Электрические непрерывные сигналы

Характеристики сигналов в АСУТП

Носителями информации в АСУТП являются различные сигналы.

По виду носителей информации (или энергии) сигналы, используемые в АСУТП, делятся на:

1. Электрические

2. Пневматические

3. Гидравлические

4. Оптические

и другие. Радиосигналы отнесем к электрическим.

Гидравлические сигналы в нефтепереработке / нефтехимии практически не применяются (применяются редко).Область их применения –машиностроение и мы их рассматривать не будем.

С помощью различных сигналов кодируется разнообразная информация о параметрах технологического процесса. Например, амплитуда сигнала может изменяться пропорционально измеряемому параметру (давлению, температуре и т. д.) в течение времени, ширина импульса может быть пропорциональна значению температуры в определенный момент времени. Сигналы в АСУТП как правило унифицированы (стандартизованы), т. е. изменяются в заранее установленных пределах. Это позволяет приборам различных производителей взаимодействовать («общаться») друг с другом. Так, например, для передачи информации широко используются унифицированный электрический сигнал изменяющиеся в пределах 4–20mA.

По характеру изменения во времени сигналы делятся на

1. Непрерывные (аналоговые)

2. Дискретные (импульсные)

3. Цифровые

Непрерывные (аналоговые) сигналы

В непрерывных сигналах его значение (амплитуда) изменяется пропорционально значению измеряемого параметра в текущий момент времени. Эта зависимость во многих случаях линейна

Электрические непрерывные сигналы

В АСУТП используются унифицированные непрерывные электрические сигналы тока, напряжения, частоты и другие.

Унифицированные сигналы тока

Для унифицированных электрических токовых сигналов установлены следующие основные диапазоны (стандарты) изменения:

0 – 5 mA

0 – 20 mA

4 – 20 mA

Применяются и другие стандарты, например, –20 – +20 mA.

Наиболее предпочтительным является стандарт 4 – 20 mA, обладающий рядом преимуществ. В частности, в данном случае проще обнаружить обрыв линии. Кроме того, использование такого сигнала во многих случаях позволяет ограничиться двухпроводной линией связи. На рис. 1 приведены зависимости выходного сигнала температурных преобразователей, использующих этот стандарт.

Согласно рис. 1 -а при изменении температуры в диапазоне 200 – 600°С выходной сигнал преобразователя изменяется от 4 до 20ma, а значению тока 12ma, как не трудно вычислить, соответствует температура 400 °С. Если диапазон измерения сигнала равен, например, 0 – 200°С, рис. 1 – б, то выходной сигнал все равно изменяется в пределах 4 – 20 mA (унифицирован). Диапазон измерения преобразователя указывается при заказе. В современных приборах его можно изменять программно, например, с ПК в широких пределах.

Унифицированные непрерывные сигналы напряжения

Основные унифицированные сигналы напряжения следующие

0 – 2 В, 0 – 5 В

0 – 10 В. 1 – 5 В

Последний диапазон 1 – 5 В “соответствует” токовому 4 – 20 mA.

Преимущества сигналов 4 – 20 mA и 1 – 5 В, как уже отмечалось, заключается в том, что если ток или напряжение равны нулю, то это может указывать на обрыв линии передачи сигнала. Для других стандартов 0 mA и и 0 В может соответствовать как началу шкалы, так и обрыву. Кроме того, стандарт 4 – 20 mA позволяет отказаться от дополнительных источников питания. Для работы преобразователя со старыми (другими) стандартами требуется два источника питания. Один для питания собственно преобразователя (прибора), а другой для передачи информационного сигнала, например, 4 – 20 mA. При использовании стандарта 4 – 20 mA можно обойтись одним источником питания. Ток 4 mA оказывается достаточным и для питания преобразователя.

В некоторых случаях используются двухполярные сигналы, например, –20 – +20 mA, – 10 – +10 В. Это связано с особенностями преобразователей.

Достаточно часто используются и частотные сигналы. При этом частота выходного сигнала пропорциональна значению измеряемого параметра в определенные моменты времени.

Дата добавления: 2015-09-03