Технические САУ, Петухов И.В., Стешина Л.А

зации объекта, достигается сокращение объема документации. Чтение схем автоматизации, выполненных таким образом, затруднено, так как они не отображают организацию пунктов контроля и управления объектом.

При втором способе позиционные обозначения элементов схемы в каждом контуре регулирования выполняют арабскими цифрами, а исполнительные механизмы обозначения не имеют.

Для работы по схемам автоматизации необходимо иметь пояснительную записку к проекту, опись чертежей и спецификацию на приборы, средства автоматизации, электроаппаратуру и запорную арматуру.

При чтении схем автоматизации рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

1)прочитать все надписи - основную надпись (штамп), примечания, ссылки на относящиеся чертежи и другие дополнительные пояснения, имеющиеся на чертеже;

2)изучить технологический процесс и взаимодействие всех участвующих в нем аппаратов, агрегатов и установок, начиная с ознакомления с пояснительными записками к проекту автоматизации и технологической части;

3)определить организацию пунктов контроля и управления данным технологическим процессом;

4)установить перечень узлов контроля, сигнализации и автоматического регулирования и управления электроприводами, предусмотренных данной схемой.

При этом с помощью спецификаций на приборы и средства автоматизации, электроаппаратуру и запорную арматуру выявляют:

технические средства, с помощью которых реализуются эти

узлы;характер взаимодействия отдельных технических средств

автоматики с элементами технологического оборудования;

249

связь узлов данной схемы автоматизации между собой и с узлами других схем;

номер чертежа принципиальной схемы каждого узла. Номера чертежей, относящихся к данной схеме автоматиза-

ции, устанавливают по описи чертежей и пояснительной записке к проекту автоматизации.

Получаемая в результате изучения структурных и функциональных схем автоматизации информация дает общее представление об автоматизируемом объекте и позволяет перейти к изучению принципиальных схем отдельных функциональных узлов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Дайте определение понятия «функциональная схема автоматизации».

2.Что значит «прочитать» функциональную схему?

3.Каковы буквенные обозначения средств автоматизации?

4.Перечислите методы выполнения функциональных схем.

5.Каково обозначение трубопроводов на функциональных схемах?

6.Приведите пример изображения условных обозначений приборов и средств автоматизации.

7.Приведите пример цифрового позиционного обозначения.

250

16. СИСТЕМЫ СВЯЗИ И ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Всредствах воспроизведения и отображения информации используется большое количество новейших материалов; для их изготовления применяются различные технологические процессы. За последнее время средства отображения претерпели значительные технические изменения в связи с применением электроники, микроминиатюризации, эргономики, а также повышением надежности и эффективности использования.

Существует общее разделение средств воспроизведения и отображения информации - по способу использования. По назначению СОИ подразделяются на устройства индивидуального и коллективного пользования. Устройства индивидуального пользования предназначены для получения информации только одним человеком-оператором, а коллективного – для одновременной работы более чем одного оператора.

Всоответствии с целевым назначением данного курса разработана классификация средств воспроизведения и отображения информации на основе использования различных технических принципов. Эта классификация дана на рис. 16.1.

Все средства воспроизведения и отображения информации можно разделить на две большие группы: регистрирующего воспроизведения и наглядного отображения, которые в свою очередь делятся на две подгруппы.

К средствам регистрирующего воспроизведения относятся подгруппы механических и немеханических устройств.

Вмеханических регистрирующих устройствах информационный отпечаток получают нанесением слоя красящего вещества на носитель и снятием его с носителя. В обоих случаях получение отпечатка связано с механическим перемещением регистрирующего органа и красящего вещества.

251

Нанесение слоя красящего вещества на носитель производится тремя способами: печатным, струйным, перьевым, а снятие – двумя способами: резцовым и перфорационным. Быстродействие этих устройств ограничено инерционностью всех подвижных элементов, участвующих в процессе создания отпечатка. Из механических наиболее распространены печатные устройства.

