Устройства связи с объектом. 
Ввод и вывод информации в асу

Ввод в вычислительную машину данных о состоянии технологического процесса и выдача управляющих воздействий на объект выполняется устройствами связи с объектом (УСО). Упрощенные схемы У СО ввода и вывода представлены на рис. 3.6 и 3.7, а структурные схемы ввода и вывода информации в АСУ — на рис. 3.8 и 3.9 соответственно [1].

По характеру вводимых и выводимых сигналов модули УСО делятся на модули аналогового и дискретного ввода-вывода. Рассмотрим краткую их характеристику.

Модули ввода-вывода аналоговой информации. К аналоговым сигналам, как правило, относят:

• • сигналы в виде постоянного тока, имеющие диапазоны 0…5;
• 0…20; 4…20 (мА);
• • сигналы в виде напряжения постоянного тока, имеющие диапазоны: 0…5 мВ; 0… 100 мВ (сигналы низкого уровня); 0___1,8; 0…10В
• (сигналы среднего уровня); 0… 100 В (сигналы высокого уровня);

• сигналы в виде сопротивления, имеющие диапазоны: 0. .300 Ом (термометры сопротивления) и 0…150; 0…300; 0…500 Ом (датчики расхода);

Рис. 3.6. Упрощенная схема УСО ввода

Рис. 3.7. Упрощенная схема УСО вывода.

• • сигналы в виде взаимной индукции диапазона 0… 10 мГн и частотой 50 Гц;
• • частотные сигналы с диапазоном частот 4…8 кГц, представляющие собой переменное напряжение амплитудой 16,2 ±0,2 В.

Исходный сигнал от измерительного преобразователя (ИП) (рис. 3.8), преобразующего неэлектрические величины в электрические, поступает на модуль нормализации (нормирующий преобразователь), где сигнал приводится к заданному виду и уровню. С помощью модулей нормализации может выполняться фильтрация, умножение на коэффициент, смещение уровня, преобразование тока в напряжение.

С выхода модуля нормализации сигнал поступает на коммутатор, а затем — на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Коммутатор при этом обеспечивает соединение выхода модуля нормализации с входом АЦП. АЦП выполняет преобразование аналогового входного сигнала в цифровой вид, который пригоден к дальнейшему использованию в вычислительной машине. Обычно АЦП работают с входными сигналами в диапазоне от 0 до 5… 10 В. Модули нормализации могут быть групповыми. В случае групповых нормирующих преобразователей к ним поочередно подключаются с помощью входных коммутаторов идентичные измерительные преобразователи.

Модули ввода-вывода дискретной информации. Дискретные входные сигналы применяют в целях получения информации о событиях, имеющих двоичную форму или приведенных к двоичной форме, например для сигнализации о положении задвижки (открыта-закрыта) или о состоянии двигателя (включен-выключен). К дискретным сигналам можно отнести число-импульсные, двухи трехпозиционные сигналы. Дискретные сигналы могут быть одиночными и повторяющимися. Ввод одиночных дискретных сигналов выполняют модули, содержащие регистр. Ввод повторяющихся дискретных сигналов выполняют модули, содержащие счетчики.

Формирование выходных дискретных сигналов может осуществляться различным образом. Например, дискретный сигнал можно получить при срабатывании электронного ключа или при размыкании (замыкании) контактов реле, а также как результат работы логической схемы. С помощью дискретных сигналов возможно осуществлять прямое цифровое управление исполнительными органами или передавать уставки регуляторам.

На рис. 3.8 представлена структурная схема ввода информации в АСУ. Информация в АСУ может поступать не только от датчиков, но и от других источников. Например, с помощью машиночитаемых документов. При подготовке машиночитаемых документов применяются специальные цифровые и штриховые бланки. На цифровых бланках производится запись в прямоугольниках стилизованным шрифтом. На штриховых бланках информация наносится в виде графических отметок в определенных позициях документа. Считывание информации производится специальными читающими автоматами.

Информация, вырабатываемая вычислительными устройствами АСУ, может выдаваться на устройства индикации и регистрации для представления оператору или на различные автоматические устройства для управления регулирующими органами (рис. 3.9).

Рис. 3.8. Структурная схема ввода информации в АСУ

Рис. 3.9. Структурная схема вывода информации в АСУ

Текущая информация о состоянии технологических процессов, рекомендации оператору, элементы справочной информации могут выводиться на печатающие устройства, на экраны дисплеев, цифровые индикаторы, сигнальные устройства, элементы мнемосхемы.

Управляющие воздействия, вырабатываемые УВМ, могут быть выданы:

• • на преобразователи код — электрический сигнал и далее на аналоговые регуляторы или на исполнительные механизмы позиционного типа, выполняющие одновременно функции усиления и преобразования электрического сигнала в перемещение регулирующего органа;
• • на преобразователи код — число импульсов и далее на управление шаговыми двигателями;
• • на преобразователи код — временной интервал и далее на управление исполнительными механизмами постоянной скорости;
• • в виде дискретных сигналов на управление двухпозиционными регулирующими органами;
• • в виде дискретных кодовых (состоящих из нескольких разрядов дискретных выходов) сигналов на управление цифровыми исполнительными механизмами.