- •Предисловие
- •Введение
- •§ В. 1. Автоматизация и кибернетика
- •§ В. 2. Телемеханика
- •§ В. 3. Краткие сведения по истории развития телемеханики
- •Часть первая. Передача телемеханической информации.
- •Глава 1. Сообщение и информация
- •§ 1.1. Основные понятия
- •§ 1.3. Переносчики информации
- •Глава 2. Квантование
- •§2.2. Квантование по уровню
- •§2.3. Квантование по времени (дискретизация)
- •§ 2.4. Квантование по уровню и по времени
- •§ 2.5. Дифференциальное квантование
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Кодирование
- •§ 3.1. Основные понятия. Передача кодовых комбинаций
- •§ 3.5. Недвоичные коды
- •§ 3.6. Частотные коды
- •Глава 4. Методы модуляции
- •§ 4.1. Непрерывные методы модуляции
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Достоверность передачи телемеханической информации
- •§5.1. Основные понятия
- •§ 5.2. Помехи
- •§ 5.3. Помехоустойчивость элементарного сигнала
- •§ 5.5. Передача информации с повторением (накоплением)
- •§ 5.6. Передача информации с обратной связью
- •§ 5.7. Помехоустойчивость передачи телеизмерений
- •§ 5.9. Методы борьбы с помехами
- •Глава 6. Организация каналов связи для передачи телемеханической информации
- •§6.1. Каналы связи по физическим проводным линиям связи
- •§ 6.3. Каналы связи по линиям электроснабжения
- •§ 6.6. Каналы связи по световодам
- •Часть вторая. Элементы и узлы систем телемеханики.
- •Глава 7. Элементы, используемые в телемеханике
- •§7.1. Обзор элементов, используемых в телемеханике
- •§ 7.3. Интегральные микросхемы
- •Глава 9. Регистры, распределители и коммутаторы
- •§9.1. Основные понятия
- •§ 9.2. Регистры
- •Часть третья. Основные принципы телемеханики.
- •Глава 11. Передача и прием телемеханических сигналов
- •§ 11.1. Разделение сигналов
- •§11.2. Виды телемеханических передач
- •Глава 12. Телеуправление и телесигнализация
- •§ 12.4. Принципы построения частотных систем ТУ — ТС
- •Глава 13. Телеизмерение
- •§13.1. Основные понятия
- •§ 13.2. Частотно-импульсные системы
- •§ 13.4. Кодоимпульсные (цифровые) системы
- •§ 13.5. Частотные системы переменного тока
- •§ 13.8. Адаптивные телеизмерительные системы
- •Глава 14. Представление информации в системах телемеханики
- •§ 14.1. Методы представления информации
- •§ 14.2. Средства воспроизведения информации
- •§ 14.4. Оборудование для размещения средств воспроизведения информации
- •Часть четвертая. Системы телемеханики.
- •Глава 15. Системы телемеханики на интегральных микросхемах
- •§ 15.1. Комплекс систем телемеханики ТМ-120
- •§ 15.2. Система телемеханики ТМ-320
- •§ 15.3. Система телемеханики ТМ-310
- •Глава 16. Системы телемеханики с использованием вычислительной техники
- •§ 16.1. Применение микропроцессоров в телемеханике
- •§ 16.2. Адаптивная телеинформационная система АИСТ
- •§ 16.3. Управляющие вычислительные телекомплексы
- •Приложение I
Введение
§ В. 1. Автоматизация и кибернетика
Создание материальных благ, необходимых для жизни человека, осуществляется в процессе производства. В любом производственном процессе могут применяться как мускульная сила человека, так и его умственные способности. Если мускульная сила человека в процессе производства заменяется механизмами и машинами, то осуществляется механизация. Механизация, возникшая в конце XVIII в., ознаменовала начало первой промышленной революции. Механизация продолжается и сейчас, причем речь идет не только об облегчении физического труда рабочего, но и о полной замене его на всех участках производственного процесса, т. е. об осуществлении
комплексной механизации.
Очевидно, что в производственном процессе человеку приходится затрачивать тем большую умственную энергию, чем сложнее процесс. В простейшем случае умственная работа оказывается несложной и имеет вспомогательный характер (выписка материалов со склада, подсчет зарплаты и т. п.), в другом — затрата умственной энергии может быть велика (при производстве сложных расчетов, обработке экспериментов и т. п.).