Немеханические регистрирующие средства подразделены на две подгруппы: 1) устройства, в которых отпечаток получается нанесением красящего вещества на носитель и 2) устройства, в которых получение отпечатка связано с изменением состава вещества носителя.

К первой подгруппе немеханических устройств относятся такие устройства, в которых отпечаток получают нанесением красящего вещества на носитель, но в отличие от механических устройств перенос этого вещества производится в результате притягивающего действия поля (электрического, магнитного) на элементарные частицы красящего вещества. Сюда отнесены электрофотографические, электростатические, феррографические и термографические устройства.

Ко второй подгруппе относятся фотографические, диазографические, электрохимические, электроискровые и термопластические устройства.

В немеханических устройствах не требуется перемещение регистрирующих органов для нанесения отпечатка на носитель, вследствие чего они обладают большим быстродействием.

Группа средств наглядного отображения информации под-

разделяется на системы непосредственного отображения и проекционного типа.

Системы непосредственного отображения информации на экране строятся либо с использованием электронно-лучевых трубок (обычных и знаковых), либо с использованием знаковых индикаторов в виде матрицы. К электронно-лучевым средствам непосредственного отображения относятся знаковые электронно-

253

лучевые трубки (ЗЭЛТ) типа «характрон», «композитрон», «тайпотрон», «принтоскоп» и специальные ЭЛТ.

Кматричным средствам непосредственного отображения относятся устройства, в которых используется набор готовых знаков: газоразрядные знаковые лампы, световые решетки, волокон- но-оптические индикаторы, знаковые барабаны, транспаранты, знаковые лампы накаливания, электролюменесцентные индикаторы и индикаторы на жидких кристаллах.

Проекционные воспроизводящие средства представлены электронно-оптическими, электромеханическими, лазерными и системами прямого видения.

Электронно-оптические системы основаны на формировании изображения электронным лучом на экране трубки или промежуточном носителе информации с последующей проекцией его на экран. Это системы воспроизведения с использованием электрографических, фотографических, термопластических, фотохромных средств. Сюда относятся системы воспроизведения, основанные на проектировании изображений с использованием ЭЛТ с темновой записью (типа «Скиатрон») и светоклапанных устройств (типа «Эйдофор», «Аристон»).

Кэлектромеханическим проекционным средствам относятся кинопроекторы, стилографические системы и системы типа «Иконорама».

Системы прямого видения включают в себя отражательные с ЭЛТ и голографические. Последние являются наиболее перспективными и дающими наиболее полную (объемную) информацию об объекте.

Лазерные системы используют в качестве источника отображения информации лазер. К ним относятся системы с пассивным

иактивным экранами.

254

16.1. Основные характеристики средств воспроизведения и отображения информации

Устройства отображения характеризуются рядом параметров, которые можно объединить в четыре группы:

информационно-технические, характеризующие объем, форму, качество, своевременность, значимость отображаемой информации (информационная емкость, емкость буферного запоминающего устройства, изобразительная возможность, быстродействие и др.);

инженерно-психофизиологические, определяющие создание комфортных условий работы оператора (например, яркость и контрастность изображения, разрешающая способность, точность воспроизведения информации, частота повторения изображения, размеры воспроизводимых символов;

конструктивно-технические, характеризующие сложность и качество конструкции (например, надежность функционирования, потребляемая мощность);

технико-экономические, определяющие стоимостные показатели, затраты на проектирование и эксплуатацию.

Среди большого числа технических и эксплуатационных характеристик средств воспроизведения и отображения информации выделим основные. К ним относятся статические характеристики (амплитудная характеристика, характеристическая кривая носителя, коэффициент передачи, дифференциальная и предельная чувствительность), полный или динамический диапазон, точность и достоверность, разрешающая способность, основные характеристики зрительного восприятия человека-оператора, информационная емкость, быстродействие и надежность.

Под дискретным индикатором понимают прибор, информационное поле которого состоит из отдельных фиксированных в пространстве элементов отображения (ЭО), а изображение созда-

255

ется одним ЭО или их совокупностью. Каждый ЭО представляет собой неделимую конструкцию, управляемую извне.

