Андреев Е.Б., Ключников А.И. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

сигналов цифровой и аналоговой передачи данных. Устройство

индикации показывает значение измеряемого параметра.

На рис. 8.10 показана блок-схема интеллектуального датчика

с выходным сигналом тока.

ПАП - цифро-аналоговый преобразователь - преобразует

цифровой код в сигнал тока датчика. Полевой транзистор слу-

жит для стабилизации напряжения питания схемы. Сопротивле-

ние Ri служит для контроля значения тока в цепи.

При создании нового поколения интеллектуальных датчиков

потребовалось наряду с передачей аналоговой информации пере-

давать и цифровые данные. С этой целью был разработан специ-

альный протокол Highway Addressable Remote Transducer - так

называемый HART-протокол.

Передача данных в HART-протоколе осуществляется с

помощью частотной модуляции, в соответствии с широко рас-

пространенным стандартом Bell 202. Цифровая информация пе-

редаётся частотами 1200 Гц (логическая 1) и 2200 Гц (логиче-

ский 0), которые накладываются на аналоговый токовый сигнал

(рис. 8.11).

Частотно-модулированный сигнал цифровых данных при

применении соответствующей фильтрации не влияет на основ-

ной аналоговый сигнал 4...20 мА. Скорость передачи данных для

HART составляет 1,2 кбит/с.

На рис. 8.12 показана блок-схема датчика, использующего

Н ART-протокол.

Модем 1 преобразует цифровой код в частотно-модулиро-

ванный сигнал, который поступает на формирователь сигнала, и

далее через ЦАП на выход датчика.

Рис. 8.10. Блок-схема интеллектуального датчика с выходным сигналом тока

121

5с

•§•

а.

-«-»

оо

Рис. 8.12. Блок-схема датчика, использующего HART-протокол

Рис. 8.13. Внешний вид интеллектуального датчика давления с HART-комму-

никатором

Помимо передачи сигнала от датчика о величине давления на

датчик могут передаваться управляющие сигналы. С помощью

этих управляющих сигналов может быть осуществлена калиб-

ровка датчика. При этом модем 2 преобразует частотные посыл-

ки («1» «О») в цифровой код.

На рис. 8.13 показан внешний вид интеллектуального датчика

давления с HART-коммуникатором.

Глава 9

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

9.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Технологические процессы, осуществляемые на предприятиях

нефтяной и газовой промышленности, обычно представляют в

виде динамических систем, поведение которых во времени опре-

деляется такими параметрами, как температура, давление, расход,

уровень, концентрация и др. При нормальном протекании про-

цесса эти параметры принимают определенные, так называемые

номинальные значения.

Указанные параметры могут отклоняться от номинальных

значений в силу ряда внешних причин (изменение расхода и со-

става сырья, параметров тепло- и хладагентов и др.) или явле-

ний, протекающих в самом аппарате (условий передачи тепла

через поверхность и др.). Это приводит к нарушению технологи-

ческого процесса и, как следствие, к снижению количества и ка-

чества получаемой продукции.

В связи с этим для нормального протекания процесса им не-

обходимо управлять.

Управление - это целенаправленное воздействие на техноло-

гический объект управления (ТОУ), которое обеспечивает его

функционирование и качественно оценивается величиной крите-

рия управления.

Критерии могут иметь технологическую или экономическую

природу (производительность технологической установки, себе-

стоимость продукции и т.п.).

Регулирование - частный случай управления, используемый в

локальных системах и означающий стабилизацию технологиче-

ского параметра, т.е. поддержание выходных параметров объекта

124

Рис. 9.5. Структурная схема регулиро-

вания по комбинированному принципу

В противном случае применяют системы связанного регулиро-

вания, в которых регуляторы различных параметров одного тех-

нологического объекта связаны между собой внешними связями

(вне объекта) с целью ослабления взаимного влияния регули-

руемых параметров. Такая система связанного регулирования

называется автономной.

4. По назначению (характеру изменения задающего воздейст-

вия) САР подразделяются на системы стабилизации, системы

программного управления и следящие системы.

Системы стабилизации предназначены для поддержания ре-

гулируемого параметра на заданном значении, которое устанав-

сов с определенным периодом их чередования. Период появле-

ния импульсов задается принудительно. Входной величине про-

порциональна амплитуда или длительность импульсов на выходе.

Введение импульсного звена освобождает измерительное уст-

ройство системы от нагрузки и позволяет применять на выходе

маломощное, но более чувствительное измерительное устройство,

реагирующее на малые отклонения регулируемого параметра, что

приводит к повышению качества работы системы.