значения будет иметь входной сигнал.

3. Интегрирование входного сигнала. Обычно этот прием реализуется аппаратным способом и для этого используется АЦП интегрирующего типа. Алгоритм позволяет бороться с любыми типами помех за счет того, что выходной сигнал АЦП формируется при длительном времени измерения входного сигнала. Недостаток:АЦП интегрирующего типа обладают достаточно маленьким быстродействием 0,01-0,5 с.

Программная реализация фильтра низких частот.

Для подавления помех возникающих в линиях связи цифровых программируемых приемников сигналов часто применяется программная реализация фильтра первого порядка с передаточной функцией W(p)=1/(Tp+1). Фильтр называется математическим или цифровым. Фильтр предназначен для пропускания без искажения приемнику сигналов низких частот до величины граничных частот и ля задержки частот выше граничной частоты. Диапазон частот пропускаемых фильтром без искажений называется полосой пропускания. Для такого фильтра частоты от 0 доW_гр. Так же существуют фильтры позволяющие пропускать частоты отW_гр1доW_гр2, они называются полосовыми. Процесс работы фильтра можно представить в операторной форме:U– входной сигнал,X– выходной сигнал.

Т.к. все цифровые устройства работают с указанным периодом считывания сигнала, то последовательность значений выходного сигнала будет происходить: (К-1)Ти, КТи, (К+1)Ти, где К – число считываний.