В основу классификации дискретных индикаторов положим две группы признаков: назначение, которое в основном задается формой, расположением и числом ЭО, и физические процессы, определяющие действие прибора. Следует отметить многообразие физических процессов, используемых в дискретных индикаторах.

По назначению различают следующие категории индикаторов:

мнемосхемы;

фиксированные надписи;

одноразрядные буквенно-цифровые индикаторы, отображающие одно знакоместо;

многоразрядные буквенно-цифровые индикаторы, содержащие множество фиксированных знакомест в одной или нескольких текстовых строках;

экраны-индикаторы с информационной емкостью не менее 10 000 элементов отображения, не содержащие фиксированных знакомест;

индикаторы-модули, конструктивное исполнение которых обеспечивает создание из них составных экранов с большей площадью индикации (в ряде случаев последние представляют собой непрерывное индикаторное поле с постоянным расстоянием между ЭО в любой точке, в том числе на границах модулей);

шкальные индикаторы, предназначенные для отображения информации в виде светящейся точки или светящегося столбика с положением или высотой, меняющимися в зависимости от входного сигнала;

цифроаналоговые индикаторы, представляющие собой объединение шкального и многоразрядного буквенно-цифрового индикаторов.

256

По виду ЭО буквенно-цифровые индикаторы делятся на знакосинтезирующие и знакомоделирующие. Расположение ЭО схе-

матично показано на рис. 16.2. Знакосинтезирующие индикаторы

могут выполняться в виде матричных ЭО в местах пересечения электродов строк и столбцов, мозаичных (каждый ЭО может включаться или выключаться независимо) и сегментных ЭО, которые представляют собой полоски-сегменты, сгруппированные в знакоместа.

ЭО

ЭО

Рис. 16.2. Расположение элементов отображения в дискретных индикаторах: а – мозаичных; б – матричных; в – сегментных; г – знакомоделирующих;

д, е – шкальных

В знакомоделирующих (с целостным представлением информации) индикаторах ЭО выполняются в виде набора готовых

257

знаков. Из рис. 16.2, г видно, что знаки, отображаемые с помощью знакомоделирующих индикаторов, имеют более привычные для глаза начертания, чем в случае знакосинтезирующих. В то же время ЭО в знакомоделирующих индикаторах обязательно должны быть расположены в различных плоскостях, что приводит к взаимной их экранировке. В знакосинтезирующих индикаторах (рис. 16.2, а-в, д, е) изображение создается из элементов, расположенных в плоскости, и угол обзора больше. Однако схемы для формирования из таких ЭО знаков зачастую сложнее, чем в знакомоделирующих индикаторах.

Знакосинтезирующие и знакомоделирующие индикаторы могут выполняться как в виде одноразрядных (одно знакоместо), так и в виде многоразрядных (несколько фиксированных знакомест) приборов.

Наиболее широко используемой группой дискретных индикаторов являются буквенно-цифровые приборы. При отображении ограниченного количества знаков они позволяют построить более простую, экономичную, имеющую лучшие массогабаритные показатели и потребляющую меньшую мощность аппаратуру, чем на основе ЭЛТ. В последнее время при отображении больших массивов буквенно-цифровой и графической информации с ЭЛТ стали конкурировать и плоские экраны. Они отличаются от буквенноцифровых индикаторов прямоугольной формой информационного поля, содержащего не менее нескольких тысяч ЭО, а также отсутствием на этом поле фиксированных знакомест. Экранные индикаторы используют мозаичный или матричный варианты расположения ЭО, подобные изображенным на рис.16.2, а, б.

Если требуется аналоговое представление информации, применяют шкальные индикаторы, в которых ЭО располагаются таким образом, чтобы из них можно было создать кривоили прямолинейную полоску переменной длины или же изменять положение светящегося ЭО относительно начала шкалы (рис. 16.2, д, е).

258