ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРИБОРОВ

На ранних этапах развития автоматизации разрабатывалось множество различных приборов со сходными техническими характеристиками, однако при этом не учитывалась возможность совместной работы приборов различных производителей. Это приводило к увеличению стоимости разработок систем автоматизации и затрудняло их широкое внедрение. Поэтому в 1960 г. было принято решение о создании государственной системы приборов (ГСП), а с 1961 г. начались работы по ее реализации.

Государственная система приборов представляет собой совокупность нормализованных рядов унифицированных блоков, приборов и узлов, составленных из минимального количества модулей, на основе которых собирается любое устройство, входящее в ГСП.

В настоящее время ГСП достаточно полно разработана и продолжает развиваться, являясь технической базой для создания автоматизированных систем управления в промышленности

В основу построения ГСП положены следующие принципы:

- функциональное разделение технических средств;

-минимизация номенклатуры технических средств на основе создания агрегатных комплексов и параметрических рядов приборов;

-агрегатное построение технических средств (приборов и устройств) на основе типовых унифицированных блоков и модулей;

-совместимость приборов и устройств ГСП на основе унификации сигналов связи, конструкций и присоединительных размеров, параметров питания устройств, эксплуатационных требований, метрологических характеристик средств измерения и преобразования.

По функциональному признаку все изделия ГСП разделены на следующие четыре группы устройств:

-получения информации о состоянии процесса или объекта;

-приема, преобразования и передачи информации по каналам связи;

-преобразования, хранения и обработки информации, формирования команд управления; использования

-командной информации.

На рисунке 4.1 показана иерархическая структура приборов и средство ГСП, построенная по функционально-целевому признаку.

Первый уровень представлен датчиками и исполнительными устройствами, которые непосредственно взаимодействуют с объектом управления.

Средства 2-го уровня выполняют функции локального контроля и регулирования, которые используются для контроля и регулирования простых объектов или отдельных параметров сложных объектов.

Средства 3-го уровня предназначены для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) объектов, имеющих большое количество (несколько сотен) контролируемых и регулируемых параметров.

Средства автоматизации 4-го уровня предназначены для построения управляющих вычислительных комплексов, которые позволяют осуществлять сложные алгоритмы управления объектом, в том числе решение оптимизационных, диспетчерских, плановых и учетно-статистических задач.

Рисунок 4.1 – Иерархическая структура ГСП

Под совместимостью понимается совокупность характеристик, обеспечивающих совместное использование технических средств в заранее предусмотренных сочетаниях для построения комплексных устройств и систем без применения дополнительных приспособлений и устройств. Разработаны общие для всех изделий ГСП основные понятия совместимости.

Конструктивная совместимость – совокупность характеристик, обеспечивающих согласованность конструктивных параметров и механическое сопряжение технических средств, а также выполнение эргономических норм и эстетических требований при совместном использовании.

Метрологическая совместимость – совокупность метрологических характеристик, обеспечивающих сопоставимость результатов измерений и возможность расчета погрешности результатов измерений при работе технических средств в составе системы.

Энергетическая совместимость – совокупность энергетических характеристик, обеспечивающих совместную работу устройств от общих стандартных источников питания.

Эксплуатационная совместимость - совокупность

эксплуатационных характеристик, обеспечивающих работоспособность и надежность функционирования технических средств при совместном использовании в определенных производственных условиях, а также удобство обслуживания, настройки и ремонта.

Информационная совместимость – совокупность стандартизованных характеристик, обеспечивающих согласованность сигналов связи по видам и номенклатуре, их информативным параметрам, уровням, пространственно-временным соотношениям, логическим соотношениям и типу логики. Для всех изделий ГСП приняты унифицированные сигналы связи и единые интерфейсы.

Под естественным выходным сигналом понимают выходную физическую величину первичного измерительного преобразователя, полученную однократным простым ("естественным") преобразованием измеряемой величины. Применительно к информационным связям термин "унификация" означает введение ограничений, налагаемых на сигналы, несущие сведения о контролируемой величине или команде.

Унифицированный сигнал ГСП – это сигнал дистанционной передачи информации с унифицированными параметрами, обеспечивающий информационное сопряжение между блоками, приборами и устройствами ГСП.

В зависимости от рода используемой энергии средства измерений и вспомогательные устройства ГСП подразделяют на четыре самостоятельные ветви: электрическую, пневматическую, гидравлическую и не использующую вспомогательной энергии. Все средства измерений и устройства электрической и гидравлической ветвей имеют унифицированные входные и выходные сигналы, перечень которых приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Основные виды унифицированных сигналов ГСП

Связь электрических, пневматических и гидравлических

устройств осуществляется с помощью соответствующих преобразователей сигналов.

Для преобразования естественного выходного сигнала в унифицированный в ГСП используются нормирующие преобразователи.

АСУТП, комплектуемые из приборов электрической ветви, имеют преимущества по чувствительности, точности, быстродействию, обеспечивают высокую схемную и конструктивную унификацию приборов. Применение интегральных микросхем способствует уменьшению веса и габарита приборов, повышению их надежности, расширению функциональных возможностей, позволяет создавать многофункциональные приборы.

Приборы пневматической ветви характеризуются безопасностью применения в пожароопасных, взрывоопасных и агрессивных средах. Они уступают электрическим приборам в тех случаях, когда технологический процесс требует высокого быстродействия или передачи сигналов на значительные расстояния.

Гидравлические приборы позволяют получать точные перемещения исполнительных механизмов при больших усилиях.