Умственная энергия используется и при управлении производственным процессом. Здесь человек в пужные моменты времени должен вмешиваться в ход процесса и принимать соответствующие решения. Нанример, на нефтехимическом заводе происходит переработка солярового масла отделением летучих углеводородов. Поступающее в ректификационную колонпу сырье предварительно подогревают до определенной температуры, которая должна изменяться в зависимости от состава сырья. Оператор, управляющий этим процессом, прежде чем вмешаться в его ход, должен получить информацию о ходе процесса, температуре, давлении, составе сырья и т. и. с помощью контрольно-измерительной аппаратуры и датчиков. Устройства для получения информации называют устройствами сбора информации.
Таким образом, первый этап управления производственным процессом — получение информации.
Далее на основании этой информации требуется принять правильное решение, влияющее на ход процесса. Однако если производственный процесс сложный и для управления им требуется быстрая обработка большого объема информации, то вместо оператора для этой цели используют устройства вычислительной техники, которые на основе заранее заданного алгоритма принимают решение о воздействии на ход процесса.
Второй этап управления производственным процессом — переработка информации. Принятое решение в виде сигналов поступает на исполнительные механизмы, где они,
изменяя уставки регуляторов, положение заслонок, клапанов и т. и., изменяют ход производственного процесса в нужном направлении.
Третий этап управления производственным процессом — использование информации.
также аппаратура передачи данных (АПД). При малых расстояниях передача информации
осуществляется без использования систем телемеханики; |
|
||||
3) средства |
для |
переработки |
информации |
— устройства |
вычислитель |
ной техники (УВТ) или другие специализированные устройства; |
|
||||
4) средства |
для |
использования |
информации — |
автоматические |
регуляторы и |
исполнительные механизмы (ИМ). |
|
|
|
От КИП к УВТ системы телемеханики передают сигналы измерении (телеизмерений — ТИ) и сигнализации (телесигнализации — ТС), а от УВТ к ИМ — команды управления (телеуправления — ТУ).
Автоматические и телеавтоматические системы обычно решают задачи оптимального управления. Устанавливается определенный критерий (например, максимальная производительность или минимальная себестоимость), разрабатывается соответствующий ему алгоритм, и управляющая вычислительная машина поддерживает режим оптимального процесса путем посылки команд на автоматические регуляторы или испол нительные механизмы.
Характерно, что в таком комплексе механизмов и устройств, который можно назвать системой машин, перерабатывается не сырье и преобразуется не энергия, а информация. Таким образом, к двум классам машин (машинам-орудиям и машинам-двигателям), возникшим в процессе механизации, добавился третий, созданный в процессе автоматизации, в которых передается, преобразуется и перерабатывается информация.
СТМ в системах телеавтоматики характеризуются: а) отсутствием аппаратуры, связанной с ручным управлением (за исключением аппаратуры, предусмотренной на случай выхода системы автоматического управления из строя); б) наличием аппаратуры для ввода данных в УВТ.
Поскольку отличительной особенностью автоматических и телеавтоматических систем является полное отсутствие человека в процессе управления, автоматизация, осуществляемая с их помощью, называется полной автоматизацией. Однако далеко не всегда и не для всех производственных процессов возможна и целесообразна полная автоматизация. Информационный цикл может полностью или частично замыкаться через человека. В этих случаях происходит неполная замена умственной энергии человека при управлении процессом, т. е. возникает частичная автоматизация.
В зависимости от степени использования средств автоматизации имеются различные ступени частичной автоматизации. Рассмотрим главнейшие из них начиная с простейших.
Местная автоматизация (МА). Местпую автоматизацию (рис. В. 2, а) часто называют местной автоматикой. Получив информацию о ходе производственного процесса с помощью КИП, оператор, основываясь на своем опыте и интуиции, производит ее обработку. Приняв решение, через исполнительные механизмы он воздействует на ход процесса. Иногда это воздействие оператор осуществляет с помощью своих подчиненных, передавая им распоряжения лично или по телефону. Частично управление процессом производится простейшими автоматическими регуляторами.
Телемеханизация. Если производственный процесс рассредоточен на большой площади, то к средствам местной автоматики добавляются