5. Погрешности подсистем аналогового ввода

Т.к. устройства, входящие в подсистему аналогового ввода (рис.6), обычно характеризуются нормированной общей погрешностью без разделения на систематическую и случайную составляющие, то приходится при оценке погрешности канала тоже рассматривать их погрешность как общую, без разделения на составляющие. Учитывая,

АК

АЦП

И

Н

Т

к сист.

шине

НУ

ГР

Д

Рис.6. Структурная схема подсистемы аналогового ввода.

Д - датчик, НУ - нормирующее устройство, ГР - гальваническая развязка (разделитель), АК - аналоговый коммутатор, АЦП - аналого - цифровой преобразователь, ИНТ - интерфейсный блок.

что погрешность встроенного аналогового коммутатора АК входит погрешность АЦП, получим для суммарной погрешности канала следующую приближенную оценку

()

Погрешности нормирующего устройства и АЦП содержат значительную мультипликативную составляющую, т.е. составляющую, значения которой зависят от величины сигнала, поэтому при оценке погрешности канала желательно рассматреть два крайних случая передачи максимального и минимального сигнала.

В выражение () включена и погрешность датчика, т.к. погрешности датчика и собственно канала передачи аналоговой информации складываются аддитивно и проявляются в общей погрешности результата одинаково как погрешность исходных данных - трансформированная или наследственная составляющая общей погрешности.

При сложной обработке определить ее влияние на результат бывает затруднительно поэтому при измерениях часто пользуются градуировкой или калибровкой.

Помимо наследственной составляющей на погрешность результата влияют методическая и инструментальная составляющие. Методическая погрешность - это погрешность используемого алгоритма обработки (например, погрешность вычисления интеграла численным методом и т.п.); инструментальная составляющая в нашем случае возникает за счет ошибок округления, обычно она мала и ею пренебрегают.

Погрешность АЦП (а значит и канала в целом) напрямую зависит от его помехоустойчивости (в этом смысле желательно применение интегрирующих АЦП). Помехоустойчивость можно повысить также и схемным путем. Уменьшение помех достигается использованием АЦП с гальваническими развязками на входе, а также правильным подключением датчиков (см.§5).

5. Электропроводки

6.1. Общие требования

Не разрешается совместная прокладка ([1], C.228)

• измерительных цепей приборов и средств автоматизации с проводами другого назначения, которые могут создавать помехи, превышающие допустимые;

• взаиморезервируемых цепей питания.

Допускается совместная прокладка в одной трубе, коробе, кабеле измерительных цепей от преобразователей термоэлектрических (термопар) или термопреобразователей (термометров) сопротивления к вторичным приборам в любом количестве.

Электрические проводки от датчиков и исполнительных механизмов, устанавливаемых непосредственно на технологическом оборудовании, рекомендуется объединять в соединительных коробах и клеммниках. От них предусматривается прокладка магистральных многожильных кабелей до диспетчерского (щитового) помещения [1,2]. Объединение цепей электропроводок в систем автоматизации в магистральных кабелях производится с учетом требований совместной прокладки цепей различного назначения.

Электропроводки систем автоматизации в коробах, лотках или защитных трубах допускается прокладывать рядом с аналогично выполненными электропроводками установок электроснабжения, освещения и электрооборудования напряжением до 1000В. Однако, они должны быть разнесены на противоположные стороны кабельных полок или размещаться под (или над) силовыми кабелями с установкой разделительных перегородок.

В качестве кабельных проводок в системах автоматизации находят применение контрольные кабели и провода с медными и алюминиевыми изолированными жилами [1,2].

Провода и кабели с медными жилами применяют в следующих случаях:

1. в цепях термометров сопротивления и термопар;

2. в цепях измерения, управления, питания и сигнализации напряжением 60В при сечении жил до 0,75мм² (диаметр 1мм);

3. во взрывоопасных помещениях.

Сечения проводов и кабелей должны выбираться по максимально допустимой длительной токовой нагрузке I_max и механической порочности. При этом значения I_max зависят от материала жилы, числа проводов в кабеле или трубе и типа изоляции. Для медных проводов I_max=15-10А при сечении провода S=1мм² в поливинилхлоридной изоляции и числе проводов в трубе от 3 до 12 соответственно; I_max=25-18A при S=2,5мм² (диаметр 1.8мм). Для алюминиевых проводов при тех же условиях и S=2,5мм² I_max=20-14А.

Для любых цепей автоматизации по условию механической прочности допустимые минимальные сечения жил кабелей и проводов должны быть не меньше:

• 2,5мм² при выборе проводов с алюминиевой жилой;

• 0,2мм² при выборе проводов с медной жилой при напряжении до 60В;

• 0,75мм² в тех же случаях, но при напряжении до 500В;

• 1,0мм² в тех же случаях, но при прокладке в защитных трубах и глухих коробах.

6.2. Технические данные контрольных кабелей.

