10.1. Общие сведения

Современные производства, например в ЦБП, характеризуются многочис­ленными и разнообразными изменяющимися во времени и пространстве, часто взаимосвязанными физическими величинами, определяющими _ оптимальное и безопасное протекание технологических процессов, технико-экономические по­казатели работы отдельных агрегатов и производств в целом. Для измере­ния и контроля этих величин становится невозможным обойтись только авто­номными приборами и обычными приборными щитами, представляющими ин-Рформацию оператору.

Современная измерительная техника на основе использования достиже­ний вычислительной техники, радиоэлектроники и автоматики позволяет полу­чать сведения о большом числе величин, часто быстро меняющихся, различ­ных по своей физической природе и по диапазонам значений и нередко свя­занных аналитическими или стохастическими зависимостями. При этом ре­зультаты измерений, как правило, должны быть сосредоточены в одном или нескольких центрах и представлены в формах удобных для использования операторами или управляющими машинами, а датчики, установленные на ■объектах измерения, рассредоточены в пространстве и удалены на значитель­ные расстояния.

Действительно, психофизиологические возможности человека при исполь­зовании большого числа обычных измерительных приборов оказываются не­достаточными даже для простого наблюдения за их показателями. Еще труд­нее работать оператору в случае, если по результатам измерения отдельных величин необходимо делать какие-либо обобщающие выводы или заключения, а для этого необходима сложная, иногда и срочная обработка получаемой ¹ информации.

В то же время не вся поступающая измерительная информация явля­ется одинаково важной. Так, в ряде случаев достаточно иметь обобщенную качественную информацию о поведении всего объекта в целом, а значения отдельных параметров, характеризующих исследуемый процесс, не важны. Иногда достаточно иметь информацию только о тех параметрах, которые вышли за допустимые или нежелательные пределы. Кроме того, различные параметры можно измерять с разной частотой. Например, температуру, как величину более инерционную, можно измерять (а следовательно, и предъяв­лять результаты измерения температуры оператору) реже, чем вибрацию.

Для получения большого объема информации, ее обработки и представ­ления в обобщенных формах необходимо не множество измерительных при­боров, а достаточно сложные устройства, которые могли бы: получать ин­формацию непосредственно от измерительных датчиков, расположенных на объектах исследований; выполнять измерительные операции, т. е. сравнивать измеряемые величины со шкалами (или единицами) измерений; производить математические и (или) логические операции по определенным алгоритмам, как правило, с помощью вычислительной техники и автоматики с целью

обработки измерительных сигналов; хранить полученную информацию и вы­давать ее потребителям в требуемой форме, обычно централизованно [1, 28].

Такими устройствами являются информационные измерительные системы (ИИС), представляющие совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для авто­матической обработки, передачи и использования в АСУ [16].

Обобщенная структурная схема ИИС представлена на рис. 10-1.

Блоки сбора информации включают в себя: комплект измерительных преобразователей, воспринимающих и селектирующих измеряемые информа­тивные величины и преобразующих их в измерительные сигналы; унифици­рующие устройства, осуществляющие преобразование разнообразных измери-

Блоки измерения

Блоки пред-оглавления информа­ции

Блоки хранения информации

Блоки обработки информации

Блоки управления

Объект		Блоки
		сбора инфор-
		мации

Блоки питания

Рис. 10-1

тельных сигналов в единый унифицированный измерительный сигнал; комму­тирующие устройства, предназначенные для поочередного подключения пре­образователей к системе через каналы связи или после них.

Блоки измерения выполняют собственно измерительные операции в виде сравнения со шкалой или единицей измерения входных унифицированных сиг­налов.

Блоки обработки информации выполняют математическую и логическую обработку при проведении косвенных или совокупных измерений и для по­лучения стохастических характеристик и т. д.

Блоки хранения и представления информации обычно состоят из запо­минающих, а также показывающих и регистрирующих устройств, предназна­ченных для выдачи информации,

ИИС обычно включают в себя блоки управления, которые задают алго­ритм работы всей системы, а также позволяют, например автоматически, в за­висимости от характера контролируемых процессов выбирать шаг квантова­ния по времени и уровню, подключать те или иные датчики и т. д.

Кроме того, для питания упомянутых блоков используются разнообраз­ные специализированные устройства питания, которые приведены в блоках питания.

Перечисленные устройства входят в состав системы в самом общем слу­чае. В частных случаях те или иные устройства могут и отсутствовать.

344

Информационно-измерительные системы можно классифицировать по ряду признаков, например структуре, назначению, расстоянию до исследуе­мого объекта, характеру взаимодействия с объектом и т. д.

По структуре информационно-измерительные системы можно разделить на несколько основных групп [28, 42]:

1. С параллельными измерительными каналами (рис. 10-2, а)—струк­туры параллельного действия. Общими в таких системах явля­ются устройства управления и представления информации. Системы с па­раллельными каналами могут иметь и независимые устройства представления в каждом канале.

2. С одним измерительным каналом, к которому последовательно во вре­мени подключаются различные датчики — структуры параллельно-последовательного действия. Переключение датчиков осущест­вляется коммутатором (рис. 10-2,6).

Надежность первой структуры значительно выше, так как выход из строя одного канала не влечет за собой выхода всей системы. Однако вторая струк­тура значительно проще и дешевле.

3. С одним измерительным каналом и одним датчиком (рис. 10-2, в), которые с помощью сканирующего устройства [28] осуществляют измерение в точках контроля.

Подобные структуры называют структурами последователь­ного действия, а системы, выполненные по такой структуре, скани­рующими.

4. Системы, в которых процесс измерения осуществляется с помощью общей для всех каналов мерой (рис. 10-2, г) и индивидуальным для каждого канала устройством сравнения СУ измеряемой величины с мерой. Системы, имеющие подобную структуру, называются мультиплицированными развертывающими системами [28].

По назначению системы можно подразделить на три группы [28] на: 1) собственно измерительные системы (ИИС); 2) системы автоматического контроля и управления (САК); 3) системы технической диагностики (СТД).

Системы первой группы могут предназначаться для прямых, а также для косвенных совместных и совокупных измерений [28, 42]. Они обычно исполь­зуются при исследованиях объектов и процессов различного рода и имеют высокие метрологические характеристики. Предварительная информация об исследуемых объектах иногда минимальна, а часто и отсутствует, поэтому измерительная система должна быть универсальной по своей структуре и возможностям. Информация в таких системах имеет количественный харак­тер и выдается в виде именованных чисел или их отношений и, как правило, представляется непосредственно оператору. Средства представления инфор­мации самые различные: показания стрелочных и цифровых приборов, гра­фики, таблицы и т. д. Системы могут работать и в режиме советчика, когда нет времени на обдумывание ситуации. В этом случае информация может быть выдана в виде краткой инструкции, которой следует пользоваться опе­ратору.

Некоторые ИИС способны выполнять сложную математическую обра­ботку измерительной информации. Результат измерения в таких системах выдается в виде логических заключений или обобщенных данных.

12 Заказ № 301 345

#

^I

i—

хз

^I

С)

аз

о Е

Д1

Блок пред­ставления

1

An