Технические данные, условия прокладки и области применения кабелей ([1]C.304)

Марка кабеля	Характеристика кабеля	Условия прокладки и область применения
		Прокладка	Среда	Воздействие
КРВГ АКРВГ	Иизоляция из резины, оболочка из поливинилхлорида	A	D	F
КРВБ АКРВБ	Изоляция из резины, оболочка из поливинилхлорида, броня из двух стальных лент с наружным покровом	С	D	Н
КРНГ АКРНГ	Изоляция из резины, оболочка из негорючей резины	А	Е	Н
КПВГ АКПВГ	Изоляция из полиэтилена, оболочка из поливинилхлорида	В	D	F
КПВБ АКПВБ	Изоляция из полиэтилена, оболочка из поливинилхлорида, броня из двух стальных лент с наружным покровом	С	D	Н
КВВГ АКВВГ	Изоляция и оболочка из поливинилхлорида	А	D	F
КВВБ АКВВБ	Изоляция и оболочка из поливинилхлорида, броня из двух стальных лент с наружным покровом	А	D	Н

Примечания:

1. Кабели с буквой "А" в начале марки являются кабелями с алюминиевыми жилами, а без этой буквы - с медными жилами, их характеристики и области применения аналогичны.

2. Кабели предназначены для прокладки:

А - в пожароопасных помещениях;

В - в непожароопасных помещениях;

С - в земле (траншеях);

D - в условиях агрессивной среды;

Е - в условиях неагрессивной среды;

F - отсутствие механических воздействий на кабель;

Н - допустимы незначительные растягивающие усилия

3. Контрольные кабели выпускаются со следующим количеством жил:

4; 5; 7; 10; 14; 19; 27; 37; (52).

4. Сечения жил в контрольных кабелях с медными жилами (мм²):

0,75*⁾; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0

(*⁾ сечение 0,75мм² относится только к кабелям КРВГ и КВВГ);

алюминиевые жилы (кабели с буквой "А") выпускаются на сечения:

2,5; 4,0; 6,0; 10,0.

6.3. Термоэлектродные провода

Маркировка и выбор термоэлектродных проводов

Металл токопро-водящей жилы	Обозначение пары проводов	Термоэлектродный провод*)		Термопара
		положительный	отрицательный
Медь Константан	М	Медь	Константан	Хромель-алюмель
Медь Сплав ТП	П	Медь	Сплав ТП	Платинородий-платина
Хромель Копель	ХК	Хромель	Копель	Хромель-копель
Хромель Алюмель	ХА	Хромель	Алюмель	Хромель-алюмель
Сплав медь-титан Сплав никель-медь	МТ-НМ	Медь-титан	Никель-медь	Хромель-алюмель
*) Термоэлектродные провода подключают к свободным концам термоэлектрического термометра с учетом полярности (положительный провод к положительному проводу термопары, отрицательный - к отрицательному). Термоэлектродными проводами осуществляется проводка до точек с постоянным значением температуры (лучше - до места расположения схемы компенсации на температуру холодного спая). Для соединительных линий в цепях термоэлектрических термометров провода с алюминиевыми жилами не применяют.

Технические характеристики термоэлектродных проводов

Марка провода	Характеристика провода	to окру-жаю-щей среды, (0С)	Сечение жилы, мм2	Токопроводящие жилы (в скобках условное обозначение металла)
ПКГВ	Двухжильный, гибкий, изоляция и оболочка -поливинхлорид	-40 …+70	1,0; 1,5; 2,5	Медь-константан (М); медь-сплав ТП (П)
ФК-Х	Теплостойкий, одножильный, изоляция - фторопласт	-60 …+250	2,5; 4,0	Хромель (Х)
ФКЭ-Х	То же, экранированный	-60 …+250	2,5; 4,0	Хромель (Х)
ФК-А	Теплостойкий, одножильный, изоляция - фторопласт	-60 …+250	0,5	Алюмель (А)
ПФК-МТ	Теплостойкий, одножильный, изоляция - фторопласт	-60 …+250	0,5	Сплав медь-титан (МТ)
ПФКЭ-МТ	То же, экранированный	-60 …+250	0,5	Сплав медь-титан (МТ)
ПФК-НМ	Теплостойкий, одножильный, изоляция - фторопласт	-60 …+250	1,5; 2,5; 4,0	Сплав никель-медь (НМ)
ПФКЭ-НМ	То же, экранированный	-60 …+250	1,5; 2,5; 4,0	Сплав никель-медь (НМ)
ПФКДЭ-МТ-НМ	Теплостойкий, двухжильный, изоляция - фторопласт, экранированный	-60 …+250	0,5; 1,5; 2,5; 4,0	Сплав медь-титан (МТ), никель-медь (НМ)
КТМС(ХК)	Теплостойкий, двухжильный, изоляция - фторопласт	До 600	0,3; 0,5; 0,9; 1,1	Хромель (Х), копель (К)
СФК	Теплостойкий, двухжильный, изоляция - стеклонить и фторопласт	-60 …+250	0,5; 1,5	Хромель - алюмель (ХА), хромель-копель (ХК)
СФКЭ	То же, экранированный	-60 …+250	0,5; 1,5	Хромель - алюмель (ХА), хромель-копель (ХК)

ЛИТЕРАТУРА

1. Монтаж приборов и средств автоматизации / Под ред А.С. Клюева - М.:Энергия, 1979 - 728с

2. Монтаж средств измерений и автоматизации / Под ред А.С. Клюева - М.:Энергоатомиздат, 1988 -488с.